Каолинның махсус физик һәм химик үзлекләре бар, ул керамика, кәгазь ясау, каучук, пластмасса, отка чыдам материаллар, нефть эшкәртү һәм башка сәнәгать, авыл хуҗалыгы һәм милли оборона өлкәсендәге алдынгы технологияләр өлкәләрендә алыштыргысыз металл булмаган минераль ресурс булып тора. Каолинның аклыгы аның кулланылыш кыйммәтенең мөһим күрсәткече булып тора.
Каолинның аклыгына тәэсир итүче факторлар
Каолин - нигездә каолинит минералларыннан торган вак бөртекле балчык яки балчык токымы төре. Аның кристалл-химик формуласы 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O. Балчык булмаган минералларның аз күләмдә кварц, дала шпаты, тимер минераллары, титан, алюминий гидроксиды һәм оксидлары, органик матдәләр һ.б. бар.
Каолинның кристалл структурасы
Каолиндагы катнашмаларның торышы һәм характеры буенча, каолинның аклыгын киметүче катнашмаларны өч категориягә бүлеп була: органик углерод; Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn һ.б. кебек пигмент элементлары; биотит, хлорит һ.б. кебек кара минераллар. Гадәттә, каолиндагы V, Cr, Cu, Mn һәм башка элементларның күләме аз, бу аклыкка аз йогынты ясый. Тимер һәм титанның минераль составы һәм күләме каолинның аклыгына тәэсир итүче төп факторлар булып тора. Аларның булуы каолинның табигый аклыгына гына түгел, ә аның кальцинацияләнгән аклыгына да тәэсир итәчәк. Аерым алганда, тимер оксидының булуы балчык төсенә тискәре йогынты ясый һәм аның яктылыгын һәм утка чыдамлыгын киметә. Хәтта оксид, гидроксид һәм гидратланган тимер оксиды күләме 0,4% булса да, балчык утырмасына кызылдан сарыга кадәр төс бирү җитә. Бу тимер оксидлары һәм гидроксидлары гематит (кызыл), маггемит (кызыл-көрән), гетит (көрән-сары), лимонит (кызгылт сары), гидратланган тимер оксиды (көрән-кызыл) һ.б. булырга мөмкин. Каолиндагы тимер катнашмаларын бетерү каолинны яхшырак куллануда гаять мөһим роль уйный дип әйтергә мөмкин.
Тимер элементының барлыкка килү халәте
Каолинда тимернең барлыкка килү халәте тимерне чыгару ысулын билгеләүче төп фактор булып тора. Күп санлы тикшеренүләр күрсәткәнчә, вак кисәкчәләр рәвешендәге кристалл тимер каолинда кушыла, ә аморф тимер каолинның вак кисәкчәләре өслегендә каплана. Хәзерге вакытта каолинда тимернең барлыкка килү халәте илебездә һәм чит илләрдә ике төргә бүленә: берсе каолинит һәм өстәмә минералларда (мәсәлән, слюда, титан диоксиды һәм иллит), ул структураль тимер дип атала; икенчесе ирекле тимер дип аталган бәйсез тимер минераллары рәвешендә (өслек тимере, вак бөртекле кристалл тимер һәм аморф тимер кертеп).
Каолинны тимердән аеру һәм агарту юлы белән алынган тимер ирекле тимер, нигездә магнетит, гематит, лимонит, сидерит, пирит, ильменит, ярозит һәм башка минералларны үз эченә ала; күпчелек тимер югары дәрәҗәдә дисперсланган коллоид лимонит рәвешендә, ә аз күләмдә сферик, тешле һәм тигез булмаган гетит һәм гематит рәвешендә була.
Каолинны тимердән аеру һәм агарту ысулы
Суны аеру
Бу ысул, нигездә, кварц, дала шпаты һәм слюда кебек детрит минералларын, шулай ук таш калдыклары кебек эрерәк катнашмаларны, шулай ук кайбер тимер һәм титан минералларын бетерү өчен кулланыла. Каолинга охшаш тыгызлыктагы һәм эрүчәнлеккә ия катнашма минералларны бетереп булмый, һәм аклыкның яхшыруы чагыштырмача сизелми, бу чагыштырмача югары сыйфатлы каолин рудасын баету һәм агарту өчен яраклы.
Магнит аеру
Каолиндагы тимер минераль катнашмалары гадәттә көчсез магнитлы була. Хәзерге вакытта, нигездә, югары градиентлы көчле магнит аеру ысулы кулланыла, яисә көчсез магнит минераллары кыздырылганнан соң көчле магнитлы тимер оксидына әйләндерелә, аннары гадәти магнит аеру ысулы белән аерыла.
Вертикаль боҗралы югары градиентлы магнит сепаратор
Электромагнит шлам өчен югары градиентлы магнит сепаратор
Түбән температуралы артык үткәрүчән магнит сепаратор
Флотация ысулы
Флотация ысулы каолинны беренчел һәм икенчел утырмалардан эшкәртү өчен кулланылган. Флотация процессында каолинит һәм слюда кисәкчәләре аерыла, ә чистартылган продуктлар берничә яраклы сәнәгать чималы булып тора. Каолинит һәм дала шпатын сайлап флотацияләү гадәттә контрольдә тотылган рН белән шламда башкарыла.
Редукция ысулы
Редукция ысулы - каолинның өч валентлы хәлендәге тимер катнашмаларын (мәсәлән, гематит һәм лимонит) фильтрлау һәм юу юлы белән бетерелә торган эрүчән ике валентлы тимер ионнарына кадәр киметү өчен редуктор куллану. Сәнәгать каолиныннан Fe3+ катнашмаларын бетерү гадәттә физик технологияне (магнит аеру, селектив флокуляция) һәм кислоталы яки редукция шартларында химик эшкәртүне берләштерү юлы белән башкарыла.
Натрий гидросульфиты (Na2S2O4), шулай ук натрий гидросульфиты буларак та билгеле, каолиннан тимерне киметүдә һәм җепләүдә нәтиҗәле һәм хәзерге вакытта каолин сәнәгатендә кулланыла. Ләкин бу ысул көчле кислоталы шартларда (рН <3) башкарылырга тиеш, бу югары эксплуатация чыгымнарына һәм әйләнә-тирә мохиткә йогынтыга китерә. Моннан тыш, натрий гидросульфитының химик үзлекләре тотрыксыз, махсус һәм кыйммәтле саклау һәм ташу чараларын таләп итә.
Тиомочевина диоксиды: (NH2)2CSO2, TD) - көчле киметү матдәсе, ул көчле киметү сәләтенә, әйләнә-тирә мохиткә зыянсызлыгына, түбән таркалу тизлегенә, куркынычсызлыкка һәм серияле җитештерүнең түбән бәясенә ия. Каолиндагы эреми торган Fe3+ TD аша эри торган Fe2+ ка кадәр киметелергә мөмкин.
Аннары, каолинның аклыгы фильтрлау һәм юудан соң артырга мөмкин. TD бүлмә температурасында һәм нейтраль шартларда бик тотрыклы. TDның көчле киметү сәләтен бары тик көчле селтелелек (pH>10) яки җылыту (T>70 °C) шартларында гына алырга мөмкин, бу югары эксплуатация чыгымнарына һәм катлаулылыкка китерә.
Оксидлашу ысулы
Оксидлаштыру эшкәртүе аклыкны яхшырту өчен адсорбцияләнгән углерод катламын бетерү өчен озон, водород перекисе, калий перманганаты һәм натрий гипохлориты куллануны үз эченә ала. Калынрак өслек астындагы тирәнрәк урында урнашкан каолин соры төстә, ә каолиндагы тимер киметү халәтендә. Пириттагы эремәгән FeS2 ны эри торган Fe2+ га кадәр оксидлаштыру өчен озон яки натрий гипохлориты кебек көчле оксидлаштыручы матдәләр кулланыгыз, аннары системадан Fe2+ ны чыгару өчен юыгыз.
Кислота белән селтеләү ысулы
Әчеткечле селтеләү ысулы каолиндагы эреми торган тимер катнашмаларын әчеткечле эретмәләрдә эри торган матдәләргә (тоз кислотасы, күкерт кислотасы, оксалат кислотасы һ.б.) әйләндерүдән гыйбарәт, шуның белән каолиннан аерылуны гамәлгә ашыра. Башка органик кислоталар белән чагыштырганда, оксалат кислотасы иң өметле дип санала, чөнки аның әчеткечле көче, яхшы комплекслаштыру үзлеге һәм югары киметү сәләте бар. Оксалат кислотасы белән эрегән тимер селтеләү эремәсеннән тимер оксалат рәвешендә чөктерелергә мөмкин, һәм аны кальцинацияләү аша саф гематит формалаштыру өчен тагын эшкәртергә мөмкин. Оксалат кислотасын башка сәнәгать процессларыннан арзан бәягә алырга мөмкин, һәм керамик җитештерүнең яндыру этабында эшкәртелгән материалдагы калган оксалат углекислый газга таркалачак. Күп кенә тикшеренүчеләр тимер оксидын оксалат кислотасы белән эретү нәтиҗәләрен өйрәнделәр.
Югары температурада кальцинацияләү ысулы
Кальцинация - махсус сортлы каолин продуктларын җитештерү процессы. Эшкәртү температурасына карап, ике төрле сортлы кальцинацияләнгән каолин алына. 650-700 ℃ температура диапазонында кальцинацияләү структураль гидроксил төркемен бетерә, ә чыккан су пары каолинның эластиклыгын һәм тоныклыгын арттыра, бу кәгазь каплау өчен идеаль атрибут. Моннан тыш, каолинны 1000-1050 ℃ температурада җылыту аша ул ышкылучанлыкны гына түгел, ә 92-95% агаруны да арттыра ала.
Хлорлау кальцинациясе
Тимер һәм титан балчык минералларыннан, бигрәк тә каолиннан, хлорлау юлы белән аерылды һәм яхшы нәтиҗәләргә иреште. Хлорлау һәм кальцинацияләү процессында, югары температурада (700 ℃ - 1000 ℃), каолинит дегидроксилизациягә дучар булып, метакаолинит барлыкка килә, ә югарырак температурада шпинель һәм муллит фазалары барлыкка килә. Бу трансформацияләр кисәкчәләрнең гидрофоблыгын, катылыгын һәм зурлыгын арттыра, буяу процессы аша. Бу ысул белән эшкәртелгән минералларны күп кенә сәнәгать тармакларында, мәсәлән, кәгазь, ПВХ, каучук, пластмасса, җилем, полировка һәм теш пастасы җитештерүдә кулланырга мөмкин. Югарырак гидрофоблык бу минералларны органик системалар белән яхшырак туры килә торган итә.
Микробиологик ысул
Минералларны микроблар белән чистарту технологиясе - минералларны эшкәртүнең чагыштырмача яңа темасы, шул исәптән микроблар белән чылату технологиясе һәм микроблар белән флотация технологиясе. Минералларны микроблар белән чылату технологиясе - минералларның кристалл рәшәткәсен җимерү һәм файдалы компонентларны эретү өчен микроорганизмнар һәм минераллар арасындагы тирән үзара бәйләнешне кулланучы экстракция технологиясе. Каолинда булган оксидлаштырылган пирит һәм башка сульфид мәгъдәннәрен микроблар белән чыгару технологиясе ярдәмендә чистартырга мөмкин. Еш кулланыла торган микроорганизмнарга Thiobacillus ferrooxidans һәм Fe-кайтаручы бактерияләр керә. Микробиологик ысулның бәясе түбән һәм әйләнә-тирә мохиткә пычрану дәрәҗәсе түбән, бу каолинның физик һәм химик үзлекләренә тәэсир итмәячәк. Бу каолин минераллары өчен үсеш перспективалары булган яңа чистарту һәм агарту ысулы.
Кыскача мәгълүмат
Каолинны тимерне аеру һәм агарту өчен төрле төс сәбәпләренә һәм төрле куллану максатларына карап иң яхшы ысулны сайларга, каолин минералларының тулы аклык күрсәткечләрен яхшыртырга, аларны югары куллану кыйммәтенә һәм икътисади кыйммәткә ия итәргә кирәк. Киләчәк үсеш тенденциясе химик ысул, физик ысул һәм микробиологик ысулларның үзенчәлекләрен органик рәвештә берләштерергә тиеш, шуның белән аларның өстенлекләрен тулысынча файдаланырга һәм кимчелекләрен һәм җитешсезлекләрен чикләргә, шулай итеп агарту эффектын яхшырак алырга мөмкин. Шул ук вакытта, төрле пычракны аеру ысулларының яңа механизмын өйрәнү һәм каолинны тимерне аеру һәм агартуны яшел, нәтиҗәле һәм аз углеродлы юнәлештә үстерү процессын камилләштерү зарур.
Бастырып чыгару вакыты: 2023 елның 2 марты