Kun specialaj fizikaj kaj kemiaj ecoj, kaolino estas nemalhavebla nemetala minerala rimedo en ceramikaĵo, paperfabrikado, kaŭĉuko, plastoj, refraktaj materialoj, naftorafinado kaj aliaj industriaj, agrikulturaj kaj naciadefendaj pintnivelaj teknologiaj kampoj. La blankeco de kaolino estas grava indikilo de ĝia aplika valoro.
Faktoroj influantaj la blankecon de kaolino
Kaolino estas speco de fajngrajna argilo aŭ argilroko ĉefe konsistanta el kaolinitaj mineraloj. Ĝia kristala kemia formulo estas 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O. Malgranda kvanto da neargilaj mineraloj estas kvarco, feldspato, feraj mineraloj, titanio, aluminio-hidroksido kaj oksidoj, organika materio, ktp.
Kristala strukturo de kaolino
Laŭ la stato kaj naturo de malpuraĵoj en kaolino, la malpuraĵoj, kiuj kaŭzas la malpliiĝon de blankeco de kaolino, povas esti dividitaj en tri kategoriojn: organika karbono; Pigmentaj elementoj, kiel Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn, ktp; Malhelaj mineraloj, kiel biotito, klorito, ktp. Ĝenerale, la enhavo de V, Cr, Cu, Mn kaj aliaj elementoj en kaolino estas malgranda, kio havas malmultan efikon sur la blankecon. La minerala konsisto kaj enhavo de fero kaj titanio estas la ĉefaj faktoroj, kiuj influas la blankecon de kaolino. Ilia ĉeesto ne nur influos la naturan blankecon de kaolino, sed ankaŭ ĝian kalcinitan blankecon. Aparte, la ĉeesto de feroksido negative efikas sur la koloron de argilo kaj reduktas ĝian brilecon kaj fajroreziston. Kaj eĉ se la kvanto de oksido, hidroksido kaj hidratigita oksido de feroksido estas 0.4%, ĝi sufiĉas por doni al la argila sedimento ruĝan ĝis flavan koloron. Tiuj feroksidoj kaj hidroksidoj povas esti hematito (ruĝa), maghemito (ruĝbruna), goetito (brunflava), limonito (oranĝa), hidratigita feroksido (brunruĝa), ktp. Oni povas diri, ke la forigo de fermalpuraĵoj en kaolino ludas ekstreme gravan rolon en la pli bona uzado de kaolino.
Okazostato de fera elemento
La ĉeeststato de fero en kaolino estas la ĉefa faktoro determinanta la metodon de ferforigo. Granda nombro da studoj kredas, ke kristala fero en formo de fajnaj partikloj estas miksita en kaolino, dum amorfa fero estas kovrita sur la surfaco de fajnaj partikloj de kaolino. Nuntempe, la ĉeeststato de fero en kaolino estas dividita en du tipojn hejme kaj eksterlande: unu estas en kaolinito kaj akcesoraj mineraloj (kiel glimo, titana dioksido kaj ilito), kiu nomiĝas struktura fero; la alia estas en formo de sendependaj fermineraloj, nomataj libera fero (inkluzive de surfaca fero, fajngrajna kristala fero kaj amorfa fero).
La fero forigita per ferforigo kaj blankigo de kaolino estas libera fero, ĉefe inkluzivante magnetiton, hematiton, limoniton, sideriton, piriton, ilmeniton, jarosito kaj aliajn mineralojn; Plej multe da fero ekzistas en la formo de tre disigita koloida limonito, kaj malgranda kvanto en la formo de sfera, acikulara kaj neregula goetito kaj hematito.
Metodo de ferforigo kaj blankigo de kaolino
Akvo-apartigo
Ĉi tiu metodo estas ĉefe uzata por forigi detritajn mineralojn kiel kvarcon, feldspaton kaj glimon, kaj pli krudajn malpuraĵojn kiel rokajn derompaĵojn, same kiel iujn ferajn kaj titanajn mineralojn. Malpuraĵaj mineraloj kun simila denseco kaj solvebleco al kaolino ne povas esti forigitaj, kaj la blankeca plibonigo estas relative ne evidenta, kio taŭgas por utiligo kaj blankigo de relative altkvalita kaolina erco.
Magneta apartigo
Feraj mineralaj malpuraĵoj en kaolino kutime estas malforte magnetaj. Nuntempe, la altgradienta forta magneta apartigmetodo estas ĉefe uzata, aŭ la malfortaj magnetaj mineraloj estas konvertitaj en fortan magnetan feroksidon post rostado, kaj poste forigitaj per ordinara magneta apartigmetodo.
Vertikala ringa alta gradienta magneta apartigilo
Alta gradienta magneta apartigilo por elektromagneta suspensiaĵo
Malalta temperaturo superkondukta magneta apartigilo
Flosadmetodo
La flosadmetodo estis aplikita por trakti kaolinon el primaraj kaj sekundaraj deponaĵoj. En la flosadprocezo, kaolinito kaj glimopartikloj estas apartigitaj, kaj la purigitaj produktoj estas pluraj taŭgaj industri-gradaj krudmaterialoj. La selektema flosadapartigo de kaolinito kaj feldspato kutime efektiviĝas en la ŝlamo kun kontrolita pH.
Redukta metodo
La redukta metodo estas uzi reduktan agenton por redukti la ferajn malpuraĵojn (kiel hematito kaj limonito) en la trivalenta stato de kaolino al solveblaj duvalentaj feraj jonoj, kiuj estas forigitaj per filtrado kaj lavado. La forigo de Fe3+-malpuraĵoj el industria kaolino kutime atingiĝas per kombinado de fizika teknologio (magneta apartigo, selekta flokuliĝo) kaj kemia traktado sub acidaj aŭ reduktaj kondiĉoj.
Natria hidrosulfito (Na2S2O4), ankaŭ konata kiel natria hidrosulfito, estas efika por redukti kaj ellavi feron el kaolino, kaj estas nuntempe uzata en la kaolina industrio. Tamen, ĉi tiu metodo devas esti efektivigita sub fortaj acidaj kondiĉoj (pH<3), rezultante en altaj funkciaj kostoj kaj media efiko. Krome, la kemiaj ecoj de natria hidrosulfito estas malstabilaj, postulante specialajn kaj multekostajn stokajn kaj transportajn aranĝojn.
Tioureo-dioksido: (NH2)2CSO2, TD) estas forta redukta agento, kiu havas la avantaĝojn de forta redukta kapablo, media amikeco, malalta putriĝa rapideco, sekureco kaj malalta kosto de aro-produktado. Nesolvebla Fe3+ en kaolino povas esti reduktita al solvebla Fe2+ per TD.
Poste, la blankeco de kaolino povas esti pliigita post filtrado kaj lavado. TD estas tre stabila je ĉambra temperaturo kaj neŭtralaj kondiĉoj. La forta reduktokapablo de TD povas esti atingita nur sub kondiĉoj de forta alkaleco (pH>10) aŭ varmigo (T>70 °C), rezultante en altaj funkciaj kostoj kaj malfacilaĵoj.
Oksidada metodo
Oksidada traktado inkluzivas la uzon de ozono, hidrogena peroksido, kalia permanganato kaj natria hipoklorito por forigi la adsorbitan karbonan tavolon kaj plibonigi blankecon. La kaolino en la pli profunda loko sub la pli dika superŝuto estas griza, kaj la fero en la kaolino estas en la redukta stato. Uzu fortajn oksidigajn agentojn kiel ozono aŭ natria hipoklorito por oksidigi nesolveblan FeS2 en pirito al solvebla Fe2+, kaj poste lavu por forigi Fe2+ el la sistemo.
Acida lesivada metodo
La acida lesivada metodo estas transformi la nesolveblajn ferajn malpuraĵojn en kaolino en solveblajn substancojn en acidaj solvaĵoj (klorida acido, sulfata acido, oksala acido, ktp.), tiel realigante la apartigon de kaolino. Kompare kun aliaj organikaj acidoj, oksala acido estas konsiderata la plej promesplena pro sia acida forto, bona kompleksa eco kaj alta redukta kapablo. Kun oksala acido, la dissolvita fero povas esti precipitigita el la lesiva solvaĵo en la formo de fera oksalato, kaj povas esti plue prilaborita por formi puran hematiton per kalciniĝo. Oksala acido povas esti akirita malmultekoste per aliaj industriaj procezoj, kaj en la bakadfazo de ceramika fabrikado, ĉiu resta oksalato en la traktita materialo malkomponiĝos en karbondioksidon. Multaj esploristoj studis la rezultojn de dissolvado de feroksido kun oksala acido.
Alta temperaturo kalcinada metodo
Kalcinado estas la procezo de produktado de specialaj kaolinproduktoj. Laŭ la traktadtemperaturo, du malsamaj gradoj de kalcinita kaolino estas produktitaj. Kalcinado en la temperaturintervalo de 650-700 ℃ forigas la strukturan hidroksilan grupon, kaj la eliranta akva vaporo plibonigas la elastecon kaj opakecon de kaolino, kio estas ideala atributo por aplikoj de papertegaĵo. Krome, per varmigo de kaolino je 1000-1050 ℃, ĝi povas ne nur pliigi abrazivecon, sed ankaŭ atingi 92-95% blankecon.
Klorada kalciniĝo
Fero kaj titanio estis forigitaj el argilaj mineraloj, precipe kaolino, per klorado, kaj bonaj rezultoj estis atingitaj. En la procezo de klorado kaj kalcinado, je alta temperaturo (700 ℃ - 1000 ℃), kaolinito spertis dehidroksiligon por formi metakaoliniton, kaj je pli alta temperaturo, spinela kaj mulita fazoj formiĝas. Ĉi tiuj transformoj pliigas la hidrofobecon, malmolecon kaj grandecon de partikloj per sintrado. La mineraloj traktitaj tiel povas esti uzataj en multaj industrioj, kiel ekzemple papero, PVC, kaŭĉuko, plastoj, gluaĵoj, polurado kaj dentopasto. La pli alta hidrofobeco igas ĉi tiujn mineralojn pli kongruaj kun organikaj sistemoj.
Mikrobiologia metodo
Mikroba purigteknologio de mineraloj estas relative nova temo pri mineralprilaborado, inkluzive de mikroba lesivado kaj mikroba flosado. La mikroba lesivado estas ekstrakta teknologio, kiu uzas la profundan interagadon inter mikroorganismoj kaj mineraloj por detrui la kristalan kradon de mineraloj kaj dissolvi la utilajn komponantojn. Oksidigita pirito kaj aliaj sulfidaj ercoj enhavitaj en kaolino povas esti purigitaj per mikroba ekstrakta teknologio. Ofte uzataj mikroorganismoj inkluzivas Thiobacillus ferrooxidans kaj Fe-reduktantajn bakteriojn. La mikrobiologia metodo havas malaltan koston kaj malaltan median poluadon, kio ne influos la fizikajn kaj kemiajn ecojn de kaolino. Ĝi estas nova purig- kaj blankigmetodo kun disvolviĝaj perspektivoj por kaolinmineraloj.
Resumo
La ferforigo kaj blankigo de kaolino bezonas elekti la plej bonan metodon laŭ malsamaj kolorkaŭzoj kaj malsamaj aplikaj celoj, plibonigi la ampleksan blankecan rendimenton de kaolinaj mineraloj, kaj igi ĝin havi altan uzvaloron kaj ekonomian valoron. La estonta evoluiga tendenco devus esti organike kombini la karakterizaĵojn de kemia metodo, fizika metodo kaj mikrobiologia metodo, por plene utiligi iliajn avantaĝojn kaj limigi iliajn malavantaĝojn kaj mankojn, por atingi pli bonan blankigan efikon. Samtempe, necesas ankaŭ plu studi la novajn mekanismojn de diversaj malpuraĵforigaj metodoj kaj plibonigi la procezon por ke la ferforigo kaj blankigo de kaolino disvolviĝu en la direkto de verda, efika kaj malaltkarbona.
Afiŝtempo: 2-a de marto 2023