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高嶺土的選礦提純工藝
發(fā)布時(shí)間：
2023-04-29 08:39
來(lái)源：
高嶺土
一、重選
重選提純工藝主要是利用高嶺土與脈石礦物之間的密度和粒度差異，去除輕質(zhì)的有機(jī)質(zhì)和含鐵、鈦和錳等元素的高密度雜質(zhì)，以達(dá)到提純高嶺土的目的，減少或去除雜質(zhì)對(duì)其白度的負(fù)面影響。重選提純高嶺土是行之有效的，以小錐角旋流器組或離心機(jī)替代高嶺土提純流程中的洗滌和篩分作業(yè)，既能實(shí)現(xiàn)洗滌和分級(jí)的目的，還可以去除部分雜質(zhì)，具有較好的應(yīng)用價(jià)值，但同時(shí)也要考慮僅通過(guò)重選工藝很難得到符合要求的最終高嶺土產(chǎn)品，重選提純后仍要通過(guò)煅燒、磁選和浸出等方法以得到最終合格產(chǎn)品。
二、磁選
磁選工藝用于去除高嶺土中的赤鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦和金紅石等弱磁性染色雜質(zhì)。磁選不需要使用化學(xué)藥劑，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，因而在非金屬礦的提純過(guò)程中使用較為廣泛。去除高嶺土中的弱磁性雜質(zhì)顆粒需要較高的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)梯度，而磁選技術(shù)的發(fā)展及設(shè)備的升級(jí)，使高嶺土等非金屬礦的磁選提純得以有效實(shí)現(xiàn)。高性能的強(qiáng)磁選設(shè)備SLon立環(huán)高梯度磁選機(jī)，新興的磁分離設(shè)備超導(dǎo)磁選機(jī)，磁選提純工藝解決了因含鐵量高而不具備商業(yè)開(kāi)采價(jià)值的低品質(zhì)高嶺土資源的開(kāi)發(fā)利用問(wèn)題，但單一的磁選作業(yè)也難以獲得高品質(zhì)的高嶺土產(chǎn)品，目前還需要配合化學(xué)漂白等其他工藝來(lái)進(jìn)一步降低高嶺土產(chǎn)品的含鐵量。
三、浮選
浮選提純工藝可以有效去除高嶺土中的含鐵、鈦和碳雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)回收再利用煤系高嶺土等低品級(jí)高嶺土資源。高嶺土顆粒較細(xì)，比脈石礦物更難上浮，因此高嶺土浮選提純工藝多采用反浮選以達(dá)到較好的去除雜質(zhì)的效果，如反浮選除碳、脫硫和除鐵。煤油為捕收劑，松醇油為起泡劑，水玻璃為抑制劑，浮選提純工藝多用來(lái)處理雜質(zhì)較多和白度較低的高嶺土原礦，以實(shí)現(xiàn)對(duì)低品級(jí)高嶺土資源的綜合利用。浮選可使高嶺土的白度明顯提升，其不足之處在于需要添加化學(xué)藥劑，造成生產(chǎn)成本增高，且易對(duì)環(huán)境造成污染。螯合捕收劑等新型藥劑的研發(fā)是浮選提純研究的主要方向之一。
四、浸出
浸出是通過(guò)適當(dāng)浸出藥劑來(lái)選擇性地溶解并去除高嶺土中的某些雜質(zhì)組分的方法，如使用鹽酸或硫酸的酸法浸出和微生物浸出法。浸出工藝流程簡(jiǎn)單、節(jié)能、可降低生產(chǎn)成本，具有較好的發(fā)展?jié)摿Α８∵x和強(qiáng)磁選提純效果較差。采用濃度25%的硫酸對(duì)含鐵較高的硬質(zhì)高嶺土進(jìn)行酸浸處理5h，其除鐵率可達(dá)37.67%。因原礦中鐵多以黃鐵礦的形式存在，為到達(dá)更好的除鐵效果，以H2O2為氧化劑進(jìn)行氧化酸浸。煤系高嶺土中含有黃鐵礦、褐鐵礦和赤鐵礦等雜質(zhì)，在煅燒過(guò)程中黃鐵礦會(huì)被氧化成黑褐色的鐵氧化物，使高嶺土的白度有所降低。氧化亞鐵硫桿菌可以通過(guò)催化氧化作用分解黃鐵礦，因此可以用于去除高嶺土中的黃鐵礦。與目前常用的提純工藝相比，浸出提純工藝流程簡(jiǎn)單，可以顯著降低生產(chǎn)成本，使低品位高嶺土得到有效的開(kāi)發(fā)利用，具有更高的發(fā)展?jié)摿?。在采用微生物浸出時(shí)，必須進(jìn)行更加嚴(yán)格的環(huán)境評(píng)估及經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估。
五、化學(xué)漂白
三價(jià)鐵離子及其氧化物是降低高嶺土白度的主要染色雜質(zhì)，通過(guò)化學(xué)試劑去除這些有害雜質(zhì)的方法稱為化學(xué)漂白法。高嶺土的化學(xué)漂白法分為氧化法、還原法和氧化–還原聯(lián)合法等。氧化漂白法的原理是將還原態(tài)的有害著色雜質(zhì)氧化成可溶性的物質(zhì)，進(jìn)而將其去除，例如將黃鐵礦氧化成可溶性的硫酸亞鐵，然后將有機(jī)質(zhì)氧化后通過(guò)水洗去除。常用的強(qiáng)氧化劑有次氯酸鈉、高錳酸鉀和過(guò)氧化氫等。pH值、溫度、藥劑用量、礦漿濃度和漂白時(shí)間等對(duì)漂白效果均有影響。還原漂白法的原理是將難溶的三價(jià)鐵氧化物還原為可溶的二價(jià)鐵鹽，使有害元素鐵轉(zhuǎn)化為可溶相以溶解，繼而通過(guò)洗滌流程去除。常用的還原漂白藥劑有連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)和二氧化硫脲(HO2SC(NH)NH2)等。化學(xué)漂白法可以大幅提升高嶺土產(chǎn)品的白度，但其生產(chǎn)成本較高，多用于對(duì)經(jīng)過(guò)除雜的高嶺土精礦進(jìn)行進(jìn)一步提純。連二亞硫酸鈉等藥劑的使用會(huì)產(chǎn)生酸性廢氣和廢水，對(duì)環(huán)境污染影響較大，因此采用此方法時(shí)需要考慮環(huán)保問(wèn)題和經(jīng)濟(jì)合理性，今后的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)采用更加廉價(jià)且無(wú)污染的漂白劑。
六、焙燒
焙燒也是提高高嶺土白度的一種重要提純工藝。高嶺土可通過(guò)焙燒工藝去除其中的含碳雜質(zhì)，如通過(guò)磁化焙燒加磁選去除磁性雜質(zhì)，通過(guò)氯化焙燒去除某些金屬雜質(zhì)。低溫焙燒可脫除表面和層間羥基，而不會(huì)破壞高嶺石結(jié)構(gòu)，同時(shí)使含碳有機(jī)質(zhì)有效分解，使該低品級(jí)煤系高嶺土達(dá)到玻璃纖維原料要求，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)低品級(jí)煤系高嶺土資源的利用。磁化焙燒將高嶺土中含鐵雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為較強(qiáng)磁性或強(qiáng)磁性的含鐵礦物，進(jìn)而通過(guò)磁選進(jìn)行雜質(zhì)的去除，磁化焙燒對(duì)該高嶺土的提純效果優(yōu)于傳統(tǒng)化學(xué)漂白法。氯化焙燒是在高嶺土焙燒過(guò)程中添加氯化劑，使某些金屬氧化物和硫化物雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)的氯化物以達(dá)到去除該金屬元素的目的。焙燒提純工藝可以使高嶺土白度大幅提升而獲得高品質(zhì)的高嶺土產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)對(duì)低品級(jí)高嶺土資源的利用，可獲得較高品質(zhì)的高嶺土產(chǎn)品。但該方法能耗大，生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。因此，今后的發(fā)展思路是通過(guò)優(yōu)化焙燒流程和設(shè)備，不斷降低生產(chǎn)成本及污染，其對(duì)促進(jìn)焙燒提純高嶺土及資源綜合利用具有重要意義。
七、聯(lián)合提純工藝技術(shù)
單一的提純工藝難以獲得高品質(zhì)的高嶺土產(chǎn)品，特別是處理我國(guó)儲(chǔ)量較大的低品級(jí)煤系高嶺土以及礦物組成復(fù)雜的高嶺土。不同類型的高嶺土處理工藝有所差異，其中軟質(zhì)高嶺土處理工藝包括粉碎、制漿、旋流器、選擇性絮凝、漂白，離心、剝片、磁選；硬質(zhì)高嶺土處理工藝包括粉碎、制漿、旋流器、離心機(jī)、剝片、漂白或粉碎、焙燒、制漿、旋流器、剝片、離心機(jī)；砂質(zhì)高嶺土處理工藝包括制漿、螺旋分級(jí)機(jī)、沉淀、離心機(jī)、剝片、漂白或原礦、制漿、重選除砂、調(diào)和、浮選。
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