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【高岭土选矿】三大高岭土生产工艺方法解析!

2023-12-21 来源:鑫海矿装 (253次浏览)

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高岭土是一种以高岭石族矿物为主要成分的细粒黏土或黏土岩,其中黏土矿物主要为高岭石,少量的非黏土矿物为石英、长石、铁矿物、钛、铝的氢氧化物及氧化物、有机质等。在耐火材料、石油精炼、塑料、国防、军事等领域均有应用,而其白度是决定高岭土价值的重要指标。为了大限度地降低颜色提,提高白度,需通过各种生产加工手段来完成。目前高岭土生产工艺方法主要有物理法、化学法、微生物法几种,下面我们一起来了解!

一、高岭土物理生产工艺方法

物理法生产加工高岭土主要以磁选、浮选、选择性絮凝几种方法为主。

1、高岭土磁选方法

磁选法是根据矿物的磁性差异在磁场中将其分离的一种方法,为高岭土主要的物理除铁法。当高岭土中含含强磁性矿物(磁铁矿)或铁屑杂质时,常规磁选法便能有效提纯,但高岭土中杂质以弱磁选矿物为主时,常规磁选无法获得高白度的高岭土,需通过高梯度强磁选法除铁,或是将弱磁性矿物焙烧后转变成强磁性氧化铁,再用常规磁选除铁。

三大高岭土生产工艺方法解析!

2、高岭土浮选方法

浮选法是高岭土选矿提纯的常用方法,主要用来去除矿物中存在的长石、石英等脉石矿物,有载体浮选和双液浮选方法两种。

载体浮选方法:是在浮选过程中加入矿物载体(如方解石等),然后将细粒的杂质铁矿物吸附至载体矿物上。另外浮选时以塔尔油为捕收剂,碳酸钠为pH值调整剂,硫酸铵为抑制剂,水玻璃为矿浆分散剂,来完成浮选,最终得到铁的载体泡沫及高岭土精矿。

双液浮选方法:利用脂肪酸作为捕收剂,加入高岭土矿浆中搅拌、静止、分层,形成有机液(含Fe2O3)和高岭土悬浮双层液体,再采用重选进行分离,获得合格的高岭土精矿。

高岭土浮选方法

3、高岭土选择性絮凝方法

选择性絮凝法是在充分分散的矿浆中加入絮凝剂,通过絮凝剂与矿粒表面的架桥作用使分散在矿浆中的游离有害铁杂质选择性地絮凝,再从矿浆中分离出絮凝物。但该方法在生产中有大量的水分需要在后续工序中脱除,同时高岭土精矿中残留的絮凝剂也影响到最终产品的质量。

高岭土选择性絮凝生产工艺方法

二、高岭土化学生产工艺方法

化学法生产加工高岭土,是利用化学药剂将高岭土中存在的铁杂质进行选择性溶解,然后去除铁。常用的方法有氧化法、还原法、氧化-还原法和酸溶法和氯化法几种。

1、高岭土氧化方法

高岭土氧化提纯方法主要是通过用强氧化剂(次氯酸钠)在弱酸性条件下,将高岭土中的铁杂质氧化成可溶于水的亚铁离子,然后再经过滤洗涤完成选别提纯。该方法主要适于高岭土中含黄铁杂质的矿物选别。

2、高岭土还原方法

高岭土还原生产方法是利用还原剂将高岭土中处于三价态不溶的铁杂质还原成可溶的二价态铁离子,再经过滤、洗涤完成选别。常用的方法有保险粉法、二氧化硫脲法和酸溶氢气法三种。

保险粉方法:是使用连二亚硫酸钠做还原剂,将铁氧化物还原成可溶铁离子,但该方法应及时洗涤、过滤,否则亚铁会被重新氧化发黄。

二氧化硫脲方法:先将碱性介质中的二氧化硫脲受热,以声场强还原性的次硫酸,再将高岭土中的三价铁还原成二价可溶铁并去除。该方法但只有在高温、强碱条件下,才可产生强还原性次硫酸。

酸溶氢气方法:利用活泼金属与酸溶剂(硫酸、盐酸、草酸)发生置换反应,生成的氢气将高岭土中三价铁还原为二价铁,然后完成除铁。该方法主要针对高岭土白度低于70°以下的矿物进行选别。

3、高岭土氧化-还原方法

大部分的高岭土矿物中同时含有二价和三价铁,因此需通过氧化+还原法完成提纯。先用氧化剂将二价铁氧化成三价铁,再用还原剂将三价铁还原成溶的二价铁,然后通过过滤、洗涤完成除铁。该法对于含有少量浸染状、星点状铁杂质的高岭土漂白效果很好。

4、高岭土酸溶方法

酸溶方法是将高岭土中的不溶铁杂质在酸性溶液中转化成可溶物后,再进行过滤、洗涤实现高岭土与杂质的分离。酸溶液中,硫酸会导致高岭石晶格破坏,因此多采用盐酸和草酸。

5、高岭土氯化方法

氯化方法加工高岭土,是在碳的作用下,加入氯盐高温焙烧,将其中铁氧化物转化为氯化物,随着熔点的降低,CO、CO2气流溢出,实现高岭土的除铁增白。该方法氯化过程中,会有氯化物固体颗粒物产出。

三、高岭土微生物生产工艺方法

微生物法进行高岭土除铁提纯,主要是利用微生物将铁杂质溶解为可溶性铁,然后进行除铁。常用的方法有氧化法、浸出法和微生物还原法三种。

1、高岭土氧化方法

氧化法主要是采用氧化亚铁硫杆菌(霉菌、细菌、真菌等)进行生物氧化除铁。当高岭土中黄铁矿含量固定时,矿浆浓度越低,铁去除率越高;当黄铁矿含量越高时,相同时间内铁氧化率越大,两者成正相关性;随时间的延长,铁氧化率升高,达到上限值,然后速率逐渐减慢。

2、高岭土浸出方法

高岭土浸出方法是利用微生物(黑曲霉)发酵生成的有机酸(草酸、柠檬酸)将高岭土中难溶的铁氧化物溶解出来。根据高岭土加入微生物发酵的阶段,可分为原位生物漂白法(发酵初期)和二阶段生物漂白法(有机酸积累到一定程度)。由于发酵初期黑曲霉种类有限及反应后高岭土易被吸收,故限制了原位生物漂白法的大规模应用;而二阶段生物漂白法能克服前者的缺点,而且在适宜条件下能使有机酸浓度达到上限。

3、高岭土微生物还原方法

高岭土微生物还原方法是利用微生物发酵产生糖类和氨基酸,然后将三价铁还原成二价铁实现除铁。在铁还原过程中,微生物将电子传递给不溶性三价铁氧化物,使其还原为可溶性二价铁。

还原作用的相关机制主要有直接接触、电子穿梭和螯合促溶等;根据3种不同还原机制,可在高岭土除铁过程中适当添加电子穿梭蛋白或者螯合促溶剂,以促进菌种对铁的还原能力。

上述则是高岭土选矿加工工艺的方法介绍,在实际选矿中,因高岭土的成矿条件存在差异,且铁矿元素的赋存状态也各有不同,因此,建议先进行选矿试验,通过试验分析,设计合理的高岭土选矿加工工艺,实现高效高岭土除铁增白。

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