(1)列举综合利用技术和工艺流程,并采用以下方法加工高岭土
1.泥浆的分散。在高岭土的湿法分选过程中,先将原矿制成泥浆,使矿物以颗粒单体的形式解离在水中,粒度为微米级甚至更小。为了将高岭石矿物与杂质矿物(如应时、长石、云母、黄铁矿、钛铁矿等)分离。),粘土颗粒必须分为细、中、粗三个等级。高岭土颗粒的界面上带有相反的电荷,颗粒之间相互吸引产生絮状物般的絮凝,所以需要加入适当的分散剂,分散剂会被电离并附着在带电的高岭土表面,使其带有相同的电荷,相互排斥。此时浆料会有流动性(浆料浓度一般为5-mdash;14%)。只有矿浆中的矿物颗粒得到充分分散,才能有效分级和分选。一般来说,粘土悬浮液是中性的。& mdash当它呈碱性(pH=8)时,它表现出稳定的分散状态。常用的分散剂如下:调节pH:氢氧化钠(NaOH)和碳酸钠(Na2CO3)。沉淀Ca2+:草酸铵[(NH4)2c2o 4 & middot;H2O】络合Al3+,Fe3+:柠檬酸钠(na 3c 6 H5 o 2 & middot;2h)络合多价金属离子:水玻璃[Na2O (1.6-4) SiO2],焦磷酸钠(na 4p 2 o 4 & middot;10H2O)、六偏磷酸钠[(NAPO3) 6]
2.除砂湿法除砂主要是去除碎屑矿物,如应时、长石、云母和粗粒杂质,如钻屑,也去除一些铁和钛矿物。常用的有耙式浮槽分级机、螺旋分级机、水力旋流器和振动筛等。在我国,小型矿山采用自然沉降除砂,然后进入沉淀池进行浓缩,经过沉降、脱水、干燥,生产出砖状高岭土坯料。本产品一般用于陶瓷行业。在机械化选矿机中,粗砂通过单轴打夯机去除,然后通过水力旋流器或振动筛进一步去除。据报道,国外有一种新型的除砂设备& mdash& mdash工业用勺式涡轮(西德制造),经过工业性检验,可以替代现有的螺旋分级机和振动筛的生产工艺。
3.分级目前,我国生产高档产品,尤其是涂料级高岭土产品,主要采用分级法。在纸张涂布加工过程中,2 & mum级分含量一直作为工作指标的控制点,要求粒度尽可能均匀,应小于2μ;m,并防止研磨时压碎,所以必须分级。所谓分类,就是利用矿物颗粒大小或密度的差异来分离矿物。如果矿浆的矿物粒度差异较大,一般采用筛分分级。如果相似,就按密度差排序。常用的分级设备包括风选、水力旋流器、离心机等。高岭土深加工技术中的超细分级,国外多采用卧式螺旋离心机进行。一般结构的卧式螺旋离心机在处理过程中,由于螺杆的搅动,中粗颗粒难以沉降,随溢流被带走,同时相当多的细颗粒被螺杆推到出渣口排出,分级效果不好。目前国外先进完善的颗粒分级装置首推美国生产的专利离心机。
4.磁选除铁几乎所有的高岭土原矿都含有少量(一般为0.5 & mdash3%)的铁矿物,主要包括氧化铁、钛铁矿、菱铁矿、黄铁矿、云母、电气石等。这些有色杂质通常具有弱磁性,这样就可以通过磁选除去这些有害杂质。磁选是利用矿物的磁性差异,在磁场中分离矿物颗粒的方法。它能有效去除加工过程中混入的磁铁矿、钛铁矿或铁屑等高磁性矿物。对于弱磁性矿物,有一种方法可以先进行焙烧,转化为强磁性氧化铁后再进行磁选分离。另一种方法是高梯度强磁场磁选。(1)高梯度强磁选法。这种方法有两个特点。第一,它有磁介质(一般是钢丝绒),能产生高磁场强度(107高斯/厘米)。二是具有先进的螺旋管磁铁结构。高梯度磁选技术对于去除有用矿物中的弱磁性细颗粒甚至胶体颗粒非常有效。该方法具有工艺简单、产率高、成本低、无污染等优点。通过调整分离操作参数可以生产不同品位的产品,并可以根据需要控制生产成本。是一项效果好、适应性强的技术,具有良好的社会效益和经济效益。早在20世纪70年代,美国就有许多厂家用这种技术完全或部分替代传统的浮选、化学漂白等提纯高岭土的方法。佐治亚州中部的一些高岭土公司已经采用高梯度磁分离作为标准处理工艺。缺点是设备投资高,耗电量大。
表1显示了用PEM-5高梯度磁选机对不同产地高岭土进行除铁除钛试验的结果。从表中数据可以看出,在高梯度磁机选矿中,有害杂质钛比铁更容易除去。表1不同产地高岭土的PEM-5高梯度磁选结果
原始矿井 | 磁选 | 背景场强(t) | 磁化时间(分钟) | Fe2O3(%)二氧化钛(%) | 白度 | Fe2O3(%) | 二氧化钛(%) | 白度 | 加利福尼亚(1)0.58 | 1.1 | 73 | 0.47 | 0.3 | 82 | 2 | 2 | 加利福尼亚(2)2.3 | 1.9 | 四十九个 | 0.5 | 0.4 | 79 | 四 | 加利福尼亚(3)2 | 50 | 0.5 | 64 | 四 | 耒阳高岭土0.65 | 一个 | 64 | 0.36 | 0.3 | 71-74 | 汨罗高岭土 | 1.68 | 0.54 | 0.74 | 0.14 |