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高嶺土的選礦提純工藝
發(fā)布時間：
2023-04-29 08:39
來源：
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)的有機質(zhì)和含鐵、鈦和錳等元素的高密度雜質(zhì)，以達到提純高嶺土的目的，減少或去除雜質(zhì)對其白度的負面影響。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替代高嶺土提純流程中的洗滌和篩分作業(yè)，既能實現(xiàn)洗滌和分級的目的，還可以去除部分雜質(zhì)，具有較好的應用價值，但同時也要考慮僅通過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藥劑，對環(huán)境無污染，因而在非金屬礦的提純過程中使用較為廣泛。去除高嶺土中的弱磁性雜質(zhì)顆粒需要較高的磁場磁感應強度和磁場梯度，而磁選技術的發(fā)展及設備的升級，使高嶺土等非金屬礦的磁選提純得以有效實現(xiàn)。高性能的強磁選設備SLon立環(huán)高梯度磁選機，新興的磁分離設備超導磁選機，磁選提純工藝解決了因含鐵量高而不具備商業(yè)開采價值的低品質(zhì)高嶺土資源的開發(fā)利用問題，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漂白等其他工藝來進一步降低高嶺土產(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)，實現(xiàn)回收再利用煤系高嶺土等低品級高嶺土資源。高嶺土顆粒較細，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處理雜質(zhì)較多和白度較低的高嶺土原礦，以實現(xiàn)對低品級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藥劑，造成生產(chǎn)成本增高，且易對環(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
浸出是通過適當浸出藥劑來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。浸出工藝流程簡單、節(jié)能、可降低生產(chǎn)成本，具有較好的發(fā)展?jié)摿?。浮選和強磁選提純效果較差。采用濃度25%的硫酸對含鐵較高的硬質(zhì)高嶺土進行酸浸處理5h，其除鐵率可達37.67%。因原礦中鐵多以黃鐵礦的形式存在，為到達更好的除鐵效果，以H2O2為氧化劑進行氧化酸浸。煤系高嶺土中含有黃鐵礦、褐鐵礦和赤鐵礦等雜質(zhì)，在煅燒過程中黃鐵礦會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發(fā)利用，具有更高的發(fā)展?jié)摿ΑＴ诓捎梦⑸锝鰰r，必須進行更加嚴格的環(huán)境評估及經(jīng)濟效益評估。
五、化學漂白
三價鐵離子及其氧化物是降低高嶺土白度的主要染色雜質(zhì)，通過化學試劑去除這些有害雜質(zhì)的方法稱為化學漂白法。高嶺土的化學漂白法分為氧化法、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，然后將有機質(zhì)氧化后通過水洗去除。常用的強氧化劑有次氯酸鈉、高錳酸鉀和過氧化氫等。pH值、溫度、藥劑用量、礦漿濃度和漂白時間等對漂白效果均有影響。還原漂白法的原理是將難溶的三價鐵氧化物還原為可溶的二價鐵鹽，使有害元素鐵轉(zhuǎn)化為可溶相以溶解，繼而通過洗滌流程去除。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?；瘜W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，多用于對經(jīng)過除雜的高嶺土精礦進行進一步提純。連二亞硫酸鈉等藥劑的使用會產(chǎn)生酸性廢氣和廢水，對環(huán)境污染影響較大，因此采用此方法時需要考慮環(huán)保問題和經(jīng)濟合理性，今后的發(fā)展趨勢應采用更加廉價且無污染的漂白劑。
六、焙燒
焙燒也是提高高嶺土白度的一種重要提純工藝。高嶺土可通過焙燒工藝去除其中的含碳雜質(zhì)，如通過磁化焙燒加磁選去除磁性雜質(zhì)，通過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，而不會破壞高嶺石結構，同時使含碳有機質(zhì)有效分解，使該低品級煤系高嶺土達到玻璃纖維原料要求，有效實現(xiàn)對低品級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)化為較強磁性或強磁性的含鐵礦物，進而通過磁選進行雜質(zhì)的去除，磁化焙燒對該高嶺土的提純效果優(yōu)于傳統(tǒng)化學漂白法。氯化焙燒是在高嶺土焙燒過程中添加氯化劑，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，實現(xiàn)對低品級高嶺土資源的利用，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)過程中會對環(huán)境造成污染。因此，今后的發(fā)展思路是通過優(yōu)化焙燒流程和設備，不斷降低生產(chǎn)成本及污染，其對促進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
單一的提純工藝難以獲得高品質(zhì)的高嶺土產(chǎn)品，特別是處理我國儲量較大的低品級煤系高嶺土以及礦物組成復雜的高嶺土。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、剝片、漂白或粉碎、焙燒、制漿、旋流器、剝片、離心機；砂質(zhì)高嶺土處理工藝包括制漿、螺旋分級機、沉淀、離心機、剝片、漂白或原礦、制漿、重選除砂、調(diào)和、浮選。
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