Du minerai à la poudre : purification, broyage et modification du kaolin
Le kaolin est une ressource minérale non renouvelable essentielle, dont les gisements de qualité sont rares. À l'heure actuelle, de plus en plus d'industries demandent davantage de kaolin haut de gamme. La demande du marché a dépassé la croissance globale, aggravant les déséquilibres entre l'offre et la demande en Chine.
Par conséquent, l’étude et l’application de diverses technologies de traitement sont essentielles pour rendre ce matériau minéral adapté à diverses applications industrielles.
Enrichissement et purification de la kaolinite
Méthode de sélection manuelle
La méthode de sélection manuelle utilise la différence de taille ou de densité des particules minérales pour séparer les minéraux. Elle élimine principalement les impuretés telles que le feldspath et le quartz, améliore la pureté et la blancheur calcinée du kaolin et convient aux petites entreprises.
Méthode de sélection de l'eau
La méthode de sélection de l'eau utilise l'eau comme moyen pour séparer les minéraux des impuretés. Elle peut éliminer les plus grosses particules de minéraux tels que le quartz, le feldspath et le mica ou les minéraux fer-titane. Cette méthode est simple et facile à utiliser, peu coûteuse et adaptée aux gisements de haute qualité.
Méthode de flottation
La méthode de flottation permet de séparer les minéraux utiles des minerais en fonction de leurs propriétés physiques et chimiques de surface. Des techniques avancées telles que la flottation par transporteur, la coagulation sélective et la double flottation liquide sont efficaces pour le prétraitement des matières premières céramiques.
La flottation par adsorption ajoute de la poudre de calcaire à la boue de kaolin pour adsorber le Fe2O3, tandis que la double flottation liquide ajuste le pH de la boue, ajoute des agents de capture et des solutions organiques et permet la stratification et la séparation.
Méthode de séparation magnétique
La séparation magnétique est un processus de séparation sous l'action de la force magnétique et d'autres forces en utilisant les différences magnétiques de divers minerais ou matériaux.
La composition du fer dans le kaolin à base de charbon est relativement complexe. Différentes méthodes de séparation magnétique à gradient élevé peuvent être utilisées pour éliminer le fer de différents kaolins à base de charbon. À l'heure actuelle, les méthodes de séparation magnétique à gradient élevé peuvent être divisées en méthodes ci-dessous.
1. Séparation magnétique pulsée à gradient élevé
2. Séparation magnétique sèche à gradient élevé
3. Séparation magnétique à gradient élevé par vibration
4. Floculation sélective et séparation magnétique à gradient élevé pour éliminer le fer
5. Méthodes d'agglomération magnétique
Purification chimique
La purification chimique est une méthode utilisant un acide ou un alcali pour dissoudre et éliminer certaines impuretés associées aux minéraux en raison de leur solubilité acide ou alcaline.
La méthode d'élimination du fer par blanchiment réducteur utilise un agent réducteur pour réduire le fer trivalent insoluble (comme la limonite) en fer divalent soluble, qui est ensuite filtré, lavé et éliminé avec le filtrat.
Caractéristiques : Conditions de réaction strictes, l'odeur piquante libérée provoque un mauvais environnement de travail et les résidus dans le produit affectent les applications en aval.
La méthode de blanchiment par lixiviation acide pour éliminer le fer utilise une solution acide pour traiter le kaolin, transformant les minéraux insolubles contenant du fer en sels solubles. Le kaolin est ensuite blanchi par des procédés tels que le lavage du minerai.
Caractéristiques : Faible effet sur les minéraux sulfurés de fer, les minéraux ilménites, etc., et la température élevée de la suspension doit être contrôlée. Cela augmente les exigences en matière de résistance à la corrosion acide de l'équipement, augmente les coûts de production et les résidus dans le produit affectent les applications en aval.
La méthode d'élimination du fer par blanchiment par oxydation utilise un oxydant puissant comme agent de blanchiment pour oxyder la pyrite dans le système de boue de kaolin, générant du Fe2+ soluble. Dans le même temps, d'autres matières organiques sombres peuvent également être oxydées en oxydes incolores, ce qui entraîne un blanchiment.
Caractéristiques : Cette méthode est principalement utilisée pour traiter le kaolin de type pyrite. Elle a peu d'effet sur l'élimination du fer et le blanchiment du kaolin contenant d'autres types de substances métalliques colorantes et ne convient pas à une application généralisée.
Méthode de blanchiment microbien
La méthode de blanchiment microbien comprend la technologie de lixiviation microbienne et la technologie de flottation microbienne. Elle élimine la pyrite oxydée et d'autres minerais sulfurés à l'aide de méthodes telles que le ferrothiobacille et le bacille réducteur de fer.
Cette méthode nécessite peu d'investissement, est peu coûteuse, consomme peu d'énergie, est peu polluante et n'affecte pas les propriétés. Il s'agit d'une nouvelle méthode de purification et de blanchiment qui est encore au stade du laboratoire.
Modification du kaolin
Modification par intercalation
Intercalation modification surmonte les liaisons hydrogène intercouches et insère l'espace intercouche, augmentant ainsi l'espacement intercouche sans détruire la structure en couches du kaolin.
Il existe principalement l'intercalation en phase liquide, l'intercalation en solution d'évaporation, l'intercalation mécanochimique, l'intercalation par rayonnement micro-ondes et l'intercalation ultrasonique.
Modification par calcination
La modification par calcination est une méthode courante de traitement du kaolin, où le kaolin est traité thermiquement par des méthodes physiques. La température de calcination du kaolin varie selon les besoins. La calcination à haute température (450-925℃) est la meilleure méthode pour éliminer le carbone et blanchir, et elle est utilisée dans les matériaux céramiques, les charges, les adsorbants, les catalyseurs, etc.
Modification chimique
La modification chimique est divisée en modification acide et modification alcaline. Elle peut améliorer l'adsorption et l'activité de réaction de la surface de la poudre de kaolin, mais les recherches sur la modification acide-base en sont encore à leurs débuts.
Modification du fer polyhydroxylé
Cette méthode consiste à mélanger une solution de fer polyhydroxylé avec du kaolin broyé et tamisé, puis à effectuer la modification dans des conditions de chauffage et d'agitation. En raison de la grande influence de la température, la quantité d'adsorption de kaolin augmente progressivement avec l'augmentation de la température après la modification du fer polyhydroxylé.
Modification de l'agent de couplage
La modification de l'agent de couplage consiste à former par voie chimique une couche de composé de couplage organique à la surface des fines particules de kaolin, modifiant ainsi les propriétés de la surface. Actuellement, il existe principalement des agents de couplage au silane et des agents de couplage au titanate, qui peuvent rendre la structure de surface du kaolin plus compatible avec la matière organique.
Gommage au kaolin
L'exfoliation du kaolin réduit la taille des particules de kaolin en dissociant les couches pour augmenter sa surface. Elle est divisée en écaillage mécanique et écaillage chimique, qui écaillage le kaolin en particules extrêmement fines.
Ce procédé répond aux exigences de faible abrasion et de blancheur élevée, ce qui rend le kaolin adapté à une utilisation dans la fabrication du papier, les cosmétiques, la médecine et d'autres applications.
Technologie de mélange de kaolin
La stabilité des indicateurs de qualité du kaolin est l'un des facteurs clés pour mesurer la qualité du produit. En raison de divers facteurs naturels, la qualité des mines de kaolin en Chine varie considérablement selon les zones minières ou les différentes couches de minerai dans la même zone minière.
Les indicateurs des produits à base de kaolin fluctuent considérablement, tandis que l'industrie en aval a des exigences élevées en matière de stabilité de la qualité des produits à base de kaolin. Par conséquent, la maîtrise de la technologie de mélange est devenue essentielle pour le développement des entreprises concernées.
Résumé
Pour suivre les tendances du secteur et les caractéristiques des ressources, les entreprises leaders recherchent et appliquent des technologies de traitement en profondeur. Il s'agit de la purification, du broyage et de la modification. Ces efforts améliorent la blancheur, la finesse, la plasticité et la stabilité du kaolin.
Les développements futurs comprennent une calcination améliorée, une flottation ultrafine, un blanchiment, une réduction de la viscosité, des applications de résidus, une nanotechnologie et des matériaux antibactériens.
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