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砂质高岭土选矿工艺及影响因素
发布时间:2021-8-16    被阅读数:192次    作者:陈荣

    【概况】砂质高岭土属风化型或沉积型矿床,主要分布在南方亚热带多雨地区,由高岭石、石英、长石和云母等组成。砂质高岭土原矿中,高岭石含量一般在15~30%,粒径大于50μm的石英、长石、云母等矿物的含量≥50%。高岭土的主要矿物成分是高岭石,高岭石的晶体化学式为Al2O3·2SiO2·2H2O,其理论化学组成为46.54%的SiO2,39.5%的Al2O3,13.96%的H2O。



    【评价指标】衡量高岭土工艺特性的指标有:成分、白度和亮度、粒度分布、可塑性、结合性、粘性和触变性、干燥性能、烧结性、烧成收缩、耐火性、悬浮性和分散性、可选性、离子吸附性及交换性、化学稳定性、电绝缘性等。其中最重要指标之一是白度,尤其是用于陶瓷领域的高岭土需要具有较高的烧成白度,而影响白度的主要因素是Fe、Ti等染色物质。根据不同的工艺参数,可以作为制造不同种类产品的依据。

    【选矿工艺】原矿经过制浆、除砂、分级、提纯(磁选或漂白,本文主要以磁选为提纯工艺)、浓缩、改性、压滤,即可获得高岭土精矿产品,这样得到的产品可用于陶瓷或造纸涂料。

    (1)制浆除砂分级工艺:该工艺由球磨机、螺旋分级机、高频筛、旋流器等组成,原矿输送至球磨机(高铝球),经过简单研磨、制浆后,分别经过螺旋分级机、高频筛、旋流器等设备实现高岭土与石英砂的分离。

    (2) 磁选提纯工艺:高岭土的磁选工艺一般以浆料式磁选机为主,工艺流程可根据不同矿物除铁的要求进行组合搭配。常见形式有:一段立环脉动高梯度磁选机除铁+一段浆料式磁选机除铁;两段浆料式磁选机串联除铁等。磁选设备的性能、介质配比、工艺参数设置等都关系到提纯效果。

    (3) 改性工艺:高岭土矿可根据产品应用领域进行必要的物理特性改变,主要指可塑性、结合性、粘性等,本文不做赘述。

    (4) 浓缩压滤工艺:主要由浓密机、板框压滤机组成,工作时通过增加适当的絮凝剂,增加浓缩效果和效率,再经过滤机获得高岭土产品。



    【影响因素】衡量高岭土品质的指标很多,在此以高岭土成分、白度和含铁量等常见主要指标进行分析。并从供矿条件和磁选条件分别阐述,供矿条件主要有:分级粒度、处理量、浓度、分散剂含量;设备条件主要有:磁场强度、介质配比等,具体如下:

    (1) 分级粒度:砂质高岭土分级粒度决定了高岭土的质量。即使相同的高岭土,粒度分级不同,铝含量、白度、含铁量都不同,成品的成分都存在差异。砂质高岭土粒度分级按照-150目、-200目、-325目等级划分。

    (2) 处理量:高岭土提纯时,处理量大小和产品品质有关。在同等条件下,处理量越大,产品白度提升的幅度就相对越小。处理量可以理解为供矿矿浆的流量。

    (3) 浓度:在高岭土提纯时,浓度关系到产品的处理量、提纯效果。实际生产浓度一般在15~25%,生产时应根据具体的矿物条件探索最佳浓度。在相同条件下,一般浓度越高,处理量越大,提纯效果相应会下降。

    (4)分散剂含量:增加分散剂可以降低高岭土的粘性,提高流动性,不仅可以增加处理量,还可以提高提纯效果。生产实践中分散剂的使用量一般为1~3‰,具体根据使用效果确定。在同等条件下,分散剂可提升产品1~3度白度。

    (5) 磁场强度:背景磁感应强度是表征磁选机性能的主要参数,磁选工艺的背景磁感应强度条件决定了高岭土提纯的效果。在相同的供矿条件和生产工艺时,背景磁场梯度越高,除铁效果越好。

    (6) 介质配比:在相同的背景磁感应强度条件下,磁选机的介质配比关系到高岭土提纯的白度。实际生产中,一般根据不同矿物的除铁效果,将多种介质组合形成复合介质堆用于磁选作业,达到最佳除铁效果。



    【小结】长期以来,我国砂质高岭土主要以开采原矿和产品粗加工为主,采选工艺简单粗放,生产出来的高岭土品质较差。近年来随着我国工业水平的提升,各行各业对优质高岭土的需求越来越大,且随着选矿技术和装备的发展进步,砂质高岭土提纯技术得到了很大的提升,高岭土的品质越来越高,价格也水涨船高,为企业创造了显著的经济和社会效益。