Do minério ao pó: purificação, britagem e modificação do caulim
Caulim é um recurso mineral não renovável crucial com poucos depósitos de alta qualidade. Atualmente, mais indústrias demandam mais caulim de alta qualidade. A demanda do mercado ultrapassou o crescimento geral, piorando os desequilíbrios entre oferta e demanda na China.
Portanto, estudar e aplicar diversas tecnologias de processamento é essencial para tornar esse material mineral adequado para diversas aplicações industriais.
Beneficiamento e purificação de caulinite
Método de seleção de mãos
O método de seleção manual usa a diferença de tamanho ou densidade de partículas minerais para separar minerais. Ele remove principalmente impurezas como feldspato e quartzo, melhora a pureza e a brancura calcinada do caulim e é adequado para pequenas empresas.
Método de Seleção de Água
O método de seleção de água usa água como um meio para separar minerais de minerais de impurezas. Ele pode remover partículas maiores de minerais como quartzo, feldspato e minerais de mica ou ferro-titânio. Este método é simples e fácil de operar, de baixo custo e adequado para depósitos de alta qualidade.
Método de Flotação
O método de flotação separa minerais úteis de minérios com base em suas propriedades físicas e químicas de superfície. Técnicas avançadas como flotação de carreador, coagulação seletiva e flotação de líquido duplo são eficazes para pré-tratamento de matérias-primas cerâmicas.
A flotação por adsorção adiciona pó de calcário à pasta de caulim para adsorver Fe2O3, enquanto a flotação líquida dupla ajusta o pH da pasta, adiciona agentes de captura e soluções orgânicas e permite a estratificação e a separação.
Método de Separação Magnética
A separação magnética é um processo de separação sob a ação de força magnética e outras forças usando as diferenças magnéticas de vários minérios ou materiais.
A composição do ferro no caulim à base de carvão é relativamente complexa. Diferentes métodos de separação magnética de alto gradiente podem ser usados para remover ferro de diferentes caulim à base de carvão. Atualmente, os métodos de separação magnética de alto gradiente podem ser divididos nos métodos abaixo.
1. Separação magnética pulsante de alto gradiente
2. Separação magnética seca de alto gradiente
3. Separação magnética de alto gradiente por vibração
4. Floculação seletiva e separação magnética de alto gradiente combinadas com remoção de ferro
5. Métodos de aglomeração magnética
Purificação Química
A purificação química é um método que utiliza ácido ou álcali para dissolver e remover certas impurezas associadas em minerais devido à sua solubilidade ácida ou alcalina.
O método de remoção de ferro por branqueamento por redução usa um agente redutor para reduzir ferro trivalente insolúvel (como limonita) a ferro bivalente solúvel, que é então filtrado, lavado e removido com o filtrado.
Características: Condições de reação rigorosas, o odor pungente liberado causa um ambiente de trabalho ruim e resíduos no produto afetam as aplicações posteriores.
O método de remoção de ferro por branqueamento por lixiviação ácida usa uma solução ácida para tratar o caulim, convertendo minerais insolúveis contendo ferro em sais solúveis. O caulim é então branqueado por meio de processos como lavagem de minério.
Características: Efeito ruim em minerais de sulfeto de ferro, minerais de ilmenita, etc., e a alta temperatura da pasta precisa ser controlada. Isso aumenta os requisitos para a resistência à corrosão ácida do equipamento, aumenta os custos de produção e os resíduos no produto afetam as aplicações posteriores.
O método de remoção de ferro por branqueamento por oxidação usa um oxidante forte como agente de branqueamento para oxidar pirita no sistema de pasta de caulim, gerando Fe2+ solúvel. Ao mesmo tempo, outras matérias orgânicas escuras também podem ser oxidadas em óxidos incolores, resultando em branqueamento.
Características: Este método é usado principalmente para tratar caulim do tipo pirita. Ele tem pouco efeito na remoção de ferro e branqueamento de caulim contendo outros tipos de substâncias metálicas de tingimento e não é adequado para aplicação generalizada.
Método de branqueamento microbiano
O método de branqueamento microbiano inclui tecnologia de lixiviação microbiana e tecnologia de flotação microbiana. Ele remove pirita oxidada e outros minérios de sulfeto usando métodos como ferrotiobacilo e bacilo redutor de ferro.
Este método tem baixo investimento, baixo custo, baixo consumo de energia, baixa poluição e não afeta as propriedades. É um novo método de purificação e branqueamento e ainda está em fase de laboratório.
Modificação do Caulim
Modificação de Intercalação
Intercalação modificação supera as ligações de hidrogênio entre camadas e insere a lacuna entre camadas, aumentando assim o espaçamento entre camadas sem destruir a estrutura em camadas do caulim.
Existem principalmente intercalação de fase líquida, intercalação de solução de evaporação, intercalação mecanoquímica, intercalação de radiação de micro-ondas e intercalação ultrassônica.
Modificação de calcinação
A modificação por calcinação é um método comum de processamento de caulim, onde o caulim é tratado termicamente por métodos físicos. A temperatura de calcinação do caulim para diferentes propósitos varia. A calcinação em alta temperatura (450-925℃) é o melhor método para remoção de carbono e branqueamento, e é usada em materiais cerâmicos, enchimentos, adsorventes, catalisadores, etc.
Modificação Química
A modificação química é dividida em modificação ácida e modificação alcalina. Ela pode melhorar a adsorção e a atividade de reação da superfície do pó de caulim, mas a pesquisa sobre modificação ácido-base ainda está nos estágios iniciais.
Modificação de ferro poli-hidroxilado
Este método mistura solução de ferro poli-hidroxi com caulim triturado e peneirado, e então realiza modificação sob condições de aquecimento e agitação. Devido à grande influência da temperatura, a quantidade de adsorção de caulim aumenta gradualmente com o aumento da temperatura após modificação de ferro poli-hidroxi.
Modificação do agente de acoplamento
A modificação do agente de acoplamento usa meios químicos para formar uma camada de composto de acoplamento orgânico na superfície de partículas finas de caulim, alterando assim as propriedades da superfície. Atualmente, existem principalmente agentes de acoplamento de silano e agentes de acoplamento de titanato, que podem tornar a estrutura da superfície do caulim mais compatível com a matéria orgânica.
Esfoliação de Caulim
A esfoliação de caulim reduz o tamanho das partículas de caulim ao dissociar as camadas para aumentar sua área de superfície. Ela é dividida em lascamento mecânico e lascamento químico, que lascam o caulim em partículas extremamente finas.
Este processo atende aos requisitos de baixa abrasão e alta brancura, tornando o caulim adequado para uso na fabricação de papel, cosméticos, medicamentos e outras aplicações.
Tecnologia de mistura de caulim
A estabilidade dos indicadores de produtos de caulim é um dos principais fatores na medição da qualidade do produto. Devido a vários fatores naturais, a qualidade das minas de caulim na China varia muito entre diferentes áreas de mineração ou diferentes camadas de minério na mesma área de mineração.
Os indicadores de produtos de caulim flutuam significativamente, enquanto a indústria downstream tem altos requisitos para a estabilidade de qualidade dos produtos de caulim. Portanto, dominar a tecnologia de mistura tornou-se essencial para o desenvolvimento de empreendimentos relacionados.
Resumo
Para acompanhar as tendências da indústria e as características dos recursos, as principais empresas estão pesquisando e aplicando tecnologias de processamento profundo. Elas são purificação, moagem e modificação. Esses esforços melhoram a brancura, a finura, a plasticidade e a estabilidade do produto do caulim.
Desenvolvimentos futuros incluem calcinação aprimorada, flotação ultrafina, branqueamento, redução de viscosidade, aplicações de rejeitos, nanotecnologia e materiais antibacterianos.
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