[Εγκυκλοπαίδεια Επεξεργασίας Ορυκτών Huate] Αποκαλύπτοντας τα μυστικά του Καολίνη: μια υπέροχη μεταμόρφωση από το έδαφος σε υλικά υψηλής τεχνολογίας

[Εγκυκλοπαίδεια Επεξεργασίας Ορυκτών Huate] Αποκαλύπτοντας τα μυστικά του Καολίνη: μια υπέροχη μεταμόρφωση από το έδαφος σε υλικά υψηλής τεχνολογίας

Καολίνη είναι ένα μη μεταλλικό ορυκτό, ένα είδος αργίλου και αργιλώδους πετρώματος που αποτελείται κυρίως απόΚαολινίτης αργιλικά ορυκτά. Επειδή είναι λευκό και λεπτό, ονομάζεται επίσης δολομιτικό έδαφος. Ονομάστηκε έτσι από το χωριό Gaoling, Jingdezhen, στην επαρχία Jiangxi. Ο καθαρός καολίνης του είναι λευκός, λεπτός, μαλακός και γήινος, και έχει καλές φυσικές και χημικές ιδιότητες όπως πλαστικότητα και αντοχή στη φωτιά. Η ορυκτή του σύνθεση αποτελείται κυρίως από καολινίτη, αλλοϋσίτη, υδρομίκα, ιλίτη, μοντμοριλλονίτη, χαλαζία, άστριο και άλλα ορυκτά.

Ο καολίνης είναι ένα κοινό και πολύ σημαντικό αργιλικό ορυκτό στη φύση. Σχηματίζεται από την αποσάθρωση του άστριου ή άλλων πυριτικών ορυκτών σε πυριγενή και μεταμορφωμένα πετρώματα σε όξινα μέσα που δεν περιέχουν αλκαλικά μέταλλα και αλκαλικά γαίες.

01 Ταξινόμηση

Ταξινόμηση εδάφους

Τα ορυκτά που περιέχονται στον καολίνη στη φύση χωρίζονται κυρίως σε αργιλικά ορυκτά και μη αργιλικά ορυκτά. Μεταξύ αυτών, τα αργιλικά ορυκτά περιλαμβάνουν κυρίως τα ορυκτά καολινίτη και μια μικρή ποσότητα μοντμοριλλονίτη, μαρμαρυγία και χλωρίτη. Τα μη αργιλικά ορυκτά περιλαμβάνουν κυρίως άστριο, χαλαζία και ένυδρα ορυκτά, καθώς και ορισμένα ορυκτά σιδήρου όπως αιματίτης και ροσίτης, σιδηρομετάλλευμα, λιμονίτη κ.λπ., ορυκτά τιτανίου όπως ρουτίλιο κ.λπ. και οργανική ύλη όπως φυτικές ίνες κ.λπ. Κυρίως τα αργιλικά ορυκτά καθορίζουν τις ιδιότητες του καολίνη.

Ταξινόμηση αιτιών

Με βάση την προέλευση των κοιτασμάτων καολίνη και τις διαφορές στη γεωλογία της μεταλλοφορίας, τις γεωγραφικές συνθήκες, την κλίμακα των κοιτασμάτων, τη μορφολογία του μεταλλεύματος και τα χαρακτηριστικά εμφάνισης, καθώς και τα συστατικά του μεταλλεύματος που αντικατοπτρίζονται στις διαφορετικές διεργασίες μεταλλοφορίας, ο "Κώδικας Γεωλογικής Εξερεύνησης Μεταλλείων Καολίνη" θα χωρίσει τα κοιτάσματα καολίνη της Κίνας σε τρεις τύπους και έξι υποτύπους.

Τύπος φθοράς:Διαιρείται περαιτέρω σε υποτύπο υπολειμματικής αποσάθρωσης και υποτύπο αποσάθρωσης-έκπλυσης.

Τύπος υδροθερμικής αλλοίωσης:Διαιρείται περαιτέρω σε υποτύπο υδροθερμικής αλλοίωσης και υποτύπο σύγχρονης αλλοίωσης θερμών πηγών.

Ιζηματογενής τύπος:Διαιρείται σε ιζηματογενείς υποτύπους και υποτύπους ιζηματογενούς αποσάθρωσης και σε υποτύπο αργιλώδους λίθου καολινίτη σε στρώματα που περιέχουν άνθρακα.

Βιομηχανικός τύπος

Με βάση τη γένεση των κοιτασμάτων καολίνη, οι "Προδιαγραφές Γεωλογικής Εξερεύνησης Μεταλλείων Καολίνη" διαιρούν τα κοιτάσματα καολίνη της Κίνας σε τρεις τύπους και έξι υποτύπους ανάλογα με τις διαφορές στη γεωλογία της μεταλλοφορίας, τις γεωγραφικές συνθήκες, την κλίμακα των κοιτασμάτων, τη μορφολογία και τα χαρακτηριστικά εμφάνισης του μεταλλευτικού σώματος, καθώς και τα συστατικά του μεταλλεύματος που αντικατοπτρίζονται στις διαφορετικές διεργασίες μεταλλοφορίας. Ανάλογα με την υφή, την πλαστικότητα και το κλάσμα μάζας της άμμου, χωρίζονται σε τρεις τύπους:

ΣκληράΚαολίνη: σκληρό και μη πλαστικό, γίνεται πλαστικό αφού συνθλιβεί και αλεστεί.

ΜαλακόςΚαολίνη:μαλακό, εξαιρετικά πλαστικό, αμμώδες κλάσμα μάζας <50%.

ΑμμώδηςΚαολίνη:μαλακή υφή, ασθενής πλαστικότητα, κλάσμα μάζας άμμου > 50%.

02 Προέλευση

Οι ορυκτοί πόροι καολίνη της Κίνας κατατάσσονται μεταξύ των κορυφαίων στον κόσμο, με 267 αποδεδειγμένα κοιτάσματα ορυκτών και αποδεδειγμένα αποθέματα 2,91 δισεκατομμυρίων τόνων. Μεταξύ αυτών: οι μη ανθρακούχοι πόροι καολίνη κατασκευών της χώρας μου κατατάσσονται πέμπτοι στον κόσμο. Τα αποδεδειγμένα αποθέματα είναι 1,468 δισεκατομμύρια τόνοι, συγκεντρωμένα κυρίως στις επαρχίες Γκουανγκντόνγκ, Σαανσί, Φουτζιάν, Τζιανγκσί, Χουνάν και Τζιανγκσού, αντιπροσωπεύοντας το 84,55% των συνολικών αποθεμάτων της χώρας. Τα αποθέματα ανθρακούχου καολίνη (καολινίτη) κατασκευών της Κίνας κατατάσσονται πρώτα στον κόσμο, με αποδεδειγμένα αποθέματα 1,442 δισεκατομμυρίων τόνων, κατανεμημένα κυρίως στις επαρχίες Ντατόνγκ, Χουαϊρέν, Σουοτζόου, Σανσί, Τζουνγκάρ, Γούντα, Εσωτερική Μογγολία, Χουαϊμπέι, Ανχούι, Χαντσένγκ, Σαανσί, κ.λπ., μεταξύ των οποίων το ανθρακοφόρο πεδίο Τζουνγκάρ στην Εσωτερική Μογγολία έχει τους περισσότερους πόρους.

Υπάρχουν πέντε μεγάλα κοιτάσματα καολίνη στην Κίνα:

(1) Η πόλη Τζιεπάι, στην κομητεία Χενγκγιάνγκ της επαρχίας Χουνάν, είναι πλούσια σε ορυκτούς πόρους. Τα αποθέματα καολίνη, νεφελίνης, άστριου και χαλαζία φτάνουν τα 200 εκατομμύρια τόνους και υπάρχουν σχεδόν 40 εταιρείες εξόρυξης και επεξεργασίας ορυκτών. Η περιοχή εξόρυξης Νταπαΐλινγκ (κυρίως ορυχεία καολίνη) διαθέτει ένα ενιαίο κοίτασμα ορυχείου 80 εκατομμυρίων τόνων, το οποίο κατατάσσεται πρώτο στην Ασία. Η ετήσια παραγωγή εξόρυξης της πόλης ξεπερνά τους 500.000 τόνους, τροφοδοτώντας εκατοντάδες κεραμικά εργοστάσια σε όλη τη χώρα.

(2) Καολίνης στην περιοχή Μαομίνγκ. Το ορυκτό καολίνη στη λεκάνη Maoming είναι ένα ιζηματογενές πέτρωμα που έχει υποστεί διάβρωση από ελούβιους υποτύπους. Η περιεκτικότητά του σε χαλαζία και άλλη άμμο είναι μεγαλύτερη από 50%, επομένως ονομάζεται αμμώδες ορυκτό καολίνης. Όσον αφορά την προέλευσή του, ο καολίνης Maoming έχει περάσει από τρία στάδια διάβρωσης υπολειμμάτων - μεταφορά και αυτοάλεση - και στη συνέχεια διάβρωση. Ο καολίνης είναι πλήρως διάβρωση και οι πλακέτες είναι κυρίως μονολιθικές με λεπτό μέγεθος σωματιδίων. Χρησιμοποιείται κυρίως ως πρώτη ύλη για επιστρώσεις χαρτοποιίας.

(3) Ο καολίνης Longyan είναι ένα φθαρμένο υπολειμματικό κοίτασμα καολίνη. Δεδομένου ότι η περιεκτικότητα σε σίδηρο είναι μικρότερη από 0,3%, το τιτάνιο είναι μικρότερο από 0,02% και περιέχει μια ορισμένη ποσότητα στοιχείου διαλύτη χαμηλής θερμοκρασίας (Li2O), αποτελεί ιδανική πρώτη ύλη για ηλεκτρική πορσελάνη, καθημερινή χρήση υψηλής ποιότητας και καλλιτεχνική πορσελάνη.

(4) Καολίνη Suzhou Yangshan, αυτή η κοιτασματοποίηση είναι καολίνη υδροθερμικής αλλοίωσης.Η χημική σύνθεση της λάσπης Suzhou Yangshan με καθαρή υφή είναι πολύ κοντά στη θεωρητική σύνθεση του καολινίτη. Η περιεκτικότητα σε Al2O3 μπορεί να φτάσει περίπου το 39,0%, με λευκό χρώμα και λεπτά σωματίδια. Χρησιμοποιείται κυρίως ως φορείς καταλυτών και χημικές πρώτες ύλες.

(5) Hepu Kaolin. Είναι ένα φθαρμένο υπολειμματικό κοίτασμα καολίνη. Χρησιμοποιείται κυρίως ως πρώτη ύλη για την κατασκευή κεραμικών.

(6) Καολίνη σειράς άνθρακα βόρειας προέλευσης. Είναι ένας ιζηματογενής καολινίτης, που διανέμεται κυρίως στις περιοχές παραγωγής άνθρακα της χώρας μου και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κατασκευές, επιστρώσεις, χρώματα και επιστρώσεις χαρτοποιίας - έδαφος με βάση τον άνθρακα.

Οι προαναφερθείσες έξι κύριες περιοχές παραγωγής αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 80% της παραγωγής της Κίνας και είναι επίσης σημαντικοί εκπρόσωποι όσον αφορά τους τύπους πόρων.

03Κατάλληλο για όλουςse

Ο καολίνης έχει ένα ευρύ φάσμα χρήσεων, κυρίως λόγω της πλαστικότητας, της πρόσφυσης, της ορισμένης αντοχής σε ξηρή κατάσταση, των ιδιοτήτων σύντηξης και της λευκότητας μετά την ψήσιμο, καθιστώντας τον την κύρια πρώτη ύλη για την παραγωγή κεραμικών. Είναι λευκός, μαλακός, ιδιαίτερα διασπειρόμενος, προσροφήσιμος. Οι εξαιρετικές ιδιότητες επεξεργασίας του, όπως οι χημικές ιδιότητες και η χημική τυχαιότητα, τον καθιστούν ευρέως χρησιμοποιούμενο στη χαρτοβιομηχανία. Επιπλέον, ο καολίνης χρησιμοποιείται επίσης ευρέως σε βιομηχανικούς τομείς όπως το καουτσούκ, τα πλαστικά, τα πυρίμαχα υλικά και η διύλιση πετρελαίου, καθώς και σε τεχνολογίες αιχμής στη γεωργία και την εθνική άμυνα. Χρησιμοποιείται κυρίως στη βιομηχανία κεραμικών, σε επιστρώσεις, σε πυρίμαχα υλικά, στην κατασκευή χαρτιού, σε χρώματα, σε καουτσούκ, σε πορσελάνη υψηλής ποιότητας, σε σύρματα και καλώδια, σε βιομηχανικά πλαστικά, σε πληρωτικά χημικής βιομηχανίας, σε μελάνια, σε τρόφιμα, σε καλλυντικά, σε φάρμακα κ.λπ., αντικαθιστώντας το λιθοπόνιο και μέρος του τιτανίου σε χρώματα και επιστρώσεις. Λευκή σκόνη και άλλα ακριβά υλικά.

04 Τεχνολογία Επεξεργασίας

Για τον διαχωρισμό μη αργιλικών ορυκτών και οργανικής ύλης όπως χαλαζία, άστριο, μαρμαρυγία, ορυκτά σιδήρου, ορυκτά τιτανίου κ.λπ. στον καολίνη και την παραγωγή προϊόντων καολίνης που μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες διαφόρων βιομηχανικών πεδίων, εκτός από τη χρήση διαχωρισμού βαρύτητας, επίπλευσης, μαγνητικού διαχωρισμού κ.λπ. για τον καθαρισμό και την απομάκρυνση ακαθαρσιών από τον καολίνη, μερικές φορές είναι επίσης απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν μέθοδοι βαθιάς επεξεργασίας όπως χημική λεύκανση, εξαιρετικά λεπτή απολέπιση, πύρωση και τροποποίηση επιφάνειας για την επεξεργασία του καολίνη.

(1) Υδραυλική ταξινόμηση

Η υδραυλική ταξινόμηση περιλαμβάνει την ταξινόμηση με σπειροειδή μέθοδο (διαχωρισμός χονδρόκοκκης άμμου +1mm), την ταξινόμηση δεξαμενών καθίζησης (διαχωρισμός λεπτής άμμου +0,053mm), την ταξινόμηση με υδροκυκλώνα (διαχωρισμός λεπτής άμμου -0,053mm), τον φυγοκεντρικό ταξινομητή ή την ταξινόμηση με υδροκυκλώνα μικρής διαμέτρου (για ταξινόμηση εξαιρετικά λεπτών σωματιδίων 0,002-0,010mm).

(2) Μαγνητικός διαχωρισμός υψηλής κλίσης

Με τη χρήση μαγνητικών συμπυκνωτών, η ένταση μαγνητικού πεδίου άνω των 1.600 kA/m παράγεται για την απομάκρυνση Fe2O3 και TiO2 από τον καολίνη και την παραγωγή επικαλύψεων χαρτιού και κεραμικών πρώτων υλών υψηλής ποιότητας.

(3) Επιλεκτική συσσωμάτωση

Με την προσθήκη κροκιδωτικών, ακαθαρσίες όπως λεπτόκοκκος χαλαζίας, πυρίτης, αλουνίτης κ.λπ. διαχωρίζονται επιλεκτικά για να παραχθεί καολίνης με επικάλυψη λεπίδας. Συνήθως χρησιμοποιούμενα κροκιδωτικά περιλαμβάνουν εξαμεταφωσφορικό νάτριο, πολυακρυλαμίδιο αμμωνίου, υδρύαλο κ.λπ.

(4) Χημική λεύκανση

Λευκαντικά όπως η σκόνη ασφάλισης προστίθενται για την αναγωγή του σιδήρου υψηλού σθένους στον λιμονίτη και του αιματίτη στον καολίνη σε διαλυτό σιδηρούχο σίδηρο ή προστίθενται οξειδωτικά για την οξείδωση του πυρίτη και των χρωστικών ακαθαρσιών για τη βελτίωση της λευκότητας του καολίνη.

(5) Ξεφλούδισμα

Στη μηχανή νιφάδων, χρησιμοποιούνται λεπτές μεσαίες μπάλες ανάδευσης για να παραχθεί ένα εφέ άλεσης, έτσι ώστε τα σωματίδια συσσωματώματος καολίνη να διαχωρίζονται σε λεπτούς κρυστάλλους, παράγοντας καολίνη επικαλυμμένη με λεπίδα με μέγεθος σωματιδίων μικρότερο από 2 μm και περιεκτικότητα σε περισσότερο από 90%.

(6) Πύρωση

Όταν φρύσσεται στους 800-1000℃, ο καολίνης χάνει νερό, συμβαίνει μετασχηματισμός φάσης και ορισμένες ακαθαρσίες εξατμίζονται, γεγονός που βελτιώνει τη λευκότητα και τη μόνωση του καολίνη και χρησιμοποιείται για την παραγωγή καλωδίων και ελαστικών και πλαστικών υλικών πληρώσεως. Η φρύξη είναι μια απαραίτητη μέθοδος επεξεργασίας για τον καολίνη με βάση τον άνθρακα (σκληρό).

(7) Τροποποίηση επιφάνειας

Ο άργιλος καολίνη επικαλύπτεται με έναν παράγοντα σύζευξης κ.λπ., για να αυξηθεί η ποσότητα του άργιλου καολίνη που προστίθεται στο πλαστικό καουτσούκ και χρησιμοποιείται για την επεξεργασία πληρωτικών υλικών καολίνη για ελαστικά και πλαστικά.

Μεταξύ αυτών, ο μαγνητικός διαχωρισμός είναι μια φυσική μέθοδος διαχωρισμού ορυκτών που χρησιμοποιείται ευρέως στον τομέα της επεξεργασίας ορυκτών. Η βασική της αρχή είναι η χρήση των μαγνητικών διαφορών των ίδιων των ορυκτών για την επίτευξη διαχωρισμού. Ανάλογα με τις μαγνητικές ιδιότητες των ορυκτών, ο μαγνητικός διαχωρισμός μπορεί να χωριστεί σε ισχυρό μαγνητικό διαχωρισμό, ασθενή μαγνητικό διαχωρισμό, αντίστροφο μαγνητικό διαχωρισμό και μαγνητικό διαχωρισμό υψηλής κλίσης για την κάλυψη των αναγκών διαφορετικών ορυκτών. Ο εξοπλισμός επεξεργασίας ορυκτών περιλαμβάνει κυρίως μαγνητικούς διαχωριστές πλάκας, μαγνητικούς διαχωριστές υψηλής κλίσης κάθετου δακτυλίου, μαγνητικούς διαχωριστές υψηλής κλίσης ηλεκτρομαγνητικού πολτού, υπεραγώγιμους μαγνητικούς διαχωριστές χαμηλής θερμοκρασίας κ.λπ.

05 Περιπτώσεις εφαρμογής επεξεργασίας ορυκτών

Διαδικασία 1: Λαμβάνοντας ως παράδειγμα μια ξένη καολίνη, οι κύριες ακαθαρσίες σε αυτό το δείγμα περιλαμβάνουν οξείδιο του σιδήρου, οξείδιο του τιτανίου και πυριτικό σίδηρο. Στο ακατέργαστο μετάλλευμα, η περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες Fe2O3 και TiO2 είναι 0,89% και 0,17% αντίστοιχα, ενώ η λευκότητα φτάνει το 67,29%.

Προκειμένου να απομακρυνθούν αποτελεσματικά αυτές οι ακαθαρσίες, καθορίσαμε το ακόλουθο σχέδιο δοκιμής: Αρχικά, διοχετεύουμε το ακατέργαστο μετάλλευμα μέσω ενός ηλεκτρομαγνητικού μαγνητικού διαχωριστή πολτού για δύο διαδικασίες μαγνητικού διαχωρισμού, χονδρικού διαχωρισμού και λεπτής διαλογής, για να αφαιρέσουμε αρχικά το μεγαλύτερο μέρος των ακαθαρσιών. Στη συνέχεια, το λαμβανόμενο συμπύκνωμα καθαρίζεται περαιτέρω μέσω ενός υπεραγώγιμου μαγνητικού διαχωριστή για περαιτέρω μείωση της περιεκτικότητας σε ακαθαρσίες και βελτίωση της ποιότητας του καολίνη.

Διάγραμμα ροής δοκιμής

Από τα αποτελέσματα των δοκιμών φαίνεται ότι το ακατέργαστο μετάλλευμα μπορεί να διαχωριστεί με ηλεκτρομαγνητικό πολτό + ηλεκτρομαγνητικό πολτό + υπεραγώγιμο μαγνητικό διαχωρισμό για να ληφθεί ένα προϊόν συμπυκνώματος καολίνη με Fe2O3 0,35% και λευκότητα 87,52%.

Διαδικασία 2:Το ακατέργαστο μετάλλευμα υφίσταται υπεραγώγιμο μαγνητικό διαχωρισμό 5T. Η διαδικασία δοκιμής φαίνεται στο Σχήμα 2 και τα αποτελέσματα των δοκιμών παρουσιάζονται στον Πίνακα 2.

ΣΧ. 2 Πειραματική ροή εμπλουτισμού

Το ακατέργαστο μετάλλευμα υποβλήθηκε σε υπεραγώγιμο μαγνητικό διαχωρισμό 5T για να ληφθεί ένα προϊόν συμπυκνώματος καολίνη με Fe2O3 0,40%, Al2O3 22,92%, SiO2 68,78%, TiO2 0,10%, CaO 1,90%, λευκότητα 86,97% και απόδοση 90,90%.

Ως πολυλειτουργική βιομηχανική πρώτη ύλη, ο καολίνης έχει ευρείες προοπτικές εφαρμογής. Με τη συνεχή πρόοδο της επιστήμης και της τεχνολογίας και τη βιώσιμη ανάπτυξη της βιομηχανίας, ο καολίνης θα διαδραματίσει σημαντικό ρόλο σε περισσότερους τομείς. Στο μέλλον, προσβλέπουμε στην περαιτέρω επέκταση του πεδίου εφαρμογής του καολίνη μέσω πιο εις βάθος έρευνας και τεχνολογικής καινοτομίας, επιτυγχάνοντας πιο αποτελεσματική και βιώσιμη αξιοποίηση και συμβάλλοντας περισσότερο στην ανάπτυξη της ανθρώπινης κοινωνίας. Ταυτόχρονα, θα πρέπει επίσης να δώσουμε προσοχή στα περιβαλλοντικά προβλήματα που ενδέχεται να προκύψουν κατά την εξόρυξη και την επεξεργασία του καολίνη και να λάβουμε ενεργά μέτρα για να διασφαλίσουμε ότι η ορθολογική ανάπτυξη των πόρων του καολίνη συντονίζεται με την προστασία του οικολογικού περιβάλλοντος.