Cù proprietà fisiche è chimiche particulari, u caolinu hè una risorsa minerale non metallica indispensabile in a ceramica, a fabricazione di carta, a gomma, a plastica, i refrattarii, a raffinazione di u petroliu è altri campi tecnologichi d'avanguardia industriali, agriculi è di difesa naziunale. A bianchezza di u caolinu hè un indicatore impurtante di u so valore d'applicazione.
Fattori chì influenzanu a bianchezza di u caolinu
U caolinu hè un tipu d'argilla à grana fina o di roccia argillosa cumposta principalmente di minerali di caolinite. A so formula chimica cristallina hè 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O. Una piccula quantità di minerali non argillosi sò quarzu, feldspatu, minerali di ferru, titaniu, idrossidu è ossidi d'aluminiu, materia urganica, ecc.
Struttura cristallina di u caolinu
Sicondu u statu è a natura di l'impurità in u caolinu, l'impurità chì causanu a diminuzione di a bianchezza di u caolinu ponu esse divise in trè categurie: carbone organicu; Elementi pigmentati, cum'è Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn, ecc.; Minerali scuri, cum'è biotite, clorite, ecc. In generale, u cuntenutu di V, Cr, Cu, Mn è altri elementi in u caolinu hè chjucu, ciò chì hà pocu effettu nantu à a bianchezza. A cumpusizione minerale è u cuntenutu di ferru è titaniu sò i principali fattori chì influenzanu a bianchezza di u caolinu. A so esistenza ùn solu influenzerà a bianchezza naturale di u caolinu, ma ancu a so bianchezza calcinata. In particulare, a presenza di ossidu di ferru hà un impattu negativu nantu à u culore di l'argilla è riduce a so luminosità è a resistenza à u focu. È ancu s'è a quantità di ossidu, idrossidu è ossidu idratatu di l'ossidu di ferru hè di 0,4%, hè abbastanza per dà à u sedimentu d'argilla una culurazione da rossa à gialla. Quessi ossidi è idrossidi di ferru ponu esse ematite (rossa), maghemite (rossu-marrone), goethite (giallu brunastru), limonite (aranciu), ossidu di ferru idratatu (rossu brunastru), ecc. Si pò dì chì a rimuzione di l'impurità di ferru in u caolinu ghjoca un rolu estremamente impurtante in un megliu usu di u caolinu.
Statu di presenza di l'elementu ferru
U statu di presenza di u ferru in u caolinu hè u fattore principale chì determina u metudu di rimuzione di u ferru. Un gran numeru di studii credenu chì u ferru cristallinu in forma di particelle fini hè mischiatu in u caolinu, mentre chì u ferru amorfu hè rivestitu nantu à a superficia di particelle fini di caolinu. Attualmente, u statu di presenza di u ferru in u caolinu hè divisu in dui tipi in casa è à l'esteru: unu hè in caolinite è minerali accessori (cum'è mica, diossidu di titaniu è illite), chì hè chjamatu ferru strutturale; L'altru hè in forma di minerali di ferru indipendenti, chjamatu ferru liberu (cumprese u ferru superficiale, u ferru cristallinu à grana fina è u ferru amorfu).
U ferru eliminatu da a rimuzione di u ferru è u sbiancamentu di u caolinu hè ferru liberu, cumprese principalmente magnetite, ematite, limonite, siderite, pirite, ilmenite, jarosite è altri minerali; A maiò parte di u ferru esiste in forma di limonite colloidale altamente dispersa, è una piccula quantità in forma di goethite è ematite sferiche, aciculari è irregulari.
Metudu di eliminazione di ferru è sbiancamentu di caolinu
Separazione di l'acqua
Stu metudu hè principalmente adupratu per caccià i minerali detritali cum'è u quarzu, u feldspatu è a mica, è l'impurità più grossolane cum'è i detriti di roccia, è ancu alcuni minerali di ferru è titaniu. I minerali d'impurità cù una densità è una solubilità simili à u caolinu ùn ponu esse eliminati, è u miglioramentu di a bianchezza ùn hè micca relativamente evidente, ciò chì hè adattatu per a ristrutturazione è u sbiancamentu di u minerale di caolinu di qualità relativamente alta.
Separazione magnetica
L'impurità minerali di ferru in u caolinu sò generalmente debuli magnetiche. Attualmente, u metudu di separazione magnetica forte à altu gradiente hè principalmente utilizatu, o i minerali magnetichi debuli sò cunvertiti in ossidu di ferru magneticu forte dopu a torrefazione, è poi eliminati cù u metudu di separazione magnetica ordinariu.
Separatore magneticu à anellu verticale à alta pendenza
Separatore magneticu à gradiente altu per fanghi elettromagnetichi
Separatore magneticu superconduttore à bassa temperatura
Metudu di flottazione
U metudu di flottazione hè statu applicatu per trattà u caolinu da dipositi primari è secundarii. In u prucessu di flottazione, e particelle di caolinite è mica sò separate, è i prudutti purificati sò parechje materie prime di qualità industriale adatte. A separazione selettiva per flottazione di caolinite è feldspatu hè generalmente realizata in a sospensione cù pH cuntrullatu.
Metudu di riduzione
U metudu di riduzione hè di utilizà un agente riduttore per riduce l'impurità di ferru (cum'è l'ematite è a limonite) in u statu trivalente di caolinu à ioni di ferru bivalenti solubili, chì sò eliminati per filtrazione è lavaggio. A rimozione di l'impurità Fe3+ da u caolinu industriale hè generalmente ottenuta cumbinendu a tecnulugia fisica (separazione magnetica, flocculazione selettiva) è u trattamentu chimicu in cundizioni acide o riducenti.
L'idrosolfitu di sodiu (Na2S2O4), cunnisciutu ancu cum'è idrosolfitu di sodiu, hè efficace per riduce è liscivià u ferru da u caolinu, è hè attualmente utilizatu in l'industria di u caolinu. Tuttavia, questu metudu deve esse realizatu in cundizioni forti acide (pH <3), ciò chì porta à costi operativi elevati è impattu ambientale. Inoltre, e proprietà chimiche di l'idrosolfitu di sodiu sò instabili, richiedendu disposizioni speciali è costose per u almacenamentu è u trasportu.
Diossidu di tiourea: (NH2)2CSO2, TD) hè un forte agente riduttore, chì hà i vantaghji di una forte capacità riduttiva, rispettu di l'ambiente, bassa velocità di decomposizione, sicurezza è bassu costu di pruduzzione in lotti. U Fe3+ insolubile in caolinu pò esse riduttu à Fe2+ solubile per via di TD.
In seguitu, a bianchezza di u caolinu pò esse aumentata dopu a filtrazione è u lavaggio. TD hè assai stabile à temperatura ambiente è in cundizioni neutre. A forte capacità di riduzione di TD pò esse ottenuta solu in cundizioni di forte alcalinità (pH> 10) o riscaldamentu (T> 70 ° C), ciò chì risulta in costi operativi elevati è difficultà.
Metudu d'ossidazione
U trattamentu d'ossidazione include l'usu d'ozonu, perossidu d'idrogenu, permanganatu di potassiu è ipocloritu di sodiu per rimuovere u stratu di carbone adsorbitu per migliurà a bianchezza. U caolinu in u locu più prufondu sottu à a sovraccarica più spessa hè grisgiu, è u ferru in u caolinu hè in u statu riduttore. Aduprate agenti ossidanti forti cum'è l'ozonu o l'ipocloritu di sodiu per ossidà u FeS2 insolubile in a pirita in Fe2+ solubile, è poi lavate per rimuovere u Fe2+ da u sistema.
Metudu di lisciviazione àcida
U metudu di lisciviazione à l'acidu hè di trasfurmà l'impurità di ferru insolubili in u caolinu in sustanzi solubili in suluzioni acide (acidu cloridricu, acidu sulfuricu, acidu ossalicu, ecc.), realizendu cusì a separazione da u caolinu. In paragone cù altri acidi organici, l'acidu ossalicu hè cunsideratu cum'è u più promettente per via di a so forza acida, a so bona pruprietà di cumplessazione è l'alta capacità di riduzione. Cù l'acidu ossalicu, u ferru dissoltu pò esse precipitatu da a suluzione di lisciviazione in forma di ossalatu ferru, è pò esse ulteriormente trasfurmatu per furmà ematite pura per via di a calcinazione. L'acidu ossalicu pò esse ottenutu à bon pattu da altri prucessi industriali, è in a fase di cottura di a fabricazione ceramica, qualsiasi ossalatu residuale in u materiale trattatu serà decompostu in diossidu di carbonu. Parechji circadori anu studiatu i risultati di a dissoluzione di l'ossidu di ferru cù l'acidu ossalicu.
Metudu di calcinazione à alta temperatura
A calcinazione hè u prucessu di pruduzzione di prudutti di caolinu di qualità speciale. Sicondu a temperatura di trattamentu, si producenu dui gradi diversi di caolinu calcinatu. A calcinazione in a gamma di temperature di 650-700 ℃ elimina u gruppu idrossile strutturale, è u vapore acqueo chì scappa migliora l'elasticità è l'opacità di u caolinu, chì hè un attributu ideale per l'applicazione di u rivestimentu di carta. Inoltre, riscaldendu u caolinu à 1000-1050 ℃, ùn pò micca solu aumentà l'abradibilità, ma ancu ottene una bianchezza di 92-95%.
Calcinazione di clorurazione
U ferru è u titaniu sò stati eliminati da i minerali argillosi, in particulare u caolinu per clorurazione, è sò stati ottenuti boni risultati. In u prucessu di clorurazione è calcinazione, à alta temperatura (700 ℃ - 1000 ℃), a caolinite hà subitu deidrossilazione per furmà metacaolinite, è à temperatura più alta, si formanu fasi di spinellu è mullite. Queste trasfurmazioni aumentanu l'idrofobicità, a durezza è a dimensione di e particelle per via di a sinterizzazione. I minerali trattati in questu modu ponu esse aduprati in parechje industrie, cum'è a carta, u PVC, a gomma, e materie plastiche, l'adesivi, a lucidatura è a pasta di denti. L'idrofobicità più alta rende questi minerali più cumpatibili cù i sistemi organici.
Metudu microbiologicu
A tecnulugia di purificazione microbica di i minerali hè un sughjettu di trasfurmazione di i minerali relativamente novu, cumprese a tecnulugia di lisciviazione microbica è a tecnulugia di flottazione microbica. A tecnulugia di lisciviazione microbica di i minerali hè una tecnulugia d'estrazione chì usa l'interazione prufonda trà i microorganismi è i minerali per distrughje a rete cristallina di i minerali è dissolve i cumpunenti utili. A pirita ossidata è altri minerali sulfurati cuntenuti in u caolinu ponu esse purificati da a tecnulugia d'estrazione microbica. I microorganismi cumunemente usati includenu Thiobacillus ferrooxidans è batteri chì riducenu u Fe. U metudu microbiologicu hà un costu bassu è una bassa inquinazione ambientale, chì ùn affetterà micca e proprietà fisiche è chimiche di u caolinu. Hè un novu metudu di purificazione è sbiancamentu cù prospettive di sviluppu per i minerali di caolinu.
Riassuntu
U trattamentu di rimuzione di u ferru è di sbiancamentu di u caolinu deve selezziunà u megliu metudu secondu e diverse cause di culore è i diversi obiettivi d'applicazione, migliurà a prestazione di bianchezza cumpleta di i minerali di caolinu, è fà chì abbia un altu valore d'usu è un valore ecunomicu. A tendenza di sviluppu futura deve esse di cumbinà e caratteristiche di u metudu chimicu, u metudu fisicu è u metudu microbiologicu organicamente, in modu da dà pienu ghjocu à i so vantaghji è limità i so svantaghji è difetti, in modu da ottene un megliu effettu di sbiancamentu. À u listessu tempu, hè ancu necessariu studià ulteriormente u novu mecanismu di vari metudi di rimuzione di l'impurità è migliurà u prucessu per fà chì a rimuzione di u ferru è u sbiancamentu di u caolinu si sviluppinu in a direzzione di u verde, efficiente è à bassu carbone.
Data di publicazione: 02-03-2023