國(guó)檢集團(tuán)北檢公司從上世紀(jì)七十年代開始研究高嶺土選礦,主要負(fù)責(zé)全國(guó)各省建材總隊(duì)的高嶺土的礦物巖性測(cè)試、高嶺土選礦可選性試驗(yàn)及礦產(chǎn)品深加工,取得諸多方面的科研成果。不僅如此,本研究院還是非金屬礦應(yīng)用開發(fā)的專業(yè)機(jī)構(gòu),在礦石加工設(shè)備、高嶺土選礦可選性試驗(yàn)、高嶺土礦產(chǎn)品市場(chǎng)分析等方面有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的能力儲(chǔ)備。出具高嶺土選礦報(bào)告。
高嶺土主要由高嶺石、埃洛石組成,含量最可達(dá)90%以上,其次還有水云母,常混有黃鐵礦、揭鐵礦、銳欽礦、石英、玉髓、明礬石等,有時(shí)還有少量的有機(jī)質(zhì)。高嶺土原礦的加工工藝,取決于原礦的質(zhì)量和產(chǎn)品的最終用途。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的工藝有兩種:干法工藝和濕法工藝。
干法工藝是一種簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的加工工藝,采出的原礦經(jīng)過破碎機(jī)碎至25mm左右后,給人籠式破碎機(jī)中,使校度減小至6 mm左右,吹入到籠式破碎機(jī)內(nèi)的熱空氣將離嶺土的水分由采出時(shí)的20%降至10%左右.碎后的礦石則經(jīng)配有離心分離機(jī)和旋風(fēng)除塵器的吹氣式雷蒙磨進(jìn)一步磨細(xì).該工藝可將大部分砂石除去。干法加工的高嶺土產(chǎn)品的性質(zhì)往往反映天然高嶺土的原有性質(zhì),因此干法生產(chǎn)適用于白度高、砂含量低、粒度分布適宜的礦石。干法生產(chǎn)的成本低,產(chǎn)品通常用于橡狡、塑料及造紙工業(yè)的低價(jià)填料.
濕法工藝包括礦石準(zhǔn)備、選礦加工和產(chǎn)品處理3個(gè)階段。
準(zhǔn)備階段包括配料、破碎和搗漿等作業(yè).搗漿是將高嶺土與水、分散劑混合在搗漿機(jī)內(nèi)制漿,搗漿的目的是使高嶺土原礦碎散,為選礦作業(yè)制備成適當(dāng)細(xì)度的高玲土礦漿,并同時(shí)去掉大粒的砂石。
選礦階段可能包括水力分級(jí)、浮選、選擇性絮凝、磁選、化學(xué)處理(漂白)等作業(yè),以除去不同的雜質(zhì)。
準(zhǔn)備好的礦漿可先經(jīng)耙式分級(jí)機(jī)、浮格分級(jí)機(jī)或水力旋流器除砂,然后再用連續(xù)式離,乙機(jī)、水力旋流器、水力分選器或振動(dòng)細(xì)篩(325目)將其分為粗細(xì)兩個(gè)粒級(jí)。如果此種產(chǎn)品已能滿足某種工業(yè)的要求,也可以加人絮凝劑(例如明礬)使高嶺土凝聚而便于脫水。如需得到高質(zhì)量的高嶺土(如白度大于85并的高嶺土),在絕大多數(shù)情況下需要進(jìn)行磁選、漂白、浮選或選擇性絮凝。但這些獨(dú)立的作業(yè)均有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),因而工業(yè)上通常采用2種,乃至3種作業(yè)的聯(lián)合流程。
高嶺土的染色雜質(zhì)如銳欽礦、金紅石、赤鐵礦、云母和黃鐵礦等均具有弱磁性,因而可以利用高梯度磁選將其除去,例如國(guó)外使用的 PEM-84型高梯度濕式磁選機(jī),可使高嶺土原礦中的Fe2O3由0.9%降至0.6%,TiO2由1.8-2.0%降至0.8%。近年來(lái)已有報(bào)道將超導(dǎo)磁選機(jī)用于分選高嶺土,不僅能耗減少,而且場(chǎng)強(qiáng)可以大大提高,得出質(zhì)盤更高的高嶺土精礦。
高嶺土的化學(xué)漂白工藝是將高嶺土礦漿輸人洗滌槽內(nèi),用硫酸調(diào)整pH值至4.5-5,然后注人漂白反應(yīng)罐內(nèi),加人還原劑(Na2S2O4或ZnS2O4),可使礦物中的三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵并溶于礦漿內(nèi),可用水洗滌使之與高嶺土分離。為了除去深色的有機(jī)質(zhì)可以用強(qiáng)氧化劑(過氧化氫等)進(jìn)行漂白。漂白工藝雖然能明顯地提高高嶺土的白度,但此工藝成本較高,且要求嚴(yán)格的環(huán)保措施。
浮選作業(yè)的目的是從高嶺土中浮選出銳鈦礦。由于銳鈦礦的顆拉極細(xì),可以用載體浮選工藝。載體礦物可以是方解石、硅砂等(小于325目),載體礦物的用量一般為高嶺土重量的10-20%,載體的一部分經(jīng)過回收可再用。在浮選過程中所用的藥劑包括以下幾種:分散劑硅酸鈉, pH值調(diào)整劑氫氧化銨和苛性鈉,捕收劑塔爾油、脂肪酸及石油磺酸鈉。英國(guó)粘上公司(ECC)自1961年以來(lái)利用載體浮選工藝已生產(chǎn)出白度大于90%的造紙用涂料級(jí)高嶺土。該工藝的缺點(diǎn)是藥劑消耗量較大,殘留在高嶺土精礦中的藥劑和載體礦物有有害影響。
近來(lái),有人研究出直接從高嶺土中浮出銳欽礦的工藝,其特點(diǎn)是在有分散劑(如硅酸鈉)和pH值調(diào)整劑(常用氫氧化按)存在條件下進(jìn)行高礦漿濃度(40-60%固體)擦洗,清除表面的污染礦物,同時(shí)擦洗也使銳欽礦和赤鐵礦從高嶺上礦物中解離出來(lái)。然后將少量的活化劑及脂肪酸類捕收劑一同加人礦漿,被捕收覆蓋的銳鈦礦在高剪切攪拌條件下形成選擇性團(tuán)聚,從而使顆粒尺寸顯著增大。高剪切攪拌調(diào)漿后的礦漿稀釋至15-20%固體進(jìn)行浮選。高嶺土中的明礬石也可用浮選法脫除。
選擇性絮凝是在pH值為8-11時(shí),向高嶺土礦漿中加人Ca2+, Mg2+離子,然后用弱陰離子聚合電解質(zhì)作絮凝劑,可以觀察到鈦、鐵雜質(zhì)的選擇性絮凝。選擇性絮凝對(duì)含極細(xì)雜質(zhì)顆拉高嶺土的除雜是高效的方法,但該工藝要求礦漿濃度小于20%,因此必定有大量的水分要在后續(xù)作業(yè)中脫去,同時(shí)殘留的絮凝劑對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量有影響。
高嶺土產(chǎn)品的脫水用高速離心機(jī)、真空過濾機(jī)或壓濾機(jī),然后可以干燥成粉狀或塊狀的產(chǎn)品,也可以固體含量70%左右的漿狀產(chǎn)品出售。
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