Mat spezielle physikaleschen a chemeschen Eegeschaften ass Kaolin eng onverzichtbar netmetallesch Mineralressource a Keramik, Pabeierherstellung, Gummi, Plastik, Feierfest Materialien, Pëtrolsraffinerie an aner industriell, landwirtschaftlech a national Verteidegungstechnologieberäicher mat Spëtzt. D'Wäissheet vum Kaolin ass e wichtegen Indikator fir säin Uwendungswäert.
Faktoren, déi d'Wäissheet vu Kaolin beaflossen
Kaolin ass eng Zort feinkäreg Lehm oder Lehmgestengs, dat haaptsächlech aus Kaolinitmineraler besteet. Seng chemesch Kristallformel ass 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O. Eng kleng Quantitéit un Net-Lehmmineraler sinn Quarz, Feldspat, Eisenmineraler, Titan, Aluminiumhydroxid an Oxiden, organesch Matière, etc.
Kristallin Struktur vu Kaolin
Jee no dem Zoustand an der Natur vun den Ongereimtheeten am Kaolin kënnen d'Onreimtheeten, déi d'Reduktioun vun der Wäissheet vum Kaolin verursaachen, an dräi Kategorien agedeelt ginn: organescht Kuelestoff; Pigmentelementer, wéi Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn, etc.; donkel Mineralstoffer, wéi Biotit, Chlorit, etc. Am Allgemengen ass den Inhalt vu V, Cr, Cu, Mn an aner Elementer am Kaolin kleng, wat wéineg Afloss op d'Wäissheet huet. D'Mineralzesummesetzung an den Inhalt vun Eisen an Titan sinn déi Haaptfaktoren, déi d'Wäissheet vum Kaolin beaflossen. Hir Präsenz beaflosst net nëmmen d'natierlech Wäissheet vum Kaolin, mä och seng kalzinéiert Wäissheet. Besonnesch d'Präsenz vun Eisenoxid huet en negativen Afloss op d'Faarf vum Lehm a reduzéiert seng Hellegkeet a Feierbeständegkeet. An och wann d'Quantitéit vun Oxid, Hydroxid an hydratiséiertem Oxid vum Eisenoxid 0,4% ass, ass dat genuch, fir dem Lehmsediment eng rout bis giel Faarf ze ginn. Dës Eisenoxiden an -hydroxide kënne Hämatit (rout), Maghemit (routbrong), Goethit (bronggiel), Limonit (orange), hydratiséiert Eisenoxid (brongrout) etc. sinn. Et kann ee soen, datt d'Ewechhuele vun Eisenongreinheeten am Kaolin eng extrem wichteg Roll fir eng besser Notzung vu Kaolin spillt.
Optriede vum Eisenelement
Den Optriede vum Eisen a Kaolin ass den Haaptfaktor, deen d'Method vun der Eisenentfernung bestëmmt. Eng grouss Zuel vu Studien gleewen, datt kristallint Eisen a Form vu feine Partikelen a Kaolin gemëscht gëtt, während amorpht Eisen op der Uewerfläch vu feine Partikelen vum Kaolin beschichtet ass. Am Moment ass den Optriede vum Eisen a Kaolin am Inland an am Ausland an zwou Zorten opgedeelt: eng ass a Kaolinit an Accessoiremineraler (wéi Glimmer, Titandioxid an Illit), wat Struktureisen genannt gëtt; déi aner ass a Form vun onofhängege Eisenmineraler, déi fräit Eisen genannt ginn (inklusiv Uewerflächeneisen, feinkärenegt kristallint Eisen an amorpht Eisen).
D'Eisen, dat duerch d'Eisenentfernung a Wäissung vu Kaolin ewechgeholl gëtt, ass fräit Eisen, haaptsächlech mat Magnetit, Hämatit, Limonit, Siderit, Pyrit, Ilmenit, Jarosit an aner Mineralstoffer; Déi meescht Eisen existéiert a Form vu staark dispergéiertem kolloidalen Limonit, an eng kleng Quantitéit a Form vu sphäreschen, nagelfërmegen an onregelméissegen Goethit an Hämatit.
Eisenentfernung a Wäissmethod vu Kaolin
Waassertrennung
Dës Method gëtt haaptsächlech benotzt fir Detritalmineralien wéi Quarz, Feldspat a Glimmer, a méi gréisser Ongereimtheeten wéi Gestengsreschter, souwéi e puer Eisen- a Titanmineralien ze entfernen. Ongereimtheeten mat ähnlecher Dicht a Léislechkeet wéi Kaolin kënnen net ewechgeholl ginn, an d'Verbesserung vun der Wäissheet ass relativ net offensichtlech, wat fir d'Benefizéierung a Wäissung vu relativ héichwäertege Kaolinäerz gëeegent ass.
Magnéitesch Trennung
Eisenmineralverunreinheeten a Kaolin si meeschtens schwaach magnetesch. Am Moment gëtt haaptsächlech d'Method mat staarkem Magnéitseparatiounsgradient benotzt, oder déi schwaach magnetesch Mineralstoffer ginn no der Réischterung a staarkt Magnéitescht Eisenoxid ëmgewandelt an dann duerch déi üblech Magnéitseparatiounsmethod ewechgeholl.
Vertikal Ring Héichgradient Magnéitseparator
Héichgradientmagnéitesche Separator fir elektromagnetesche Schlamm
Niddregtemperatur supraleitend Magnéitseparator
Flotatiounsmethod
D'Flotatiounsmethod gouf ugewannt fir Kaolin aus primären an sekundären Oflagerungen ze behandelen. Am Flotatiounsprozess ginn Kaolinit- a Glimmerpartikelen getrennt, an déi gereinegt Produkter si verschidde gëeegent Rohmaterialien vun industrieller Qualitéit. Déi selektiv Flotatiounstrennung vu Kaolinit a Feldspat gëtt normalerweis am Schlamm mat kontrolléiertem pH-Wäert duerchgefouert.
Reduktiounsmethod
D'Reduktiounsmethod besteet doran, e Reduktiounsmëttel ze benotzen, fir d'Eisenonreinheeten (wéi Hämatit a Limonit) am dräiwäertege Zoustand vu Kaolin zu lösleche zweewäertege Eisenionen ze reduzéieren, déi duerch Filtratioun a Wäschen ewechgeholl ginn. D'Entfernung vun Fe3+-Onreinheeten aus industriellem Kaolin gëtt normalerweis duerch d'Kombinatioun vu physikalescher Technologie (magnetescher Trennung, selektiver Flokulatioun) a chemescher Behandlung ënner sauren oder reduzéierende Konditiounen erreecht.
Natriumhydrosulfit (Na2S2O4), och bekannt als Natriumhydrosulfit, ass effektiv fir Eisen aus Kaolin ze reduzéieren an ze léisen a gëtt de Moment an der Kaolinindustrie benotzt. Dës Method muss awer ënner staark sauer Konditiounen (pH<3) duerchgefouert ginn, wat zu héije Betribskäschten an Ëmweltauswierkungen féiert. Zousätzlech sinn déi chemesch Eegeschafte vum Natriumhydrosulfit onstabil a verlaangen speziell an deier Lagerungs- an Transportmoossnamen.
Thioharnstoffdioxid: (NH2)2CSO2, TD) ass e staarkt Reduktiounsmëttel, dat d'Virdeeler vun enger staarker Reduktiounsfäegkeet, Ëmweltfrëndlechkeet, gerénger Zersetzungsquote, Sécherheet a niddrege Käschte fir d'Chargeproduktioun huet. Onléislecht Fe3+ a Kaolin kann duerch TD zu léisleche Fe2+ reduzéiert ginn.
Duerno kann d'Wäissheet vum Kaolin no der Filtratioun an dem Wäschen erhéicht ginn. TD ass ganz stabil bei Raumtemperatur an neutralen Konditiounen. Déi staark Reduktiounsfäegkeet vum TD kann nëmmen ënner de Konditioune vu staarker Alkalinitéit (pH>10) oder Erhëtzung (T>70 °C) erreecht ginn, wat zu héije Betribskäschten a Schwieregkeeten féiert.
Oxidatiounsmethod
D'Oxidatiounsbehandlung ëmfaasst d'Benotzung vun Ozon, Waasserstoffperoxid, Kaliumpermanganat an Natriumhypochlorit fir déi adsorbéiert Kuelestoffschicht ze entfernen an d'Wäissheet ze verbesseren. De Kaolin an der méi déiwer Plaz ënner der décker Iwwerlagerung ass gro, an d'Eisen am Kaolin ass am reduzéierenden Zoustand. Benotzt staark Oxidatiounsmëttel wéi Ozon oder Natriumhypochlorit fir onléislecht FeS2 am Pyrit zu léisleche Fe2+ ze oxidéieren, an dann ze wäschen fir Fe2+ aus dem System ze entfernen.
Säureaulaugmethod
D'Säureaulaugmethod besteet doran, déi onléislech Eisenongreinheeten am Kaolin a löslech Substanzen an sauer Léisungen (Salzsäure, Schwefelsäure, Oxalsäure, etc.) ëmzewandelen, wouduerch d'Trennung vu Kaolin realiséiert gëtt. Am Verglach mat aneren organesche Säure gëllt Oxalsäure als déi villverspriechendst wéinst hirer Säurefestigkeit, gudder Komplexbildungseigenschaften an héijer Reduktiounsfäegkeet. Mat Oxalsäure kann dat opgeléist Eisen aus der Auslaugléisung a Form vun Eisen(II)-Oxalat ausgefällt ginn a kann duerch Kalzinatioun weider veraarbecht ginn, fir puren Hämatit ze bilden. Oxalsäure kann bëlleg duerch aner industriell Prozesser gewonnen ginn, an an der Brennphase vun der Keramikfabrikatioun gëtt all Reschtoxalat am behandelte Material a Kuelendioxid ofgebaut. Vill Fuerscher hunn d'Resultater vun der Opléisung vun Eisenoxid mat Oxalsäure ënnersicht.
Héichtemperaturkalzinatiounsmethod
Kalzinatioun ass de Prozess fir Kaolinprodukter vun enger spezieller Qualitéit ze produzéieren. Jee no der Behandlungstemperatur ginn zwou verschidde Qualitéite vu kalzinéiertem Kaolin produzéiert. D'Kalzinatioun am Temperaturberäich vun 650-700 ℃ läscht déi strukturell Hydroxylgrupp, an den entkommene Waasserdamp verbessert d'Elastizitéit an d'Opazitéit vum Kaolin, wat en idealen Eegenschaft fir Pabeierbeschichtungsapplikatiounen ass. Zousätzlech kann duerch d'Erhëtze vu Kaolin op 1000-1050 ℃ net nëmmen d'Abrasiounsfäegkeet erhéicht ginn, mä och eng Wäissheet vun 92-95% erreecht ginn.
Chloréierungskalzinatioun
Eisen an Titan goufen aus Lehmmineraler, besonnesch Kaolin, duerch Chloréierung ewechgeholl, a gutt Resultater goufen erreecht. Am Prozess vun der Chloréierung a Kalzinéierung, bei héijer Temperatur (700 ℃ - 1000 ℃), huet Kaolinit eng Dehydroxyléierung zu Metakaolinit duerchgemaach, a bei méi héijer Temperatur gi Spinell- a Mullitphasen geformt. Dës Transformatiounen erhéijen d'Hydrophobizitéit, d'Häert an d'Gréisst vun de Partikelen duerch Sinterung. D'Mineraler, déi op dës Manéier behandelt ginn, kënnen a ville Industrien agesat ginn, wéi Pabeier, PVC, Gummi, Plastik, Klebstoffer, Poliermëttel an Zännpasta. Déi méi héich Hydrophobizitéit mécht dës Mineraler méi kompatibel mat organesche Systemer.
Mikrobiologesch Method
D'mikrobiell Reinigungstechnologie vu Mineralstoffer ass e relativ neit Thema vun der Mineralveraarbechtung, dorënner mikrobiell Auslaugtechnologie a mikrobiell Flotatiounstechnologie. D'mikrobiell Auslaugtechnologie vu Mineralstoffer ass eng Extraktiounstechnologie, déi déi déif Interaktioun tëscht Mikroorganismen a Mineralstoffer benotzt fir d'Kristallgitter vu Mineralstoffer ze zerstéieren an déi nëtzlech Komponenten opzeléisen. Oxidéiert Pyrit an aner Sulfidderzer, déi a Kaolin enthale sinn, kënnen duerch mikrobiell Extraktiounstechnologie gereinegt ginn. Dacks benotzt Mikroorganismen enthalen Thiobacillus ferrooxidans a Fe-reduzéierend Bakterien. Déi mikrobiologesch Method huet niddreg Käschten an eng niddreg Ëmweltverschmotzung, déi d'physikalesch a chemesch Eegeschafte vu Kaolin net beaflosst. Et ass eng nei Reinigungs- a Wäissungsmethod mat Entwécklungsperspektiven fir Kaolinmineralien.
Resumé
D'Eisenentfernung an d'Bleechbehandlung vu Kaolin muss déi bescht Method no de verschiddene Faarfursaachen an den Ziler vun der Uwendung ausgewielt ginn, fir d'ganz Wäissheetsleistung vu Kaolinmineralien ze verbesseren an en héije Gebrauchswäert a wirtschaftleche Wäert ze ginn. Den zukünftegen Entwécklungstrend sollt sinn, d'Charakteristike vun der chemescher, der physikalescher a mikrobiologescher Method organesch ze kombinéieren, fir hir Virdeeler voll auszeschöpfen an hir Nodeeler an Defiziter ze reduzéieren, fir e bessere Bleecheffekt z'erreechen. Gläichzäiteg ass et och néideg, den neie Mechanismus vu verschiddene Methoden fir d'Entfernung vun Ongereinheeten weider ze studéieren an de Prozess ze verbesseren, fir d'Eisenentfernung an d'Bleechbehandlung vu Kaolin a Richtung vun enger grénger, effizienter a CO2-armer Entwécklung ze loossen.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 02. Mäerz 2023