Gyda phriodweddau ffisegol a chemegol arbennig, mae caolin yn adnodd mwynol anfetelaidd anhepgor mewn cerameg, gwneud papur, rwber, plastigion, gwrthsafol, puro petrolewm a meysydd technoleg arloesol eraill ar gyfer amddiffyn diwydiannol ac amaethyddol a chenedlaethol. Mae gwynder kaolin yn ddangosydd pwysig o'i werth cymhwyso.
Ffactorau sy'n effeithio ar wynder caolin
Mae Kaolin yn fath o glai mân neu graig glai sy'n cynnwys mwynau kaolinit yn bennaf. Ei fformiwla gemegol grisial yw 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O. Mae ychydig bach o fwynau di-glai yn chwarts, feldspar, mwynau haearn, titaniwm, alwminiwm hydrocsid ac ocsidau, mater organig, ac ati.
Strwythur crisialog kaolin
Yn ôl cyflwr a natur amhureddau kaolin, gellir rhannu'r amhureddau sy'n achosi gostyngiad yng ngwynder kaolin yn dri chategori: carbon organig; Elfennau pigment, megis Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn, ac ati; Mwynau tywyll, megis biotite, clorit, ac ati Yn gyffredinol, mae cynnwys V, Cr, Cu, Mn ac elfennau eraill mewn kaolin yn fach, nad yw'n cael fawr o effaith ar wynder. Cyfansoddiad mwynau a chynnwys haearn a thitaniwm yw'r prif ffactorau sy'n effeithio ar wynder kaolin. Bydd eu bodolaeth nid yn unig yn effeithio ar wynder naturiol kaolin, ond hefyd yn effeithio ar ei wynder calchynnu. Yn benodol, mae presenoldeb haearn ocsid yn cael effaith negyddol ar liw clai ac yn lleihau ei ddisgleirdeb a'i wrthwynebiad tân. A hyd yn oed os yw'r swm o ocsid, hydrocsid ac ocsid hydradol o haearn ocsid yn 0.4%, mae'n ddigon i roi'r gwaddod clai yn goch i liwio melyn. Gall yr ocsidau a'r hydrocsidau haearn hyn fod yn hematite (coch), maghemit (coch-frown), goethite (melyn brown), limonit (oren), ocsid haearn hydradol (coch brown), ac ati Gellir dweud bod cael gwared ar amhureddau haearn yn kaolin yn chwarae rhan hynod bwysig yn y defnydd gwell o kaolin.
Cyflwr yr elfen haearn sy'n digwydd
Cyflwr haearn mewn caolin yw'r prif ffactor sy'n pennu'r dull o dynnu haearn. Mae nifer fawr o astudiaethau yn credu bod haearn crisialog ar ffurf gronynnau mân yn gymysg mewn kaolin, tra bod haearn amorffaidd wedi'i orchuddio ar wyneb gronynnau mân o kaolin. Ar hyn o bryd, mae cyflwr achosion haearn mewn kaolin wedi'i rannu'n ddau fath gartref a thramor: mae un mewn mwynau kaolinite ac affeithiwr (fel mica, titaniwm deuocsid ac anlite), a elwir yn haearn strwythurol; Mae'r llall ar ffurf mwynau haearn annibynnol, a elwir yn haearn rhydd (gan gynnwys haearn wyneb, haearn crisialog mân a haearn amorffaidd).
Mae'r haearn sy'n cael ei dynnu trwy dynnu haearn a gwynnu kaolin yn haearn rhydd, yn bennaf gan gynnwys magnetit, hematite, limonite, siderite, pyrite, ilmenite, jarosite a mwynau eraill; Mae'r rhan fwyaf o haearn yn bodoli ar ffurf limonit colloidal hynod wasgaredig, a swm bach ar ffurf goethit sfferig, acicular ac afreolaidd a hematite.
Tynnu haearn a dull gwynnu o kaolin
Gwahaniad dwr
Defnyddir y dull hwn yn bennaf i gael gwared â mwynau detrital megis cwarts, feldspar a mica, ac amhureddau mwy bras fel malurion creigiau, yn ogystal â rhai mwynau haearn a thitaniwm. Ni ellir tynnu mwynau amhuredd â dwysedd a hydoddedd tebyg i kaolin, ac nid yw'r gwelliant gwynder yn gymharol amlwg, sy'n addas ar gyfer manteisio a gwynnu mwyn kaolin o ansawdd cymharol uchel.
Gwahaniad magnetig
Mae amhureddau mwynau haearn mewn caolin fel arfer yn fagnetig gwan. Ar hyn o bryd, defnyddir y dull gwahanu magnetig cryf graddiant uchel yn bennaf, neu mae'r mwynau magnetig gwan yn cael eu trosi'n ocsid haearn magnetig cryf ar ôl eu rhostio, ac yna'n cael eu tynnu trwy ddull gwahanu magnetig cyffredin.
Cylch fertigol gwahanydd magnetig graddiant uchel
Gwahanydd magnetig graddiant uchel ar gyfer slyri electromagnetig
Gwahanydd magnetig superconducting tymheredd isel
Dull arnofio
Mae'r dull arnofio wedi'i gymhwyso i drin kaolin o ddyddodion cynradd ac eilaidd. Yn y broses arnofio, mae gronynnau kaolinite a mica yn cael eu gwahanu, ac mae'r cynhyrchion puro yn nifer o ddeunyddiau crai gradd diwydiannol addas. Mae gwahaniad arnofio dethol o kaolinite a ffelsbar fel arfer yn cael ei wneud yn y slyri gyda pH rheoledig.
Dull lleihau
Y dull lleihau yw defnyddio asiant lleihau i leihau'r amhureddau haearn (fel hematite a limonite) yn y cyflwr trifalent o kaolin i ïonau haearn deufalent hydawdd, sy'n cael eu tynnu trwy hidlo a golchi. Fel arfer cyflawnir tynnu amhureddau Fe3+ o kaolin diwydiannol trwy gyfuno technoleg ffisegol (gwahaniad magnetig, ffloculation dethol) a thriniaeth gemegol o dan amodau asidig neu leihaol.
Mae hydrosulfite sodiwm (Na2S2O4), a elwir hefyd yn hydrosulfite sodiwm, yn effeithiol wrth leihau a thrwytholchi haearn o kaolin, ac fe'i defnyddir ar hyn o bryd mewn diwydiant kaolin. Fodd bynnag, rhaid cynnal y dull hwn o dan amodau asidig cryf (pH <3), gan arwain at gostau gweithredu uchel ac effaith amgylcheddol. Yn ogystal, mae priodweddau cemegol sodiwm hydrosulfite yn ansefydlog, sy'n gofyn am drefniadau storio a chludo arbennig a drud.
Mae Thiourea deuocsid: (NH2) 2CSO2, TD) yn asiant lleihau cryf, sydd â manteision gallu lleihau cryf, cyfeillgarwch amgylcheddol, cyfradd dadelfennu isel, diogelwch a chost isel o gynhyrchu swp. Gellir lleihau Fe3+ mewn caolin anhydawdd i Fe2+ hydawdd trwy TD.
Yn dilyn hynny, gellir cynyddu gwynder kaolin ar ôl hidlo a golchi. Mae TD yn sefydlog iawn ar dymheredd ystafell ac amodau niwtral. Dim ond o dan amodau alcalinedd cryf (pH> 10) neu wresogi (T> 70 ° C) y gellir cael gallu lleihau cryf TD, gan arwain at gost ac anhawster gweithredu uchel.
Dull ocsideiddio
Mae triniaeth ocsideiddio yn cynnwys defnyddio osôn, hydrogen perocsid, potasiwm permanganad a sodiwm hypoclorit i gael gwared ar yr haen garbon wedi'i arsugno i wella gwynder. Mae'r kaolin yn y lle dyfnach o dan y gorlwyth trwchus yn llwyd, ac mae'r haearn yn y kaolin yn y cyflwr lleihäwr. Defnyddiwch gyfryngau ocsideiddio cryf fel osôn neu hypoclorit sodiwm i ocsideiddio FeS2 anhydawdd mewn pyrit i Fe2+ hydawdd, ac yna golchi i dynnu Fe2 + o'r system.
Dull trwytholchi asid
Y dull trwytholchi asid yw trawsnewid yr amhureddau haearn anhydawdd mewn caolin yn sylweddau hydawdd mewn hydoddiannau asidig (asid hydroclorig, asid sylffwrig, asid oxalig, ac ati), a thrwy hynny sylweddoli'r gwahaniad o kaolin. O'i gymharu ag asidau organig eraill, ystyrir mai asid oxalig yw'r mwyaf addawol oherwydd ei gryfder asid, eiddo cymhlethu da a gallu lleihau uchel. Gydag asid oxalig, gall yr haearn toddedig gael ei waddodi o'r toddiant trwytholchi ar ffurf oxalate fferrus, a gellir ei brosesu ymhellach i ffurfio hematite pur trwy galchynnu. Gellir cael asid ocsalaidd yn rhad o brosesau diwydiannol eraill, ac yng nghyfnod tanio gweithgynhyrchu cerameg, bydd unrhyw oxalate gweddilliol yn y deunydd wedi'i drin yn cael ei ddadelfennu'n garbon deuocsid. Mae llawer o ymchwilwyr wedi astudio canlyniadau hydoddi haearn ocsid ag asid oxalig.
Dull calchynnu tymheredd uchel
Calcination yw'r broses o gynhyrchu cynhyrchion kaolin gradd arbennig. Yn ôl tymheredd y driniaeth, cynhyrchir dwy radd wahanol o kaolin wedi'i galchynnu. Mae calchynnu yn yr ystod tymheredd o 650-700 ℃ yn dileu'r grŵp hydroxyl strwythurol, ac mae'r anwedd dŵr sy'n dianc yn gwella hydwythedd a didreiddedd kaolin, sy'n nodwedd ddelfrydol o gymhwyso cotio papur. Yn ogystal, trwy wresogi kaolin ar 1000-1050 ℃, gall nid yn unig gynyddu abradability, ond hefyd gael gwynder 92-95%.
calchynnu clorineiddio
Tynnwyd haearn a thitaniwm o fwynau clai, yn enwedig kaolin trwy glorineiddiad, a chafwyd canlyniadau da. Yn y broses o glorineiddio a calchynnu, ar dymheredd uchel (700 ℃ - 1000 ℃), mae kaolinite wedi cael dadhydroxylation i ffurfio metakaolinite, ac ar dymheredd uwch, mae cyfnodau spinel a mullite yn cael eu ffurfio. Mae'r trawsnewidiadau hyn yn cynyddu hydroffobigedd, caledwch a maint gronynnau trwy sintro. Gellir defnyddio'r mwynau sy'n cael eu trin yn y modd hwn mewn llawer o ddiwydiannau, megis papur, PVC, rwber, plastigion, gludyddion, sgleinio a phast dannedd. Mae'r hydroffobigedd uwch yn gwneud y mwynau hyn yn fwy cydnaws â systemau organig.
Dull microbiolegol
Mae technoleg puro microbaidd mwynau yn bwnc prosesu mwynau cymharol newydd, gan gynnwys technoleg trwytholchi microbaidd a thechnoleg arnofio microbaidd. Mae technoleg trwytholchi microbaidd mwynau yn dechnoleg echdynnu sy'n defnyddio'r rhyngweithio dwfn rhwng micro-organebau a mwynau i ddinistrio dellt grisial mwynau a hydoddi'r cydrannau defnyddiol. Gall pyrit ocsidiedig a mwynau sylffid eraill sydd wedi'u cynnwys mewn caolin gael eu puro gan dechnoleg echdynnu microbaidd. Mae micro-organebau a ddefnyddir yn gyffredin yn cynnwys Thiobacillus ferrooxidans a bacteria sy'n lleihau Fe. Mae gan y dull microbiolegol lygredd amgylcheddol cost isel ac isel, na fydd yn effeithio ar briodweddau ffisegol a chemegol kaolin. Mae'n ddull puro a gwynnu newydd gyda rhagolygon datblygu ar gyfer mwynau kaolin.
Crynodeb
Mae angen i driniaeth tynnu haearn a gwynnu kaolin ddewis y dull gorau yn ôl gwahanol achosion lliw a gwahanol amcanion cymhwyso, gwella perfformiad gwynder cynhwysfawr mwynau kaolin, a gwneud iddo gael gwerth defnydd uchel a gwerth economaidd. Dylai'r duedd datblygu yn y dyfodol fod i gyfuno nodweddion dull cemegol, dull ffisegol a dull microbiolegol yn organig, er mwyn rhoi chwarae llawn i'w manteision ac atal eu hanfanteision a'u diffygion, er mwyn cyflawni gwell effaith gwynnu. Ar yr un pryd, mae hefyd angen astudio mecanwaith newydd amrywiol ddulliau tynnu amhuredd ymhellach a gwella'r broses i wneud i dynnu haearn a gwynnu kaolin ddatblygu i gyfeiriad gwyrdd, effeithlon a charbon isel.
Amser post: Mar-02-2023