Del mineral al polvo: purificación, trituración y modificación del caolín
El caolín es un recurso mineral no renovable crucial del que existen pocos yacimientos de alta calidad. En la actualidad, cada vez más industrias demandan caolín de alta calidad. La demanda del mercado ha superado el crecimiento general, lo que ha empeorado los desequilibrios entre la oferta y la demanda en China.
Por lo tanto, estudiar y aplicar diversas tecnologías de procesamiento es esencial para hacer que este material mineral sea adecuado para diversas aplicaciones industriales.
Beneficiación y purificación de caolinita
Método de selección manual
El método de selección manual utiliza la diferencia de tamaño o densidad de las partículas minerales para separar los minerales. Elimina principalmente impurezas como feldespato y cuarzo, mejora la pureza y la blancura calcinada del caolín y es adecuado para pequeñas empresas.
Método de selección de agua
El método de selección de agua utiliza agua como medio para separar los minerales de las impurezas. Puede eliminar partículas más grandes de minerales como cuarzo, feldespato y mica o minerales de hierro y titanio. Este método es simple y fácil de operar, de bajo costo y adecuado para depósitos de alta calidad.
Método de flotación
El método de flotación separa los minerales útiles de las menas en función de sus propiedades físicas y químicas superficiales. Las técnicas avanzadas como la flotación por portadores, la coagulación selectiva y la flotación líquida doble son eficaces para el pretratamiento de las materias primas cerámicas.
La flotación por adsorción agrega polvo de piedra caliza a la suspensión de caolín para adsorber Fe2O3, mientras que la flotación líquida doble ajusta el pH de la suspensión, agrega agentes de captura y soluciones orgánicas, y permite la estratificación y la separación.
Método de separación magnética
La separación magnética es un proceso de separación bajo la acción de la fuerza magnética y otras fuerzas mediante el uso de las diferencias magnéticas de varios minerales o materiales.
La composición del hierro en el caolín a base de carbón es relativamente compleja. Se pueden utilizar diferentes métodos de separación magnética de alto gradiente para eliminar el hierro de diferentes caolines a base de carbón. En la actualidad, los métodos de separación magnética de alto gradiente se pueden dividir en los siguientes métodos.
1. Separación magnética pulsante de alto gradiente
2. Separación magnética seca de alto gradiente
3. Separación magnética de alto gradiente por vibración
4. La floculación selectiva y la separación magnética de alto gradiente combinaron la eliminación de hierro.
5. Métodos de aglomeración magnética
Purificación química
La purificación química es un método que utiliza ácido o álcali para disolver y eliminar ciertas impurezas asociadas en los minerales debido a su solubilidad en ácido o álcali.
El método de eliminación de hierro por blanqueo por reducción utiliza un agente reductor para reducir el hierro trivalente insoluble (como la limonita) a hierro divalente soluble, que luego se filtra, se lava y se elimina con el filtrado.
Características: Condiciones de reacción estrictas, el olor penetrante liberado provoca un mal ambiente de trabajo y los residuos en el producto afectan las aplicaciones posteriores.
El método de eliminación de hierro mediante blanqueo por lixiviación ácida utiliza una solución ácida para tratar el caolín, convirtiendo los minerales insolubles que contienen hierro en sales solubles. Luego, el caolín se blanquea mediante procesos como el lavado del mineral.
Características: Tiene un efecto deficiente sobre los minerales de sulfuro de hierro, minerales de ilmenita, etc., y es necesario controlar la temperatura alta de la pulpa. Esto aumenta los requisitos de resistencia a la corrosión ácida del equipo, eleva los costos de producción y los residuos en el producto afectan las aplicaciones posteriores.
El método de eliminación de hierro por blanqueo por oxidación utiliza un oxidante fuerte como agente blanqueador para oxidar la pirita en el sistema de suspensión de caolín, generando Fe2+ soluble. Al mismo tiempo, otras materias orgánicas oscuras también se pueden oxidar en óxidos incoloros, lo que da como resultado el blanqueo.
Características: Este método se utiliza principalmente para tratar el caolín de tipo pirita. Tiene poco efecto en la eliminación de hierro y el blanqueo del caolín que contiene otros tipos de sustancias metálicas colorantes y no es adecuado para una aplicación generalizada.
Método de blanqueo microbiano
El método de blanqueo microbiano incluye la tecnología de lixiviación microbiana y la tecnología de flotación microbiana. Elimina la pirita oxidada y otros minerales de sulfuro utilizando métodos como el ferrotiobacilo y el bacilo reductor de hierro.
Este método tiene una inversión baja, un bajo costo, un bajo consumo de energía, una baja contaminación y no afecta las propiedades. Es un nuevo método de purificación y blanqueamiento y todavía se encuentra en la etapa de laboratorio.
Modificación del caolín
Modificación de intercalación
Intercalación modificación supera los enlaces de hidrógeno entre capas e inserta el espacio entre capas, aumentando así el espaciado entre capas sin destruir la estructura en capas del caolín.
Existen principalmente intercalación en fase líquida, intercalación por evaporación de solución, intercalación mecanoquímica, intercalación por radiación de microondas e intercalación ultrasónica.
Modificación de calcinación
La modificación por calcinación es un método común de procesamiento del caolín, en el que el caolín se trata térmicamente mediante métodos físicos. La temperatura de calcinación del caolín varía para diferentes propósitos. La calcinación a alta temperatura (450-925 ℃) es el mejor método para la eliminación de carbono y el blanqueo, y se utiliza en materiales cerámicos, rellenos, adsorbentes, catalizadores, etc.
Modificación química
La modificación química se divide en modificación ácida y modificación alcalina. Puede mejorar la adsorción y la actividad de reacción de la superficie del polvo de caolín, pero la investigación sobre la modificación ácido-base todavía se encuentra en las primeras etapas.
Modificación de hierro polihidroxilado
Este método mezcla una solución de hierro polihidroxilado con caolín triturado y tamizado, y luego realiza la modificación en condiciones de calentamiento y agitación. Debido a la gran influencia de la temperatura, la cantidad de adsorción de caolín aumenta gradualmente con el aumento de la temperatura después de la modificación del hierro polihidroxilado.
Modificación del agente de acoplamiento
La modificación del agente de acoplamiento utiliza medios químicos para formar una capa de compuesto de acoplamiento orgánico sobre la superficie de las partículas finas de caolín, modificando así las propiedades de la superficie. En la actualidad, existen principalmente agentes de acoplamiento de silano y agentes de acoplamiento de titanato, que pueden hacer que la estructura de la superficie del caolín sea más compatible con la materia orgánica.
Exfoliación con caolín
La exfoliación con caolín reduce el tamaño de las partículas del mismo al disociar las capas para aumentar su área superficial. Se divide en descascarillado mecánico y descascarillado químico, que descascara el caolín en partículas extremadamente finas.
Este proceso cumple con los requisitos de baja abrasión y alta blancura, lo que hace que el caolín sea adecuado para su uso en la fabricación de papel, cosméticos, medicamentos y otras aplicaciones.
Tecnología de mezcla de caolín
La estabilidad de los indicadores de los productos de caolín es uno de los factores clave para medir la calidad del producto. Debido a diversos factores naturales, la calidad de las minas de caolín en China varía considerablemente en diferentes áreas mineras o en diferentes capas de mineral en la misma área minera.
Los indicadores de los productos de caolín fluctúan significativamente, mientras que la industria transformadora tiene altos requisitos para la estabilidad de la calidad de los productos de caolín. Por lo tanto, dominar la tecnología de mezcla se ha vuelto esencial para el desarrollo de las empresas relacionadas.
Resumen
Para seguir las tendencias de la industria y las características de los recursos, las empresas líderes están investigando y aplicando tecnologías de procesamiento profundo, como la purificación, la molienda y la modificación. Estos esfuerzos mejoran la blancura, la finura, la plasticidad y la estabilidad del caolín.
Los desarrollos futuros incluyen calcinación mejorada, flotación ultrafina, blanqueamiento, reducción de la viscosidad, aplicaciones de relaves, nanotecnología y materiales antibacterianos.
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