Xüsusi fiziki və kimyəvi xassələrə malik olan kaolin keramika, kağız istehsalı, rezin, plastik, odadavamlı materiallar, neft emalı və digər sənaye, kənd təsərrüfatı və milli müdafiə sahəsində qabaqcıl texnologiya sahələrində əvəzolunmaz qeyri-metal mineral ehtiyatdır. Kaolinin ağlığı onun tətbiq dəyərinin mühüm göstəricisidir.
Kaolinin ağlığına təsir edən amillər
Kaolin əsasən kaolinit minerallarından ibarət incə dənəli gil və ya gil qaya növüdür. Onun kristal kimyəvi formulu 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O-dur. Az miqdarda gil olmayan minerallar kvars, feldispat, dəmir mineralları, titan, alüminium hidroksid və oksidlər, üzvi maddələr və s.
Kaolinin kristal quruluşu
Kaolinin tərkibindəki çirklərin vəziyyətinə və təbiətinə görə kaolinin ağlığının azalmasına səbəb olan çirkləri üç kateqoriyaya bölmək olar: üzvi karbon; Piqment elementləri, məsələn, Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn və s.; Tünd minerallar, məsələn, biotit, xlorit və s.. Ümumiyyətlə, kaolinin tərkibində V, Cr, Cu, Mn və digər elementlərin miqdarı azdır ki, bu da ağlığa az təsir edir. Mineral tərkibi və dəmir və titan tərkibi kaolinin ağlığına təsir edən əsas amillərdir. Onların mövcudluğu yalnız kaolinin təbii ağlığına təsir göstərməyəcək, həm də onun kalsine edilmiş ağlığına təsir edəcəkdir. Xüsusilə, dəmir oksidinin olması gilin rənginə mənfi təsir göstərir və onun parlaqlığını və yanğına davamlılığını azaldır. Dəmir oksidinin oksid, hidroksid və hidratlı oksidinin miqdarı 0,4% olsa belə, gil çöküntüsünün qırmızıdan sarı rəngə boyanması kifayətdir. Bu dəmir oksidləri və hidroksidləri hematit (qırmızı), maqhemit (qırmızı-qəhvəyi), goethite (qəhvəyi sarı), limonit (narıncı), hidratlı dəmir oksidi (qəhvəyi qırmızı) və s. ola bilər. Demək olar ki, dəmir çirklərinin çıxarılması kaolinin daha yaxşı istifadə edilməsində son dərəcə mühüm rol oynayır.
Dəmir elementinin yaranma vəziyyəti
Kaolində dəmirin əmələ gəlmə vəziyyəti dəmirin çıxarılması üsulunu təyin edən əsas amildir. Çoxlu tədqiqatlar hesab edir ki, incə hissəciklər şəklində kristal dəmir kaolində qarışdırılır, amorf dəmir isə kaolinin incə hissəciklərinin səthində örtülür. Hazırda kaolində dəmirin meydana çıxma vəziyyəti ölkə daxilində və xaricdə iki növə bölünür: biri struktur dəmir adlanan kaolinit və köməkçi minerallarda (məsələn, slyuda, titan dioksid və illit kimi); Digəri sərbəst dəmir adlanan müstəqil dəmir mineralları şəklindədir (yerüstü dəmir, incə dənəli kristal dəmir və amorf dəmir də daxil olmaqla).
Dəmirin çıxarılması və kaolinin ağardılması ilə çıxarılan dəmir sərbəst dəmirdir, o cümlədən maqnetit, hematit, limonit, siderit, pirit, ilmenit, jarozit və digər minerallar; Dəmirin çox hissəsi yüksək dispersli kolloid limonit şəklində, kiçik bir hissəsi isə sferik, asikulyar və nizamsız goetit və hematit şəklində mövcuddur.
Kaolinin dəmirin çıxarılması və ağardılması üsulu
Suyun ayrılması
Bu üsul, əsasən, kvars, feldispat və slyuda kimi dağıdıcı mineralları və qaya zibilləri kimi daha iri çirkləri, həmçinin bəzi dəmir və titan minerallarını çıxarmaq üçün istifadə olunur. Kaolinlə oxşar sıxlıq və həll qabiliyyəti olan çirkli minerallar çıxarıla bilməz və ağlığın yaxşılaşması nisbətən aydın deyil, bu, nisbətən yüksək keyfiyyətli kaolin filizinin zənginləşdirilməsi və ağardılması üçün əlverişlidir.
Maqnetik ayırma
Kaolindəki dəmir mineral çirkləri adətən zəif maqnitdir. Hal-hazırda yüksək gradient güclü maqnit ayırma üsulu əsasən istifadə olunur və ya zəif maqnit mineralları qovurduqdan sonra güclü maqnit dəmir oksidinə çevrilir və sonra adi maqnit ayırma üsulu ilə çıxarılır.
Şaquli halqalı yüksək gradient maqnit ayırıcı
Elektromaqnit məhlulu üçün yüksək gradient maqnit separator
Aşağı temperaturlu superkeçirici maqnit separatoru
Flotasiya üsulu
İlkin və ikinci dərəcəli çöküntülərdən kaolinin təmizlənməsi üçün flotasiya üsulu tətbiq edilmişdir. Flotasiya prosesində kaolinit və mika hissəcikləri ayrılır və təmizlənmiş məhsullar bir neçə uyğun sənaye dərəcəli xammaldır. Kaolinit və feldispatın selektiv flotasiya ilə ayrılması adətən idarə olunan pH ilə məhlulda aparılır.
Azaltma üsulu
Azaltma üsulu kaolinin üçvalent vəziyyətində olan dəmir çirklərini (hematit və limonit kimi) filtrasiya və yuyulma yolu ilə çıxarılan həll olunan ikivalentli dəmir ionlarına qədər azaltmaq üçün reduksiyadan istifadə etməkdir. Sənaye kaolinindən Fe3+çirklərinin çıxarılması adətən fiziki texnologiya (maqnit ayırma, selektiv flokulyasiya) və turşu və ya azaldıcı şəraitdə kimyəvi emalın birləşdirilməsi yolu ilə həyata keçirilir.
Natrium hidrosulfit kimi də tanınan natrium hidrosulfit (Na2S2O4), dəmirin kaolindən azaldılması və yuyulmasında təsirli olur və hazırda kaolin sənayesində istifadə olunur. Bununla belə, bu üsul güclü asidik şəraitdə (pH<3) həyata keçirilməlidir, nəticədə yüksək əməliyyat xərcləri və ətraf mühitə təsir göstərir. Bundan əlavə, natrium hidrosulfitin kimyəvi xassələri qeyri-sabitdir, xüsusi və bahalı saxlama və daşıma tədbirləri tələb edir.
Tiokarbamid dioksid: (NH2) 2CSO2, TD) güclü reduksiya qabiliyyəti, ətraf mühitə uyğunluq, aşağı parçalanma dərəcəsi, təhlükəsizlik və partiya istehsalının aşağı qiyməti üstünlüklərinə malik olan güclü azaldıcı agentdir. Kaolində həll olunmayan Fe3+ TD vasitəsilə həll olunan Fe2+-a qədər azaldıla bilər.
Sonradan, filtrasiya və yuyulmadan sonra kaolinin ağlığı artırıla bilər. TD otaq temperaturunda və neytral şəraitdə çox sabitdir. TD-nin güclü reduksiya qabiliyyəti yalnız güclü qələvilik (pH>10) və ya qızdırma (T>70°C) şəraitində əldə edilə bilər ki, bu da yüksək əməliyyat dəyəri və çətinliyi ilə nəticələnir.
Oksidləşmə üsulu
Oksidləşmə müalicəsi ozon, hidrogen peroksid, kalium permanqanat və natrium hipoxloritdən istifadə edərək ağlığı yaxşılaşdırmaq üçün adsorbsiya edilmiş karbon təbəqəsini çıxarmaqdan ibarətdir. Daha qalın söküntünün altında daha dərin yerdə olan kaolin boz, kaolinin tərkibindəki dəmir isə azalma vəziyyətindədir. Piritdə həll olunmayan FeS2-ni həll olunan Fe2+-a oksidləşdirmək üçün ozon və ya natrium hipoxlorit kimi güclü oksidləşdirici maddələrdən istifadə edin və sonra sistemdən Fe2+ çıxarmaq üçün yuyun.
Turşu ilə yuyulma üsulu
Turşu ilə yuyulma üsulu kaolinin tərkibindəki həll olunmayan dəmir çirklərini turşu məhlullarında (xlorid turşusu, sulfat turşusu, oksalat turşusu və s.) həll olunan maddələrə çevirmək, beləliklə də kaolindən ayrılmağı həyata keçirməkdir. Digər üzvi turşularla müqayisədə oksalat turşusu turşu gücünə, yaxşı kompleksləşmə xüsusiyyətinə və yüksək reduksiya qabiliyyətinə görə ən perspektivli hesab olunur. Oksalat turşusu ilə həll edilmiş dəmir, qara oksalat şəklində yuyulma məhlulundan çökə bilər və kalsinasiya yolu ilə təmiz hematit yaratmaq üçün daha da emal edilə bilər. Oksalat turşusu digər sənaye proseslərindən ucuz qiymətə əldə edilə bilər və keramika istehsalının yandırma mərhələsində müalicə olunan materialda hər hansı qalıq oksalat karbon qazına parçalanacaq. Bir çox tədqiqatçılar dəmir oksidinin oksalat turşusu ilə həll edilməsinin nəticələrini öyrənmişlər.
Yüksək temperaturda kalsinasiya üsulu
Kalsinasiya xüsusi dərəcəli kaolin məhsullarının istehsalı prosesidir. Müalicə temperaturuna görə iki müxtəlif dərəcəli kalsine edilmiş kaolin istehsal olunur. 650-700 ℃ temperatur diapazonunda kalsinasiya struktur hidroksil qrupunu aradan qaldırır və çıxan su buxarı kaolinin elastikliyini və qeyri-şəffaflığını artırır ki, bu da kağız örtük tətbiqinin ideal atributudur. Bundan əlavə, kaolini 1000-1050 ℃ temperaturda qızdırmaqla nəinki aşınma qabiliyyətini artıra bilər, həm də 92-95% ağlıq əldə edə bilər.
Xlorlama kalsinasiyası
Dəmir və titan gil minerallarından, xüsusilə kaolin xlorlama yolu ilə çıxarılıb və yaxşı nəticələr əldə edilib. Xlorlama və kalsinasiya prosesində yüksək temperaturda (700 ℃ - 1000 ℃) kaolinit metakaolinit əmələ gətirmək üçün dehidroksilləşməyə məruz qalır, daha yüksək temperaturda isə şpinel və mullit fazaları əmələ gəlir. Bu çevrilmələr sinterləmə yolu ilə hissəciklərin hidrofobikliyini, sərtliyini və ölçüsünü artırır. Bu şəkildə müalicə olunan minerallar kağız, PVC, rezin, plastik, yapışdırıcılar, cilalama və diş pastası kimi bir çox sənayedə istifadə edilə bilər. Yüksək hidrofobiklik bu mineralları üzvi sistemlərlə daha uyğun edir.
Mikrobioloji üsul
Mineralların mikrobial təmizləmə texnologiyası mikrobial yuyulma texnologiyası və mikrob flotasiya texnologiyası da daxil olmaqla nisbətən yeni mineral emalı mövzusudur. Mineralların mikrobial yuyulma texnologiyası mineralların kristal qəfəslərini məhv etmək və faydalı komponentləri həll etmək üçün mikroorqanizmlər və minerallar arasında dərin qarşılıqlı təsirdən istifadə edən ekstraksiya texnologiyasıdır. Kaolinin tərkibində olan oksidləşmiş pirit və digər sulfid filizləri mikrob ekstraksiya texnologiyası ilə təmizlənə bilər. Ümumi istifadə edilən mikroorqanizmlərə Thiobacillus ferrooxidans və Fe-reduksiya edən bakteriyalar daxildir. Mikrobioloji üsul aşağı qiymətə və aşağı ətraf mühitin çirklənməsinə malikdir, bu da kaolinin fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərinə təsir göstərməyəcəkdir. Bu, kaolin minerallarının inkişaf perspektivləri ilə yeni təmizləmə və ağartma üsuludur.
Xülasə
Kaolinin dəmirdən təmizlənməsi və ağardılması müalicəsi müxtəlif rəng səbəblərinə və müxtəlif tətbiq məqsədlərinə görə ən yaxşı üsulu seçmək, kaolin minerallarının hərtərəfli ağlıq göstəricilərini yaxşılaşdırmaq və yüksək istifadə dəyərinə və iqtisadi dəyərə malik olmasını təmin etməlidir. Gələcək inkişaf tendensiyası kimyəvi metodun, fiziki metodun və mikrobioloji metodun xüsusiyyətlərini üzvi şəkildə birləşdirməkdən ibarət olmalıdır ki, onların üstünlüklərini tam şəkildə yerinə yetirsin və daha yaxşı ağardıcı təsirə nail olmaq üçün onların mənfi cəhətlərini və çatışmazlıqlarını məhdudlaşdırsın. Eyni zamanda, müxtəlif çirkləri təmizləmə üsullarının yeni mexanizmini daha da öyrənmək və kaolinin dəmirdən çıxarılması və ağardılmasının yaşıl, səmərəli və aşağı karbon istiqamətində inkişaf etməsi üçün prosesi təkmilləşdirmək lazımdır.
Göndərmə vaxtı: 02 mart 2023-cü il