[Enciclopedia de procesamento de minerais de Huate] Revelando os segredos do caolín: unha magnífica transformación do solo aos materiais de alta tecnoloxía

[Enciclopedia de procesamento de minerais de Huate] Revelando os segredos do caolín: unha magnífica transformación do solo aos materiais de alta tecnoloxía

Caolín é un mineral non metálico, un tipo de arxila e rocha arxilosa composta principalmente porMinerais de arxila caolinita. Debido á súa cor branca e delicada, tamén se lle chama solo dolomítico. Recibe o nome da aldea de Gaoling, Jingdezhen, provincia de Jiangxi. O seu caolín puro é branco, delicado, brando e terroso, e ten boas propiedades físicas e químicas, como a plasticidade e a resistencia ao lume. A súa composición mineral está composta principalmente de caolinita, halloisita, hidrómica, illita, montmorillonita, cuarzo, feldespato e outros minerais.

O caolín é un mineral arxiloso común e moi importante na natureza. Fórmase pola meteorización do feldespato ou outros minerais de silicato en rochas ígneas e metamórficas en medios ácidos que carecen de metais alcalinos e metais alcalinotérreos.

01 Clasificación

Clasificación do solo

Os minerais contidos no caolín na natureza divídense principalmente en minerais arxilosos e minerais non arxilosos. Entre eles, os minerais arxilosos inclúen principalmente minerais de caolinita e unha pequena cantidade de montmorillonita, mica e clorita; os minerais non arxilosos inclúen principalmente feldespato, cuarzo e minerais hidratados, así como algúns minerais de ferro como a hematita e a rossita, mineral de ferro, limonita, etc., minerais de titanio como o rutilo, etc. e materia orgánica como a fibra vexetal, etc. Son principalmente os minerais arxilosos os que determinan as propiedades do caolín.

Clasificación das causas

Baseándose na orixe dos depósitos de caolín e nas diferenzas na xeoloxía da mineralización, as condicións xeográficas, a escala do depósito, a morfoloxía do corpo de mineral e as características de presenza, os compoñentes do material de mineralización reflectidos nos diferentes procesos de mineralización, o "Código de Exploración Xeolóxica das Minas de Caolín" dividirá os depósitos de caolín da China en tres tipos e seis subtipos.

Tipo de meteorización:Divídese ademais en subtipo de residuo de meteorización e subtipo de lixiviación por meteorización.

Tipo de alteración hidrotermal:Divídese ademais en subtipo de alteración hidrotermal e subtipo de alteración de fontes termais modernas.

Tipo sedimentario:Divídese en subtipos sedimentarios e de meteorización sedimentaria e subtipo de arxila caolinita en estratos con carbón.

Tipo industrial

Baseándose na orixe dos depósitos de caolín, as "Especificacións de exploración xeolóxica das minas de caolín" dividen os depósitos de caolín da China en tres tipos e seis subtipos segundo as diferenzas na xeoloxía da mineralización, as condicións xeográficas, a escala do depósito, a morfoloxía do corpo de mineral e as características de presenza, e os compoñentes do material do mineral reflectidos polos diferentes procesos de mineralización. Segundo a súa textura, plasticidade e fracción másica da area, divídense en tres tipos:

DifícilCaolín: duro e non plástico, convértese en plástico despois de ser esmagado e moído.

SuaveCaolín:fracción másica areosa, branda, moi plástica <50 %

ArenosoCaolín:textura branda, plasticidade débil, fracción másica de area > 50 %.

02 Orixe

Os recursos minerais de caolín da China están entre os principais do mundo, con 267 depósitos minerais probados e reservas probadas de 2.910 millóns de toneladas. Entre eles: os recursos de caolín para a construción sen carbón do meu país ocupan o quinto lugar no mundo. As reservas probadas son de 1.468 millóns de toneladas, concentradas principalmente nas provincias de Guangdong, Shaanxi, Fujian, Jiangxi, Hunan e Jiangsu, o que representa o 84,55 % das reservas totais do país; as reservas de caolín (caolinita) para a construción con carbón da China ocupan o primeiro lugar no mundo, con reservas probadas de 1.442 millóns de toneladas, distribuídas principalmente en Datong, Huairen, Shuozhou, Shanxi, Jungar, Wuda, Mongolia Interior, Huaibei, Anhui, Hancheng, Shaanxi, etc., entre as cales o campo de carbón de Jungar, na Mongolia Interior, ten a maior cantidade de recursos.

Hai cinco grandes xacementos de caolín na China:

(1) A cidade de Jiepai, no condado de Hengyang, na provincia de Hunan, é rica en recursos minerais. As reservas de caolín, nefelina, feldespato e cuarzo alcanzan os 200 millóns de toneladas, e existen case 40 empresas mineiras e de procesamento de minerais. A zona mineira de Dapailing (principalmente minas de caolín) ten unha única reserva mineira de 80 millóns de toneladas, que ocupa o primeiro lugar en Asia. A produción mineira anual da cidade é de máis de 500.000 toneladas, o que abastece a centos de fábricas de cerámica en todo o país.

(2) Caolín na zona de Maoming. O mineral de caolín da conca de Maoming é un depósito de subtipo eluvial meteorizado por rocha sedimentaria. O seu contido de cuarzo e outras areas é superior ao 50 %, polo que se denomina mineral de caolín areoso. En canto á súa orixe, o caolín de Maoming pasou por tres etapas de meteorización residual (transporte e automoción) e, posteriormente, meteorización. O caolín está completamente meteorizado e as obleas son principalmente monolíticas con partículas de tamaño fino. Úsase principalmente como materia prima para revestimentos para a fabricación de papel.

(3) O caolín de Longyan é un depósito residual de caolín meteorizado. Dado que o contido de ferro é inferior ao 0,3 %, o de titanio é inferior ao 0,02 % e contén unha certa cantidade de elemento solvente de baixa temperatura (Li2O), é unha materia prima ideal para porcelana eléctrica, uso diario de alta gama e porcelana artística.

(4) Caolín de Suzhou Yangshan, este depósito é caolín de alteración hidrotermal.A composición química da lama de Suzhou Yangshan con textura pura é moi próxima á composición teórica da caolinita. O contido de Al2O3 pode chegar a aproximadamente o 39,0 %, con cor branca e partículas finas. Úsase principalmente como portador de catalizadores e materias primas químicas.

(5) Hepu Caolín. É un depósito residual de caolín meteorizado. Úsase principalmente como materia prima para a construción de cerámica.

(6) Serie de carbón do norte Caolín. É unha caolinita sedimentaria, distribuída principalmente nas zonas produtoras de carbón do meu país, e pódese empregar na construción, en revestimentos, pinturas e en revestimentos para a fabricación de papel (solo a base de carbón).

As seis principais zonas de produción mencionadas representan máis do 80 % da produción da China e tamén son representantes importantes en termos de tipos de recursos.

03Use

O caolín ten unha ampla gama de usos, principalmente debido á súa plasticidade, adhesión, certa resistencia en seco, propiedades de sinterización e brancura poscocción, o que o converte na principal materia prima para a produción de cerámica; é branco, brando, altamente dispersable e adsorbible. As súas excelentes propiedades de proceso, como as propiedades químicas e a aleatoriedade química, fan que sexa amplamente utilizado na industria papeleira. Ademais, o caolín tamén se usa amplamente en sectores industriais como o caucho, os plásticos, os refractarios e o refinado de petróleo, así como en tecnoloxías de vangarda na agricultura e na defensa nacional. Úsase principalmente na industria cerámica, revestimentos, materiais refractarios, fabricación de papel, pintura, caucho, porcelana de alta calidade, fíos e cables, plásticos industriais, recheos da industria química, tintas, alimentos, cosméticos, medicamentos, etc., substituíndo a litopona e parte do titanio en pinturas e revestimentos, po branco e outros materiais caros.

04 Tecnoloxía de procesamento

Para separar minerais non arxilosos e materia orgánica como cuarzo, feldespato, mica, minerais de ferro, minerais de titanio, etc. no caolín e producir produtos de caolín que poidan satisfacer as necesidades de diversos campos industriais, ademais de empregar a separación por gravidade, flotación, separación magnética, etc. para purificar e eliminar impurezas do caolín, ás veces tamén é necesario empregar métodos de procesamento profundos como branqueo químico, descamación ultrafina, calcinación e modificación superficial para tratar o caolín.

(1) Clasificación hidráulica

A clasificación hidráulica inclúe a clasificación en espiral (separación de area grosa de +1 mm), a clasificación en tanques de sedimentación (separación de area fina de +0,053 mm), a clasificación en hidrociclóns (separación de area fina de -0,053 mm), o clasificador centrífugo ou a clasificación en hidrociclóns de pequeno diámetro (para a clasificación de partículas ultrafinas de 0,002-0,010 mm).

(2) Separación magnética de alto gradiente

Xérase unha intensidade de campo magnético de máis de 1600 kA/m empregando medios concentradores magnéticos para eliminar o Fe2O3 e o TiO2 do caolín e producir revestimentos de papel e materias primas cerámicas de alta calidade.

(3) Floculación selectiva

Ao engadir floculantes, as impurezas como o cuarzo de gran fino, a pirita, a alunita, etc. sepáranse selectivamente para producir caolín revestido con láminas. Entre os floculantes que se usan habitualmente están o hexametafosfato de sodio, a poliacrilamida de amonio, o vidro soluble, etc.

(4) Branqueamento químico

Engádense axentes branqueadores como o po de seguro para reducir o ferro de alta valencia da limonita e a hematita do caolín a ferro ferroso soluble, ou engádense oxidantes para oxidar a pirita e as impurezas de tinguidura para mellorar a brancura do caolín.

(5) Pelado

Na máquina de escamas, utilízanse bólas finas e medianas para producir un efecto de moenda, de xeito que as partículas de agregado de caolín se separan en cristais finos, producindo caolín recuberto de lámina cun tamaño de partícula inferior a 2 μm e un contido superior ao 90 %.

(6) Calcinación

Cando se calcina a 800-1000 ℃, o caolín perde auga, prodúcese unha transformación de fase e algunhas impurezas volátilizanse, o que mellora a brancura e o illamento do caolín, que se emprega para producir cables e recheos de goma e plástico. A calcinación é un método de procesamento necesario para o caolín a base de carbón (duro).

(7) Modificación da superficie

A arxila de caolín cóbrese cun axente de acoplamento, etc., para aumentar a cantidade de arxila de caolín engadida ao caucho plástico e utilízase para tratar recheos de arxila de caolín para plásticos de caucho.

Entre eles, a separación magnética é un método físico de separación de minerais amplamente utilizado no campo do procesamento de minerais. O seu principio básico é usar as diferenzas magnéticas dos propios minerais para lograr a separación. Segundo as propiedades magnetizadas dos minerais, a separación magnética pódese dividir en separación magnética forte, separación magnética débil, separación magnética inversa e separación magnética de alto gradiente para satisfacer as necesidades dos diferentes minerais. Os equipos de procesamento de minerais inclúen principalmente separadores magnéticos de placas, separadores magnéticos de alto gradiente de aneis verticais, separadores magnéticos de alto gradiente de lodos electromagnéticos, separadores magnéticos supercondutores de baixa temperatura, etc.

05 Casos de aplicación do procesamento de minerais

Proceso 1: Tomando como exemplo unha arxila de caolín estranxeira, as principais impurezas desta mostra inclúen óxido de ferro, óxido de titanio e silicato de ferro. No mineral bruto, os contidos de impurezas de Fe2O3 e TiO2 son do 0,89 % e do 0,17 % respectivamente, mentres que a brancura alcanza o 67,29 %.

Para eliminar eficazmente estas impurezas, determinamos o seguinte plan de probas: primeiro, pasamos o mineral bruto a través dun separador magnético de lodos electromagnéticos para dous procesos de separación magnética, separación groseira e selección fina, para eliminar inicialmente a maioría das impurezas. Despois, o concentrado obtido purifícase adicionalmente a través dun separador magnético supercondutor para reducir aínda máis o contido de impurezas e mellorar a calidade do caolín.

Diagrama de fluxo de proba

Dos resultados das probas pódese observar que o mineral bruto pódese separar mediante suspensión electromagnética + suspensión electromagnética + separación magnética supercondutora para obter un produto concentrado de caolín con Fe2O3 0,35 % e brancura 87,52 %.

Proceso 2:O mineral bruto sométese a unha separación magnética supercondutora de 5T. O proceso de proba móstrase na Figura 2 e os resultados da proba na Táboa 2.

FIG. 2 Fluxo experimental de beneficio

O mineral bruto foi sometido a unha separación magnética supercondutora de 5T para obter un produto concentrado de caolín con Fe2O3 0,40%, Al2O3 22,92%, SiO2 68,78%, TiO2 0,10%, CaO 1,90%, brancura 86,97% e un rendemento do 90,90%.

Como materia prima industrial multifuncional, o caolín ten amplas perspectivas de aplicación. Co avance continuo da ciencia e a tecnoloxía e o desenvolvemento sostible da industria, o caolín desempeñará un papel importante en máis campos. No futuro, agardamos ampliar aínda máis o ámbito de aplicación do caolín mediante unha investigación máis profunda e innovación tecnolóxica, logrando unha utilización máis eficiente e sostible e facendo maiores contribucións ao desenvolvemento da sociedade humana. Ao mesmo tempo, tamén debemos prestar atención aos problemas ambientais que poidan xurdir durante a extracción e o procesamento do caolín e tomar medidas activas para garantir que o desenvolvemento racional dos recursos de caolín estea coordinado coa protección do medio ambiente ecolóxico.