[Enciclopèdia de processament mineral de Huate] Revelant els secrets del caolí: una magnífica transformació del sòl als materials d'alta tecnologia
Caolí és un mineral no metàl·lic, un tipus d'argila i roca argilosa composta principalment deMinerals d'argila caolíntica. Com que és blanca i delicada, també s'anomena sòl dolomític. Rep el nom del poble de Gaoling, Jingdezhen, província de Jiangxi. El seu caolí pur és blanc, delicat, suau i terrós, i té bones propietats físiques i químiques com la plasticitat i la resistència al foc. La seva composició mineral està composta principalment de caolinita, halloisita, hidròmica, il·lita, montmorillonita, quars, feldespat i altres minerals.
El caolí és un mineral argilós comú i molt important a la natura. Es forma per la meteorització del feldespat o altres minerals de silicat en roques ígnies i metamòrfiques en medis àcids que manquen de metalls alcalins i alcalinoterris.
01 Classificació
Classificació del sòl
Els minerals que conté el caolí a la natura es divideixen principalment en minerals argilosos i minerals no argilosos. Entre ells, els minerals argilosos inclouen principalment minerals de caolinita i una petita quantitat de montmorillonita, mica i clorita; els minerals no argilosos inclouen principalment feldespat, quars i minerals hidratats, així com alguns minerals de ferro com l'hematita i la rhosita, el mineral de ferro, la limonita, etc., minerals de titani com el rútil, etc. i matèria orgànica com la fibra vegetal, etc. Són principalment els minerals argilosos els que determinen les propietats del caolí.
Classificació de les causes
Basant-se en l'origen dels dipòsits de caolí i en les diferències en la geologia de la mineralització, les condicions geogràfiques, l'escala del dipòsit, la morfologia del cos de mineral i les característiques d'ocurrència, els components del material de mineralització reflectits en els diferents processos de mineralització, el "Codi d'exploració geològica de les mines de caolí" dividirà els dipòsits de caolí de la Xina en tres tipus i sis subtipus.
Tipus d'erosió:Es divideix a més en subtipus residual per meteorització i subtipus de lixiviació per meteorització.
Tipus d'alteració hidrotermal:Es divideix a més en subtipus d'alteració hidrotermal i subtipus d'alteració d'aigües termals modernes.
Tipus sedimentari:Es divideix en subtipus sedimentaris i de meteorització sedimentària i subtipus d'argila caolinita en estrats amb carbó.
Tipus industrial
Basant-se en la gènesi dels dipòsits de caolí, les "Especificacions d'exploració geològica de la mina de caolí" divideixen els dipòsits de caolí de la Xina en tres tipus i sis subtipus segons les diferències en la geologia de la mineralització, les condicions geogràfiques, l'escala del dipòsit, la morfologia del cos de mineral i les característiques d'ocurrència, i els components del material del mineral reflectits pels diferents processos de mineralització. Segons la seva textura, plasticitat i la fracció màssica de sorra, es divideixen en tres tipus:
DifícilCaolí: dur i no plàstic, es converteix en plàstic després de ser aixafat i mòlt.
SuauCaolí:fracció màssica suau, altament plàstica i sorrenca <50%.
SorrencCaolí:textura suau, plasticitat feble, fracció màssica de sorra > 50%.
02 Origen
Els recursos minerals de caolí de la Xina es troben entre els més importants del món, amb 267 dipòsits minerals provats i reserves provades de 2.910 milions de tones. Entre ells: els recursos de caolí per a la construcció no derivats del carbó del meu país ocupen el cinquè lloc mundial. Les reserves provades són d'1.468 milions de tones, concentrades principalment a les províncies de Guangdong, Shaanxi, Fujian, Jiangxi, Hunan i Jiangsu, que representen el 84,55% de les reserves totals del país; les reserves de caolí (caolinita) per a la construcció amb carbó de la Xina ocupen el primer lloc mundial, amb reserves provades d'1.442 milions de tones, distribuïdes principalment a Datong, Huairen, Shuozhou, Shanxi, Jungar, Wuda, Mongòlia Interior, Huaibei, Anhui, Hancheng, Shaanxi, etc., entre les quals el jaciment carbonífer de Jungar a la Mongòlia Interior té la majoria dels recursos.
Hi ha cinc grans jaciments de caolí a la Xina:
(1) La ciutat de Jiepai, al comtat de Hengyang, a la província de Hunan, és rica en recursos minerals. Les reserves de caolí, nefelina, feldespat i quars arriben als 200 milions de tones, i hi ha gairebé 40 empreses mineres i de processament de minerals. La zona minera de Dapailing (principalment mines de caolí) té una única reserva minera de 80 milions de tones, que ocupa el primer lloc a Àsia. La producció minera anual de la ciutat és de més de 500.000 tones, que abasteixen centenars de fàbriques de ceràmica a tot el país.
(2) Caolí a la zona de Maoming. El mineral de caolí de la conca de Maoming és un dipòsit de roca sedimentària de subtipus eluvial meteoritzat. El seu contingut de quars i altres sorres és superior al 50%, per la qual cosa s'anomena mineral de caolí sorrenc. Pel que fa al seu origen, el caolí de Maoming ha passat per tres etapes de meteorització residual: transport i automòlta, i després meteorització. El caolí està completament meteoritzat i les oblies són principalment monolítiques amb una mida de partícula fina. S'utilitza principalment com a matèria primera per a recobriments de fabricació de paper.
(3) El caolí de Longyan és un dipòsit residual de caolí meteoritzat. Com que el contingut de ferro és inferior al 0,3%, el de titani és inferior al 0,02% i conté una certa quantitat d'element solvent de baixa temperatura (Li2O), és una matèria primera ideal per a porcellana elèctrica, ús diari d'alta gamma i porcellana artística.
(4) Caolí de Suzhou Yangshan, aquest dipòsit és caolí d'alteració hidrotermal.La composició química del fang de Suzhou Yangshan amb textura pura és molt propera a la composició teòrica de la caolinita. El contingut d'Al2O3 pot arribar a ser aproximadament del 39,0%, amb color blanc i partícules fines. S'utilitza principalment com a portadors de catalitzadors i matèries primeres químiques.
(5) Hepu Caolí. És un dipòsit residual de caolí meteoritzat. S'utilitza principalment com a matèria primera per a la construcció de ceràmica.
(6) Sèrie de carbó del nord Caolí. És una caolinita sedimentària, distribuïda principalment a les zones productores de carbó del meu país, i es pot utilitzar en la construcció, recobriments, pintures i recobriments per a la fabricació de paper: sòl a base de carbó.
Les sis principals zones de producció esmentades representen més del 80% de la producció de la Xina i també són representants importants pel que fa als tipus de recursos.
03Use
El caolí té una àmplia gamma d'usos, principalment a causa de la seva plasticitat, adherència, certa resistència en sec, propietats de sinterització i blancor post-cocció, convertint-lo en la principal matèria primera per a la producció de ceràmica; és blanc, suau, altament dispersable i adsorbible. Les seves excel·lents propietats de procés, com ara les propietats químiques i l'aleatorietat química, el fan àmpliament utilitzat en la indústria paperera. A més, el caolí també s'utilitza àmpliament en sectors industrials com el cautxú, els plàstics, els refractaris i el refinament de petroli, així com en tecnologies d'avantguarda en agricultura i defensa nacional. S'utilitza principalment en la indústria ceràmica, recobriments, materials refractaris, fabricació de paper, pintura, cautxú, porcellana d'alta qualitat, filferros i cables, plàstics industrials, farcits de la indústria química, tintes, aliments, cosmètics, medicaments, etc., substituint la litopòna i part del titani en pintures i recobriments, pols blanca i altres materials cars.
04 Tecnologia de processament
Per tal de separar minerals no argilosos i matèria orgànica com ara quars, feldespat, mica, minerals de ferro, minerals de titani, etc. en caolí i produir productes de caolí que puguin satisfer les necessitats de diversos camps industrials, a més d'utilitzar la separació per gravetat, la flotació, la separació magnètica, etc. per purificar i eliminar impureses del caolí, de vegades també cal utilitzar mètodes de processament profund com ara blanqueig químic, escamat ultrafí, calcinació i modificació superficial per tractar el caolí.
(1) Classificació hidràulica
La classificació hidràulica inclou la classificació en espiral (separació de sorra gruixuda de +1 mm), la classificació en tancs de sedimentació (separació de sorra fina de +0,053 mm), la classificació en hidrociclons (separació de sorra fina de -0,053 mm), el classificador centrífug o la classificació en hidrociclons de petit diàmetre (per a la classificació de partícules ultrafines de 0,002-0,010 mm).
(2) Separació magnètica d'alt gradient
Es genera una força de camp magnètic de més de 1600 kA/m mitjançant un medi concentrador magnètic per eliminar Fe2O3 i TiO2 del caolí i produir recobriments de paper i matèries primeres ceràmiques d'alta qualitat.
(3) Floculació selectiva
En afegir floculants, les impureses com el quars de gra fi, la pirita, l'alunita, etc. es separen selectivament per produir caolí recobert de fulles. Els floculants que s'utilitzen habitualment inclouen hexametafosfat de sodi, poliacrilamida d'amoni, vidre soluble, etc.
(4) Blanqueig químic
S'afegeixen agents blanquejadors com la pols d'assegurança per reduir el ferro d'alta valència de la limonita i l'hematita del caolí a ferro ferrós soluble, o s'afegeixen oxidants per oxidar la pirita i les impureses de colorant per millorar la blancor del caolí.
(5) Pelar
A la màquina d'escamatge, s'utilitzen boles fines i mitjanes per produir un efecte de mòlta, de manera que les partícules agregades de caolí es separen en cristalls prims, produint caolí recobert de fulles amb una mida de partícula inferior a 2 μm i un contingut superior al 90%.
(6) Calcinació
Quan es calcina a 800-1000 ℃, el caolí perd aigua, es produeix una transformació de fase i algunes impureses es volatilitzen, cosa que millora la blancor i l'aïllament del caolí i s'utilitza per produir cables i farcits de cautxú i plàstic. La calcinació és un mètode de processament necessari per al caolí a base de carbó (dur).
(7) Modificació de la superfície
L'argila de caolí es recobreix amb un agent d'acoblament, etc., per augmentar la quantitat d'argila de caolí afegida al cautxú plàstic, i s'utilitza per tractar els farcits d'argila de caolí per a plàstics de cautxú.
Entre ells, la separació magnètica és un mètode de separació física de minerals àmpliament utilitzat en el camp del processament de minerals. El seu principi bàsic és utilitzar les diferències magnètiques dels propis minerals per aconseguir la separació. Segons les propietats magnetitzades dels minerals, la separació magnètica es pot dividir en separació magnètica forta, separació magnètica feble, separació magnètica inversa i separació magnètica d'alt gradient per satisfer les necessitats dels diferents minerals. Els equips de processament de minerals inclouen principalment separadors magnètics de plaques, separadors magnètics d'alt gradient d'anell vertical, separadors magnètics d'alt gradient de fangs electromagnètics, separadors magnètics superconductors de baixa temperatura, etc.
05 Casos d'aplicació del processament de minerals
Procés 1: Prenent com a exemple una argila de caolí estrangera, les principals impureses d'aquesta mostra inclouen òxid de ferro, òxid de titani i silicat de ferro. En el mineral en brut, el contingut d'impureses de Fe2O3 i TiO2 és del 0,89% i el 0,17% respectivament, mentre que la blancor arriba al 67,29%.
Per tal d'eliminar eficaçment aquestes impureses, vam determinar el següent pla de proves: primer, passem el mineral en brut a través d'un separador magnètic de fangs electromagnètics per a dos processos de separació magnètica, separació aproximada i selecció fina, per eliminar inicialment la majoria de les impureses. A continuació, el concentrat obtingut es purifica encara més a través d'un separador magnètic superconductor per reduir encara més el contingut d'impureses i millorar la qualitat del caolí.
Diagrama de flux de prova
Dels resultats de les proves es pot veure que el mineral en brut es pot separar mitjançant una suspensió electromagnètica + una suspensió electromagnètica + una separació magnètica superconductora per obtenir un producte concentrat de caolí amb un 0,35% de Fe2O3 i una blancor del 87,52%.
Procés 2:El mineral cru se sotmet a una separació magnètica superconductora de 5T. El procés de prova es mostra a la Figura 2 i els resultats de la prova es mostren a la Taula 2.
FIG. 2 Flux experimental de beneficiació
El mineral en brut es va sotmetre a una separació magnètica superconductora de 5T per obtenir un producte concentrat de caolí amb Fe2O3 0,40%, Al2O3 22,92%, SiO2 68,78%, TiO2 0,10%, CaO 1,90%, blancor 86,97% i un rendiment del 90,90%.
Com a matèria primera industrial multifuncional, el caolí té àmplies perspectives d'aplicació. Amb l'avanç continu de la ciència i la tecnologia i el desenvolupament sostenible de la indústria, el caolí jugarà un paper important en més camps. En el futur, esperem ampliar encara més l'àmbit d'aplicació del caolí mitjançant una investigació més profunda i la innovació tecnològica, aconseguint una utilització més eficient i sostenible i fent majors contribucions al desenvolupament de la societat humana. Al mateix temps, també hem de prestar atenció als problemes ambientals que puguin sorgir durant la mineria i el processament del caolí i prendre mesures actives per garantir que el desenvolupament racional dels recursos de caolí estigui coordinat amb la protecció del medi ambient.
Data de publicació: 13 de maig de 2024