我國高嶺土產(chǎn)品有四大類34個品種。這些產(chǎn)品廣泛用于紙張的填料和涂料,陶瓷工業(yè)的原料,橡膠和塑料的填充劑和增強劑,白水泥油毛氈、屋面涂料和防水劑的配料,玻璃纖維的配料,油墨顏料,化妝品和肥皂的填料,農(nóng)藥和化肥的載體,研磨材料的粘結(jié)劑,合成分子篩,石油催化劑,原子能反應(yīng)堆等許多行業(yè)。
高嶺土原礦的加工工藝取決于原礦的性質(zhì)及產(chǎn)品的最終用途。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的工藝有兩種干法工藝和濕法工藝,通常硬質(zhì)高嶺土采用干法生產(chǎn),軟質(zhì)高嶺土采用濕法生產(chǎn)。
干法選礦工藝
干法工藝是一種簡單經(jīng)濟(jì)的加工工藝。采出的原礦經(jīng)過錘式破碎機碎至25.4mm后,給入對輥破碎機,使粒度減小到6.35mm,破碎后的礦石則經(jīng)配有離心分離機和旋風(fēng)除塵器的吹氣式雷蒙磨粉機進(jìn)一步磨細(xì)。該工藝可將大部分砂石除去,產(chǎn)品通常用于橡膠、塑料及造紙工業(yè)的低價填料。用于造紙工業(yè)時,該產(chǎn)品可作為填料層灰分含量小于10%或12%處的填料,此時產(chǎn)品的白度要求不高。
當(dāng)干法對產(chǎn)品的白度等要求較高時,必須對雷蒙磨粉機產(chǎn)出的產(chǎn)品進(jìn)行干式除鐵。干法工藝的優(yōu)點是可省掉產(chǎn)品脫水和干操過程,減少灰粉流失,工藝流程短,生產(chǎn)成本低,適宜于干旱和缺水地區(qū)。但要得到高純優(yōu)質(zhì)高嶺土還得靠濕法工藝。
濕法選礦工藝
濕法工藝包括礦石準(zhǔn)備、選礦加工和產(chǎn)品處理三個階段。準(zhǔn)備階段包括配料、破碎和搗漿等作業(yè)。搗漿是將高嶺土原礦與水、分散劑混合在搗漿機內(nèi)制漿,搗漿作業(yè)可使原礦分散,為選別作業(yè)制備適當(dāng)細(xì)度的高嶺土礦漿,并同時去掉大粒的砂石。選礦階段可能包括水力分級機、浮選機、選擇性絮凝、磁選、化學(xué)處理(漂白)等作業(yè),以除去不同的雜質(zhì)。準(zhǔn)備好的礦漿先經(jīng)耙式洗箱、浮槽分級機或旋流器除砂,然后用連續(xù)式離心機、水力旋流器、水力旋流器或高頻篩(325目)將其分為粗細(xì)兩個粒級。分級機的細(xì)粒級送入HGMS(高梯度磁選機)除去鐵鈦雜質(zhì),產(chǎn)品經(jīng)攪拌擦洗剝離后進(jìn)行氧化鐵浸出,對白度已足夠高并具有良好涂層性能的粘土可不經(jīng)磁選機進(jìn)行磁選和剝離而直接送至浸出作業(yè)。浸出后,在礦漿中添加明礬使粘土礦物凝聚而便于脫水。漂白的粘土用高速離心機,旋轉(zhuǎn)式真空過濾機或壓濾機脫水。過濾機或壓濾機脫水。濾餅經(jīng)再分散成55%~65%固體的礦漿,然后噴霧干燥制成松散的干品。部分干品被混入到分散的礦漿中制成70%固體。
不經(jīng)選別的最終產(chǎn)品白度較低,只有在流程中配置磁選機、泡沫浮選機或選擇性絮凝作業(yè)才能獲得高白度的粘土產(chǎn)品。但這些獨立的作業(yè)均具有各自的優(yōu)勢與缺陷,因而工業(yè)上通常采用兩至三種這些工藝的聯(lián)合流程以便粘土資源的綜合利用。
高梯度磁選
高嶺土中的染色雜質(zhì)(如赤鐵礦等)具有弱磁性,因而可以利用高梯度磁選機將其除去。
由于有些高嶺土礦中部分鐵雜質(zhì)以硅酸鹽形式存在,磁性非常弱,而鈦以金紅石的形式存在,則磁選方法很難奏效,因此流程中通常配以浮選,選擇性絮凝等其他作業(yè),以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
泡沫浮選
浮選作業(yè)的目的是從高嶺土中浮選出鈦雜質(zhì)。由于雜質(zhì)顆粒極細(xì),通常采用載體浮選工藝。載體礦物可以是方解石、硅砂(-325目),載體礦物的用量一般為高嶺土重量的10%~20%,載體的一部分經(jīng)過回可再利用。浮選過程中所用的藥劑包括分散劑硅酸鈉,pH調(diào)整劑氫氧化胺和苛性鈉捕收劑塔爾油、脂肪酸及石油磺酸鈣。但是浮選存在不少缺點,載體的疏水化需要大量的藥劑.浮選過程只能在礦漿濃度較低有效,從而增加脫水費用.所加載體必須從粘土產(chǎn)品中盡可能地清除.并從泡沫產(chǎn)品中回收以循環(huán)使用。殘留在粘土中的化學(xué)藥劑及載體礦物對最終產(chǎn)品有害。Cundy和Yong等人研究了一種不需載體的浮選工藝,直接從高嶺土中浮出銳鈦礦,其特點是在分散劑(如硅酸鈉)和pH調(diào)整劑(常用氫氧化胺)存在條件下進(jìn)行高礦漿濃度(40%~60%固體)擦洗,清除表面污物,同時擦洗也使銳鈦礦和赤鐵礦從高嶺土礦物中解離出來,然后將少量的活化劑及脂肪酸類捕收劑一起加入礦漿,被捕收劑覆蓋的銳鈦礦在高剪切攪拌條件下形成選擇性團(tuán)聚,從而使顆粒尺寸顯著增大,高剪切攪拌調(diào)漿后的礦漿稀釋至15%~20%固體進(jìn)行浮選,高嶺土中的明礬石也可用浮選脫除。
選擇性凝聚絮凝
在pH8~11時,向高嶺土礦漿中加Ca2+、Mg2+等堿性土金屬離子可觀察到鐵鈦雜質(zhì)的選擇性凝聚,然后用弱陰離子聚合電解質(zhì)進(jìn)行選擇性絮凝。該工藝要求礦漿濃度要低于20%,因此必定有大量的水分要在后續(xù)作業(yè)中脫去,同時殘留的絮凝劑對最終產(chǎn)品的質(zhì)量也有影響。
用高分子絮凝劑對高嶺土進(jìn)行選擇性絮凝,高嶺土顆粒相互絮凝沉向底部,鐵鈦雜質(zhì)則因顆粒微細(xì)而存在于上部的懸浮液中呈紅褐色,將這上部的懸浮液脫去即可脫去大部分的鐵鈦雜質(zhì),再用別的作業(yè)(如磁選)加以處理即得到高品質(zhì)的高嶺土。
浸出
浸出是在弱酸性溶液(pH3~4)有還原劑(NaS2O4)存在條件下進(jìn)行的,可使溶解的鐵保持Fe2+狀態(tài),避免生成Fe(OH)3,用水洗滌使之與高嶺土分離。為了除去深色的有機質(zhì),可以用強氧化劑(過氧化氫、次氯酸鈉等)進(jìn)行漂白。
脫水
選別后的粘土在貯漿桶內(nèi)貯存6~8h,pH調(diào)節(jié)到3~4,接近粘土的零電點,因而粘土顆粒容易團(tuán)聚。在礦漿中添加明礬對粘土粒子的團(tuán)聚有幫助,可促進(jìn)脫水。圓筒過濾機為常用的脫水裝置,它可使礦漿濃度增至55%~60%。過濾作業(yè)的重要作用之一在于除去粘土中的化學(xué)藥劑。為強化此作業(yè),常采用水噴霧。噴霧干燥已成為粘土工業(yè)中十分有效的一種工藝,但其成本昂貴。近年來,出現(xiàn)了一種利用電場中荷電顆粒電泳特性的新型過濾工藝。高嶺土粒子在pH3時荷負(fù)電,其周圍由帶相反電荷的離子霧所包圍而形成雙電層。在電場中粘土粒子移向陽極,離子霧中配衡離子則移向陰極。當(dāng)顆粒抵達(dá)陽極時,便用來保護(hù)電極的陽極薄膜上形成的濾餅.陽極濾餅采用電滲法進(jìn)一步脫水,多余水分按電滲原理用泵通過荷負(fù)電的濾餅毛細(xì)管抽出。
以上為鄭州中厚機械為您介紹的幾種高嶺土選礦工藝,多種作業(yè)聯(lián)合處理及最終產(chǎn)品多是高嶺土選礦工藝的主要特征。