Gyda phriodweddau ffisegol a chemegol arbennig, mae caolin yn adnodd mwynau anfetelaidd anhepgor mewn cerameg, gwneud papur, rwber, plastigau, deunyddiau anhydrin, mireinio petrolewm a meysydd technoleg arloesol diwydiannol ac amaethyddol ac amddiffyn cenedlaethol eraill. Mae gwynder caolin yn ddangosydd pwysig o'i werth cymhwysiad.
Ffactorau sy'n effeithio ar wynder caolin
Mae caolin yn fath o glai mân-graen neu graig glai sy'n cynnwys mwynau caolinit yn bennaf. Ei fformiwla gemegol grisial yw 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O. Mae ychydig bach o fwynau nad ydynt yn glai yn cynnwys cwarts, ffelsbar, mwynau haearn, titaniwm, alwminiwm hydrocsid ac ocsidau, mater organig, ac ati.
Strwythur crisialog kaolin
Yn ôl cyflwr a natur yr amhureddau mewn caolin, gellir rhannu'r amhureddau sy'n achosi gostyngiad yng ngwynder caolin yn dair categori: carbon organig; elfennau pigment, fel Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn, ac ati; mwynau tywyll, fel biotit, clorit, ac ati. Yn gyffredinol, mae cynnwys V, Cr, Cu, Mn ac elfennau eraill mewn caolin yn fach, sydd â fawr o effaith ar wynder. Cyfansoddiad mwynau a chynnwys haearn a thitaniwm yw'r prif ffactorau sy'n effeithio ar wynder caolin. Bydd eu bodolaeth nid yn unig yn effeithio ar wynder naturiol caolin, ond hefyd yn effeithio ar ei wynder wedi'i galchynnu. Yn benodol, mae presenoldeb ocsid haearn yn cael effaith negyddol ar liw clai ac yn lleihau ei ddisgleirdeb a'i wrthwynebiad tân. A hyd yn oed os yw faint o ocsid, hydrocsid ac ocsid hydradol ocsid haearn yn 0.4%, mae'n ddigon i roi lliw coch i felyn i'r gwaddod clai. Gall yr ocsidau a'r hydrocsidau haearn hyn fod yn hematit (coch), maghemit (coch-frown), goethit (melyn brown), limonit (oren), ocsid haearn hydradol (coch brown), ac ati. Gellir dweud bod cael gwared ar amhureddau haearn mewn caolin yn chwarae rhan hynod bwysig wrth wneud defnydd gwell o caolin.
Cyflwr digwyddiad yr elfen haearn
Cyflwr ymddangosiad haearn mewn caolin yw'r prif ffactor sy'n pennu'r dull o dynnu haearn. Mae nifer fawr o astudiaethau'n credu bod haearn crisialog ar ffurf gronynnau mân yn cael ei gymysgu mewn caolin, tra bod haearn amorffaidd wedi'i orchuddio ar wyneb gronynnau mân caolin. Ar hyn o bryd, mae cyflwr ymddangosiad haearn mewn caolin wedi'i rannu'n ddau fath gartref a thramor: un yw caolinit a mwynau ategol (megis mica, titaniwm deuocsid ac illit), a elwir yn haearn strwythurol; y llall yw ar ffurf mwynau haearn annibynnol, a elwir yn haearn rhydd (gan gynnwys haearn arwyneb, haearn crisialog mân a haearn amorffaidd).
Mae'r haearn a dynnir trwy dynnu haearn a gwynnu caolin yn haearn rhydd, yn bennaf yn cynnwys magnetit, hematit, limonit, siderit, pyrit, ilmenit, jarosit a mwynau eraill; Mae'r rhan fwyaf o haearn yn bodoli ar ffurf limonit coloidaidd gwasgaredig iawn, a swm bach ar ffurf goethit a hematit sfferig, asigwlaidd ac afreolaidd.
Dull tynnu haearn a gwynnu kaolin
Gwahanu dŵr
Defnyddir y dull hwn yn bennaf i gael gwared â mwynau detrital fel cwarts, ffelsbar a mica, ac amhureddau mwy bras fel malurion craig, yn ogystal â rhai mwynau haearn a thitaniwm. Ni ellir cael gwared â mwynau amhuredd sydd â dwysedd a hydoddedd tebyg i kaolin, ac nid yw'r gwelliant gwynder yn gymharol amlwg, sy'n addas ar gyfer buddioli a gwynnu mwyn kaolin o ansawdd cymharol uchel.
Gwahanu magnetig
Mae amhureddau mwynau haearn mewn caolin fel arfer yn fagnetig wan. 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.
Gwahanydd magnetig graddiant uchel cylch fertigol
Gwahanydd magnetig graddiant uchel ar gyfer slyri electromagnetig
Gwahanydd magnetig uwchddargludol tymheredd isel
Dull arnofio
Mae'r dull arnofio wedi'i gymhwyso i drin caolin o ddyddodion cynradd ac eilaidd. Yn y broses arnofio, mae gronynnau caolinit a mica yn cael eu gwahanu, ac mae'r cynhyrchion wedi'u puro yn sawl deunydd crai gradd ddiwydiannol addas. Fel arfer, cynhelir y gwahanu arnofio dethol o gaolinit a ffelsbar yn y slyri gyda pH rheoledig.
Dull lleihau
Y dull lleihau yw defnyddio asiant lleihau i leihau'r amhureddau haearn (fel hematit a limonit) yng nghyflwr triphlyg caolin i ïonau haearn deufalent hydawdd, sy'n cael eu tynnu trwy hidlo a golchi. Fel arfer, cyflawnir tynnu amhureddau Fe3+ o caolin diwydiannol trwy gyfuno technoleg ffisegol (gwahanu magnetig, fflocwleiddio dethol) a thriniaeth gemegol o dan amodau asidig neu leihau.
Mae sodiwm hydrosylffit (Na2S2O4), a elwir hefyd yn sodiwm hydrosylffit, yn effeithiol wrth leihau a thrwytholchi haearn o kaolin, ac fe'i defnyddir ar hyn o bryd yn y 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 hydrosylffit yn ansefydlog, gan olygu bod angen trefniadau storio a chludo arbennig a drud.
Deuocsid thiourea: Mae (NH2) 2CSO2, TD) yn asiant lleihau cryf, sydd â manteision gallu lleihau cryf, cyfeillgarwch amgylcheddol, cyfradd dadelfennu isel, diogelwch a chost isel cynhyrchu swp. Gellir lleihau Fe3+ anhydawdd mewn caolin i Fe2+ hydawdd trwy TD.
Wedi hynny, gellir cynyddu gwynder caolin 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 gweithredu uchel ac anhawster.
Dull ocsideiddio
Mae triniaeth ocsideiddio yn cynnwys defnyddio osôn, hydrogen perocsid, potasiwm permanganad a sodiwm hypoclorit i gael gwared ar yr haen garbon sydd wedi'i hamsugno i wella gwynder. Mae'r caolin yn y lle dyfnach o dan y gorlwyth mwy trwchus yn llwyd, ac mae'r haearn yn y caolin yn y cyflwr lleihau. Defnyddiwch asiantau ocsideiddio cryf fel osôn neu sodiwm hypoclorit i ocsideiddio FeS2 anhydawdd mewn pyrit i Fe2+ hydawdd, ac yna golchwch i gael gwared ar Fe2+ o'r system.
Dull trwytholchi asid
Y dull trwytholchi asid yw trawsnewid yr amhureddau haearn anhydawdd mewn caolin yn sylweddau hydawdd mewn toddiannau asidig (asid hydroclorig, asid sylffwrig, asid ocsalig, ac ati), gan wireddu'r gwahanu oddi wrth caolin. O'i gymharu ag asidau organig eraill, ystyrir mai asid ocsalig yw'r mwyaf addawol oherwydd ei gryfder asid, ei briodwedd gymhlethu da a'i allu lleihau uchel. Gyda asid ocsalig, gellir gwaddodi'r haearn toddedig o'r toddiant trwytholchi ar ffurf ocsalad fferrus, a gellir ei brosesu ymhellach i ffurfio hematit pur trwy galchynnu. Gellir cael asid ocsalig yn rhad o brosesau diwydiannol eraill, ac yng nghyfnod tanio gweithgynhyrchu cerameg, bydd unrhyw ocsalad gweddilliol yn y deunydd wedi'i drin yn cael ei ddadelfennu'n garbon deuocsid. Mae llawer o ymchwilwyr wedi astudio canlyniadau diddymu ocsid haearn gydag asid ocsalig.
Dull calcineiddio tymheredd uchel
Calcineiddio yw'r broses o gynhyrchu cynhyrchion caolin gradd arbennig. Yn ôl tymheredd y driniaeth, cynhyrchir dau radd wahanol o caolin wedi'i galcineiddio. Mae calcineiddio yn yr ystod tymheredd o 650-700 ℃ yn tynnu'r grŵp hydroxyl strwythurol, ac mae'r anwedd dŵr sy'n dianc yn gwella hydwythedd ac anhryloywder caolin, sy'n briodoledd delfrydol ar gyfer cymhwyso cotio papur. Yn ogystal, trwy gynhesu caolin ar 1000-1050 ℃, gall nid yn unig gynyddu'r sgrafelladwyedd, ond hefyd gael gwynder o 92-95%.
Calcineiddio clorineiddio
Tynnwyd haearn a thitaniwm o fwynau clai, yn enwedig caolin trwy glorineiddio, a chafwyd canlyniadau da. Yn ystod y broses o glorineiddio a chalcineiddio, ar dymheredd uchel (700 ℃ - 1000 ℃), mae caolinit wedi cael ei ddadhydroxyleiddio i ffurfio metacaolinit, ac ar dymheredd uwch, mae cyfnodau spinel a mullit yn cael eu ffurfio. Mae'r trawsnewidiadau hyn yn cynyddu hydroffobigrwydd, caledwch a maint gronynnau trwy sinteru. Gellir defnyddio'r mwynau sy'n cael eu trin yn y modd hwn mewn llawer o ddiwydiannau, megis papur, PVC, rwber, plastigau, gludyddion, caboli a phast dannedd. Mae'r hydroffobigrwydd 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'r dechnoleg trwytholchi microbaidd mwynau yn dechnoleg echdynnu sy'n defnyddio'r rhyngweithio dwfn rhwng micro-organebau a mwynau i ddinistrio dellt grisial mwynau a diddymu'r cydrannau defnyddiol. Gellir puro pyrit ocsidiedig a mwynau sylffid eraill sydd wedi'u cynnwys mewn caolin trwy 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 gost isel a llygredd amgylcheddol isel, na fydd yn effeithio ar briodweddau ffisegol a chemegol caolin. Mae'n ddull puro a gwynnu newydd gyda rhagolygon datblygu ar gyfer mwynau caolin.
Crynodeb
Mae angen i'r driniaeth tynnu haearn a gwynnu kaolin ddewis y dull gorau yn ôl gwahanol achosion lliw ac amcanion cymhwysiad gwahanol, gwella perfformiad gwynder cynhwysfawr mwynau kaolin, a'i wneud â gwerth defnydd a gwerth economaidd uchel. Dylai'r duedd datblygu yn y dyfodol fod i gyfuno nodweddion y dull cemegol, y dull ffisegol a'r dull microbiolegol yn organig, er mwyn rhoi chwarae llawn i'w manteision a chyfyngu ar eu hanfanteision a'u diffygion, er mwyn cyflawni effaith gwynnu gwell. Ar yr un pryd, mae hefyd angen astudio ymhellach y mecanwaith newydd o wahanol ddulliau tynnu amhuredd a gwella'r broses i wneud i dynnu haearn a gwynnu kaolin ddatblygu i gyfeiriad gwyrdd, effeithlon a charbon isel.
Amser postio: Mawrth-02-2023