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 自然科学

高岭土选矿加工研究现状

发布时间:2020-03-05 点击: 来源:世界有色金属
高岭土主要是由高岭石族矿物组成的粘土混合物,主要化学成分是Al2O2SiO2·2H2O或Al2Si2O5(OH)4。其具有良好的理化性能,广泛应用于陶瓷、造纸、填料、玻璃纤维、玻璃、制药以及水泥等行业[1-3]。其应用很大程度上取决于物质组成、白度、细度和粘结性等,其中白度的增大将直接增大高岭土的品质[4-5]。其选矿加工集中在除去其中的有色杂质,如石英、云母、长石、电气石、赤铁矿、黄铁矿、针铁矿、锐钛矿和金红石等,主要工艺包括分级、磁选、浮选、选择性絮凝和漂白等[6-8]。近年来,由于应用的条件更严格,对高岭土质量的要求也更高,有力地促进了高岭土的选矿工艺的发展。
2研究进展
2.1分级
高岭土的分级本质上是重选的一种,其中的物料按密度和粒度不同得到分选,分级分为干式和湿式两种。其中,由于目前大部分高岭土工艺为湿法工艺,因此干式分级在这方面的应用较少,主要设备为旋风分离器[9]。国外在这方面的发展较早,设备先进,在1886年生产的第一台Morse圆锥型旋风分离器,对5~10μm以上的粉尘效率较高[10]。M.Biffin等人开发的Cardiff型旋风分离器,截面气速达到4.25m/s,2μm粒级颗粒的分离效率可达96%。德国P.Schmidt开发的带有螺旋缝式扩压器的旋风分离器,其常温下截面气速为1.173m/s时,3.3μm粒径颗粒的分级效率可达100%[11]。近年来,国内的气流分级设备研发突飞猛进,取得了较好的成绩,如由合肥水泥研究院研制的ASL300射流超细分级机,分级粒径0.5~50μm,已用于高岭土、重钙分级,分级产品90%小于2μm[12] 。
孟凡生[13]等人在北宿煤矿高岭上总厂将LHB-M型气流分级机用于煅烧超细高岭土+325日筛余量的控制,其处理量在l 000kg/h左右,分级效率大于85%。
由于目前大部分高岭土为湿法生产工艺,同时湿式分级发展比较成熟,应用较多。高岭土中主要杂质矿物如石英和长石,其粒度一般大于30μm,而高岭石经捣浆后粒径一般小于30μm,采用分级的方法可以除去大部分的杂质矿物,同时保证高岭石较高的回收率。
于波[14]等人对大埔洋子湖地区高岭土的除砂实验,粗选采用捣浆机—螺旋分级机机组,1次精选采用Φ75mm水力旋流器,2次精选采用Φ50mm水力旋流器,原矿除砂试验后精矿产率为33.57%,Si02含量由69.48%降低到51.08%。AI203含量由20.27%提高到32.13%。
李名凤[15]等人采用威海海王水力旋流器公司生产的Φ75mm、Φ50mm和Φ25mm水力旋流器组合,对越南林同高岭土分级,分级精矿-2μm含量从46.35%增加到77.04%,分级效果显著,在分级的同时,高岭土也得到了富集,Si02含量从47.10%降到了45.73%,A1203含量从35.48%升到36.86%。
潘春跃[16]等人利用石家庄新生机械厂生产SSC-600沉降式离心机处理耒阳集贤高岭土矿,经捣浆分级后的高岭土精泥制浆,经离心分离,铁钛在黄液中富集而得以除去,铁和钛的除去率分别达到了35.7%和56.4%。
-2μm含量作为高岭土产品的一个重要指标,高岭土深加工需要超细分级,目前,国产湿式精细分级设备已经取得较大的进步,高岭土分级设备的研究主要集中在小直径水力旋流器和离心分级机方面。水力旋流器具有结构简单、操作方便、较高的处理量、低维护费和操作费以及占用空间小的特点,因此得到很广泛的应用并越来越受到重视[17]。
李航[18]等人采用北京古生代粉体科技有限公司研制的Φ10mm水力旋流器组作为分级设备,分选苏州高岭土,在进浆浓度为9.0%~11.0%、进浆压力为7.0~7.5kg/cm2、溢流压力为0.60~0.80kg/cm2、底流压力为1.0kg/m2的条件下分级,最终精矿产品的-2μm含量达到了91%左右。
龙杰红[19]等人采用LWD450卧螺离心机对松阳高岭土材料公司的涂料高岭土分级,溢流产品中-2μm含量可达到83.6%-91%。