Maxsus fizik va kimyoviy xususiyatlarga ega kaolin keramika, qog'oz ishlab chiqarish, kauchuk, plastmassa, refrakter materiallar, neftni qayta ishlash va boshqa sanoat, qishloq xo'jaligi hamda milliy mudofaaning ilg'or texnologiyalari sohalarida ajralmas metall bo'lmagan mineral resurs hisoblanadi. Kaolinning oqligi uning qo'llanilish qiymatining muhim ko'rsatkichidir.
Kaolinning oqligiga ta'sir qiluvchi omillar
Kaolin - asosan kaolinit minerallaridan tashkil topgan mayda donador loy yoki gil jins turi. Uning kristall kimyoviy formulasi 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O. Loy bo'lmagan minerallarning oz miqdori kvarts, dala shpati, temir minerallari, titan, alyuminiy gidroksid va oksidlar, organik moddalar va boshqalar.
Kaolinning kristall tuzilishi
Kaolindagi aralashmalarning holati va tabiatiga ko'ra, kaolinning oqligining pasayishiga olib keladigan aralashmalarni uch toifaga bo'lish mumkin: organik uglerod; Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn va boshqalar kabi pigment elementlari; biotit, xlorit va boshqalar kabi to'q minerallar. Odatda, kaolin tarkibidagi V, Cr, Cu, Mn va boshqa elementlarning miqdori oz, bu esa oqlikka kam ta'sir qiladi. Temir va titanning mineral tarkibi va miqdori kaolinning oqligiga ta'sir qiluvchi asosiy omillardir. Ularning mavjudligi nafaqat kaolinning tabiiy oqligiga, balki uning kaltsiylangan oqligiga ham ta'sir qiladi. Xususan, temir oksidining mavjudligi loy rangiga salbiy ta'sir qiladi va uning yorqinligi va yong'inga chidamliligini pasaytiradi. Va hatto oksid, gidroksid va gidratlangan temir oksidi oksidi miqdori 0,4% bo'lsa ham, loy cho'kmasiga qizildan sariq ranggacha rang berish kifoya. Bu temir oksidlari va gidroksidlari gematit (qizil), maghemit (qizil-jigarrang), goetit (jigarrang-sariq), limonit (to'q sariq), gidratlangan temir oksidi (jigarrang-qizil) va boshqalar bo'lishi mumkin. Aytish mumkinki, kaolin tarkibidagi temir aralashmalarini olib tashlash kaolindan yaxshiroq foydalanishda juda muhim rol o'ynaydi.
Temir elementining paydo bo'lish holati
Kaolin tarkibidagi temirning paydo bo'lish holati temirni olib tashlash usulini belgilovchi asosiy omil hisoblanadi. Ko'pgina tadqiqotlarga ko'ra, mayda zarrachalar ko'rinishidagi kristalli temir kaolin tarkibida aralashadi, amorf temir esa kaolinning mayda zarrachalari yuzasida qoplanadi. Hozirgi vaqtda kaolin tarkibidagi temirning paydo bo'lish holati mamlakat ichida va chet elda ikki turga bo'linadi: biri kaolinit va yordamchi minerallarda (masalan, slyuda, titan dioksidi va illit), bu strukturaviy temir deb ataladi; ikkinchisi esa erkin temir deb ataladigan mustaqil temir minerallari shaklida (sirt temir, mayda donali kristalli temir va amorf temirni o'z ichiga oladi).
Kaolinni temirni olib tashlash va oqartirish orqali olib tashlanadigan temir erkin temir bo'lib, asosan magnetit, gematit, limonit, siderit, pirit, ilmenit, jarozit va boshqa minerallarni o'z ichiga oladi; Temirning ko'p qismi yuqori darajada tarqalgan kolloid limonit shaklida, oz miqdori esa sharsimon, ignasimon va tartibsiz goetit va gematit shaklida mavjud.
Kaolinni temirni olib tashlash va oqartirish usuli
Suvni ajratish
Bu usul asosan kvarts, dala shpati va slyuda kabi detrit minerallarini, shuningdek, tog' jinslari kabi qo'pol aralashmalarni, shuningdek, ba'zi temir va titan minerallarini olib tashlash uchun ishlatiladi. Kaolinga o'xshash zichlik va eruvchanlikka ega bo'lgan aralashma minerallarini olib tashlash mumkin emas va oqlikning yaxshilanishi nisbatan aniq emas, bu nisbatan yuqori sifatli kaolin rudalarini boyitish va oqartirish uchun mos keladi.
Magnit ajratish
Kaolin tarkibidagi temir mineral aralashmalari odatda kuchsiz magnitdir. Hozirgi vaqtda asosan yuqori gradientli kuchli magnit ajratish usuli qo'llaniladi yoki kuchsiz magnit minerallar qovurilgandan keyin kuchli magnit temir oksidiga aylantiriladi va keyin oddiy magnit ajratish usuli bilan chiqariladi.
Vertikal halqali yuqori gradientli magnit ajratgich
Elektromagnit shlam uchun yuqori gradientli magnit ajratgich
Past haroratli o'ta o'tkazuvchan magnit ajratgich
Flotatsiya usuli
Flotatsiya usuli kaolinni birlamchi va ikkilamchi konlardan tozalash uchun qo'llanilgan. Flotatsiya jarayonida kaolinit va slyuda zarralari ajratiladi va tozalangan mahsulotlar bir nechta mos sanoat darajasidagi xom ashyo hisoblanadi. Kaolinit va dala shpatini tanlab flotatsiya qilish odatda pH nazorat ostidagi shlamda amalga oshiriladi.
Kamaytirish usuli
Qayta tiklash usuli kaolinning uch valentli holatidagi temir aralashmalarini (gematit va limonit kabi) eruvchan ikki valentli temir ionlariga kamaytirish uchun qaytaruvchi vositadan foydalanishdan iborat bo'lib, ular filtrlash va yuvish orqali chiqariladi. Sanoat kaolinidan Fe3+ aralashmalarini olib tashlash odatda fizik texnologiyani (magnit ajratish, selektiv flokulyatsiya) va kislotali yoki qaytaruvchi sharoitlarda kimyoviy ishlov berishni birlashtirish orqali amalga oshiriladi.
Natriy gidrosulfit (Na2S2O4), shuningdek, natriy gidrosulfit sifatida ham tanilgan, kaolindan temirni qayta tiklash va eritib olishda samarali hisoblanadi va hozirda kaolin sanoatida qo'llaniladi. Biroq, bu usul kuchli kislotali sharoitlarda (pH<3) amalga oshirilishi kerak, bu esa yuqori operatsion xarajatlarga va atrof-muhitga ta'sirga olib keladi. Bundan tashqari, natriy gidrosulfitning kimyoviy xossalari beqaror bo'lib, maxsus va qimmat saqlash va tashish tartiblarini talab qiladi.
Tiourea dioksidi: (NH2)2CSO2, TD) kuchli qaytaruvchi vosita bo'lib, kuchli qaytaruvchi qobiliyat, ekologik tozalik, past parchalanish tezligi, xavfsizlik va partiyaviy ishlab chiqarishning arzonligi kabi afzalliklarga ega. Kaolindagi erimaydigan Fe3+ TD orqali eruvchan Fe2+ ga qaytarilishi mumkin.
Keyinchalik, filtrlash va yuvishdan keyin kaolinning oqligi oshishi mumkin. TD xona haroratida va neytral sharoitlarda juda barqaror. TD ning kuchli qaytarilish qobiliyati faqat kuchli ishqoriylik (pH>10) yoki qizdirish (T>70 °C) sharoitida olinishi mumkin, bu esa yuqori operatsion xarajatlar va qiyinchiliklarga olib keladi.
Oksidlanish usuli
Oksidlanish bilan ishlov berish oqlikni yaxshilash uchun adsorblangan uglerod qatlamini olib tashlash uchun ozon, vodorod peroksid, kaliy permanganat va natriy gipoxloritdan foydalanishni o'z ichiga oladi. Qalinroq qatlam ostidagi chuqurroq joyda joylashgan kaolin kulrang rangda, kaolindagi temir esa qaytaruvchi holatda bo'ladi. Piritdagi erimaydigan FeS2 ni eruvchan Fe2+ ga oksidlash uchun ozon yoki natriy gipoxlorit kabi kuchli oksidlovchi vositalardan foydalaning va keyin Fe2+ ni tizimdan olib tashlash uchun yuving.
Kislota bilan yuvish usuli
Kislota bilan eritish usuli kaolindagi erimaydigan temir aralashmalarini kislotali eritmalarda (xlorid kislota, sulfat kislota, oksalat kislotasi va boshqalar) eriydigan moddalarga aylantirishdan iborat bo'lib, shu bilan kaolindan ajralishni amalga oshiradi. Boshqa organik kislotalar bilan solishtirganda, oksalat kislotasi kislota kuchi, yaxshi komplekslash xususiyati va yuqori qaytarilish qobiliyati tufayli eng istiqbolli hisoblanadi. Oksalat kislotasi bilan erigan temir eritish eritmasidan temir oksalat shaklida cho'ktirilishi mumkin va kalsinatsiya orqali sof gematit hosil qilish uchun qo'shimcha qayta ishlanishi mumkin. Oksalat kislotasini boshqa sanoat jarayonlaridan arzon narxlarda olish mumkin va keramika ishlab chiqarishning kuydirish bosqichida ishlov berilgan materialdagi har qanday qoldiq oksalat karbonat angidridga parchalanadi. Ko'pgina tadqiqotchilar temir oksidini oksalat kislotasi bilan eritish natijalarini o'rganishdi.
Yuqori haroratda kalsinatsiya usuli
Kalsinatsiya - bu maxsus darajadagi kaolin mahsulotlarini ishlab chiqarish jarayoni. Qayta ishlash haroratiga ko'ra, ikki xil turdagi kalsinlangan kaolin ishlab chiqariladi. 650-700 ℃ harorat oralig'ida kalsinatsiya strukturaviy gidroksil guruhini yo'q qiladi va chiqadigan suv bug'i kaolinning elastikligi va xiralashishini oshiradi, bu esa qog'oz qoplamasini qo'llashning ideal xususiyati hisoblanadi. Bundan tashqari, kaolinni 1000-1050 ℃ da qizdirish orqali nafaqat aşınmaya bardoshliligini oshirish, balki 92-95% oqlikka erishish mumkin.
Xlorlash kaltsiylash
Temir va titan loy minerallaridan, ayniqsa kaolindan xlorlash orqali ajratib olindi va yaxshi natijalarga erishildi. Xlorlash va kalsinlash jarayonida yuqori haroratda (700 ℃ - 1000 ℃) kaolinit metakaolinit hosil qilish uchun degidroksillanishga uchradi va yuqori haroratda shpinel va mullit fazalari hosil bo'ladi. Bu o'zgarishlar sinterlash orqali zarrachalarning gidrofobikligini, qattiqligini va hajmini oshiradi. Shu tarzda ishlov berilgan minerallar qog'oz, PVX, kauchuk, plastmassa, yopishtiruvchi moddalar, abrazivlash va tish pastasi kabi ko'plab sohalarda qo'llanilishi mumkin. Yuqori gidrofobiklik bu minerallarni organik tizimlar bilan ko'proq moslashtiradi.
Mikrobiologik usul
Minerallarni mikrobial tozalash texnologiyasi nisbatan yangi mineralni qayta ishlash mavzusi bo'lib, mikrobial eritish texnologiyasi va mikrobial flotatsiya texnologiyasini o'z ichiga oladi. Minerallarni mikrobial eritish texnologiyasi - bu mikroorganizmlar va minerallar o'rtasidagi chuqur o'zaro ta'sirdan foydalanib, minerallarning kristall panjarasini yo'q qilish va foydali komponentlarni eritish texnologiyasidan foydalanadigan ekstraksiya texnologiyasi. Kaolin tarkibidagi oksidlangan pirit va boshqa sulfid rudalarini mikrobial ekstraksiya texnologiyasi yordamida tozalash mumkin. Keng tarqalgan mikroorganizmlarga Thiobacillus ferrooxidans va Fe-qaytaruvchi bakteriyalar kiradi. Mikrobiologik usul arzon va atrof-muhitning ifloslanishi past, bu esa kaolinning fizik va kimyoviy xususiyatlariga ta'sir qilmaydi. Bu kaolin minerallarini rivojlantirish istiqbollariga ega yangi tozalash va oqartirish usuli.
Xulosa
Kaolinni temirni olib tashlash va oqartirish uchun turli xil rang sabablari va turli qo'llanilish maqsadlariga muvofiq eng yaxshi usulni tanlash, kaolin minerallarining keng qamrovli oqlik ko'rsatkichlarini yaxshilash va uni yuqori foydalanish qiymati va iqtisodiy qiymatga ega qilish kerak. Kelajakdagi rivojlanish tendentsiyasi kimyoviy usul, fizik usul va mikrobiologik usulning xususiyatlarini organik ravishda birlashtirish bo'lishi kerak, shunda ularning afzalliklaridan to'liq foydalanish va kamchiliklarini cheklash, shu bilan yaxshiroq oqartirish effektiga erishish kerak. Shu bilan birga, turli xil nopokliklarni olib tashlash usullarining yangi mexanizmini yanada o'rganish va kaolinni temirni olib tashlash va oqartirishni yashil, samarali va kam uglerodli yo'nalishda rivojlantirish jarayonini takomillashtirish zarur.
Nashr vaqti: 2023-yil 2-mart