[Huate минералдык иштетүү энциклопедиясы] Каолиндин сырларын ачуу: топурактан жогорку технологиялуу материалдарга чейинки укмуштуудай трансформация

[Huate минералдык иштетүү энциклопедиясы] Каолиндин сырларын ачуу: топурактан жогорку технологиялуу материалдарга чейинки укмуштуудай трансформация

Каолин металл эмес минерал, негизинен төмөнкүлөрдөн турган чопо жана чопо тектин бир түрүКаолинит чопо минералдары. Ал ак жана назик болгондуктан, доломит топурагы деп да аталат. Ал Цзянси провинциясынын Цзиндэчжэнь шаарындагы Гаолин айылынын атынан коюлган. Анын таза каолини ак, назик, жумшак жана топурак сымал, ошондой эле пластикалуулук жана отко чыдамдуулук сыяктуу жакшы физикалык жана химиялык касиеттерге ээ. Анын минералдык курамы негизинен каолинит, галлойзит, гидрослюда, иллит, монтмориллонит, кварц, дала шпаты жана башка минералдардан турат.

Каолин – жаратылышта кеңири таралган жана абдан маанилүү чопо минералы. Ал щелочтуу жана щелочтуу жер металлдары жок кислоталуу чөйрөдөгү магмалык жана метаморфизмдик тектердеги талаа шпатынын же башка силикат минералдарынын шамалдануусунан пайда болот.

01 Классификация

Топурактын классификациясы

Жаратылыштагы каолиндин курамындагы минералдар негизинен чопо минералдары жана чопо эмес минералдар болуп бөлүнөт. Алардын арасында чопо минералдарына негизинен каолинит минералдары жана бир аз өлчөмдөгү монтмориллонит, слюда жана хлорит кирет; чопо эмес минералдарга негизинен талаа шпаты, кварц жана гидратталган минералдар, ошондой эле гематит жана розит сыяктуу кээ бир темир минералдары, темир рудасы, лимонит ж.б., рутил сыяктуу титан минералдары жана өсүмдүк буласы сыяктуу органикалык заттар кирет. Каолиндин касиеттерин негизинен чопо минералдары аныктайт.

Себептерди классификациялоо

Каолин кендеринин келип чыгышына жана минералдашуу геологиясынын, географиялык шарттарынын, кендин масштабынын, рудалык дененин морфологиясынын жана пайда болуу мүнөздөмөлөрүнүн, ошондой эле ар кандай минералдашуу процесстеринде чагылдырылган руда материалынын компоненттеринин айырмачылыктарына таянып, "Каолин кенинин геологиялык чалгындоо кодексинде" Кытайдын каолин кендеринин үч түрү жана алты түрчөлөрү бөлүнөт.

Аба ырайынын бузулуу түрү:Ал андан ары аба ырайынын калдык түрчөсүнө жана аба ырайынын суюлтулуп кетишинин түрчөсүнө бөлүнөт.

Гидротермалдык өзгөрүүнүн түрү:Ал андан ары гидротермалдык өзгөртүү түрүнө жана заманбап ысык булактардын өзгөртүү түрүнө бөлүнөт.

Чөкмө түрү:Ал көмүр катмарларында чөкмө жана чөкмө-үчүнчү түрчөлөргө жана каолинит чопотек түрчөлөргө бөлүнөт.

Өнөр жай түрү

Каолин кендеринин пайда болушуна негизделген "Каолин кенинин геологиялык чалгындоо мүнөздөмөлөрүндө" Кытайдын каолин кендеринин минералдашуу геологиясындагы, географиялык шарттарындагы, кендин масштабындагы, рудалык дененин морфологиясындагы жана пайда болуу мүнөздөмөлөрүндөгү, ошондой эле ар кандай минералдашуу процесстеринде чагылдырылган рудалык материалдык компоненттердеги айырмачылыктарга жараша үч түргө жана алты түргө бөлүнөт. Алардын текстурасы, пластикалуулугу жана кумдун массалык үлүшү боюнча алар үч түргө бөлүнөт:

КатууКаолин: катуу жана пластик эмес, майдалангандан жана майдалангандан кийин пластикке айланат.

ЖумшакКаолин:жумшак, өтө пластикалуу, кумдуу массалык үлүшү <50%.

СэндиКаолин:жумшак текстура, алсыз пластикалуулук, кумдун массалык үлүшү > 50%.

02 Келип чыгышы

Кытайдын каолин минералдык ресурстары дүйнөдө алдыңкы орунда турат, 267 далилденген минералдык кендер жана 2,91 миллиард тонна далилденген запасы бар. Алардын арасында: менин өлкөмдүн көмүр эмес курулуш каолин ресурстары дүйнөдө бешинчи орунда турат. Текшерилген запасы 1,468 миллиард тоннаны түзөт, негизинен Гуандун, Шэньси, Фуцзянь, Цзянси, Хунань жана Цзянсу провинцияларында топтолгон, өлкөнүн жалпы запастарынын 84,55% түзөт; Кытайдын көмүрлүү курулуш каолининин (каолинит) запасы дүйнөдө биринчи орунда турат, далилденген запасы 1,442 миллиард тоннаны түзөт, негизинен Датун, Хуайрен, Шуочжоу, Шаньси, Жунгар, Вуда, Ички Монголия, Хуайбэй, Аньхой, Ханчэн, Шэньси ж.б. аймактарында жайгашкан, алардын арасында Ички Монголиядагы Жунгар көмүр кени эң көп ресурстарга ээ.

Кытайда беш ири каолин кени бар:

(1) Хунань провинциясынын Хэньян уездиндеги Цзепай шаары минералдык ресурстарга бай. Каолин, нефелин, дала шпаты жана кварцтын запастары 200 миллион тоннага жетет жана дээрлик 40 тоо-кен жана минералдык ресурстарды кайра иштетүүчү компаниялар бар. Дапайлинг тоо-кен аймагында (негизинен каолин кендеринде) 80 миллион тонналык бир гана кендин запасы бар, ал Азияда биринчи орунда турат. Шаардын жылдык тоо-кен өндүрүшү 500 000 тоннадан ашык, бул өлкө боюнча жүздөгөн керамика заводдорун камсыз кылат.

(2) Маомин аймагындагы каолин. Маомин бассейниндеги каолин минералы - чөкмө тек, элювий түрүндөгү аба ырайына дуушар болгон кен. Анын кварц жана башка кумдарынын курамы 50% дан жогору, ошондуктан ал кумдуу каолин минералы деп аталат. Келип чыгышы боюнча, Маомин каолини калдыктардын аба ырайына дуушар болушунун үч этабынан өткөн - ташуу жана өзүн-өзү майдалоо - андан кийин аба ырайына дуушар болгон. Каолин толугу менен аба ырайына дуушар болгон жана пластиналар негизинен монолиттүү, майда бөлүкчөлөрдүн өлчөмүнө ээ. Негизинен кагаз жасоо үчүн каптоо үчүн чийки зат катары колдонулат.

(3) Лонгьянь каолини – бул аба ырайына дуушар болгон каолиндин калдык кени. Темирдин курамы 0,3% дан аз болгондуктан, титан 0,02% дан аз жана ал белгилүү бир өлчөмдө төмөнкү температурадагы эриткич элементин (Li2O) камтыйт, ошондуктан ал электр фарфору, жогорку класстагы күнүмдүк колдонуу жана көркөм фарфор үчүн идеалдуу чийки зат болуп саналат.

(4) Сучжоу Яншань Каолин кени гидротермалдык өзгөрүү болгон Каолин.Сучжоу Яншань баткагынын таза текстурасынын химиялык курамы каолиниттин теориялык курамына абдан жакын. Al2O3 курамы болжол менен 39,0% га чейин жетиши мүмкүн, ак түстө жана майда бөлүкчөлөр менен. Негизинен катализатор ташуучулар жана химиялык чийки зат катары колдонулат.

(5) Hepu Kaolin. Бул каолиндин калдыктарынын аба ырайына дуушар болуп, негизинен курулуш керамикасы үчүн чийки зат катары колдонулат.

(6) Түндүк көмүр сериясы Каолин. Бул чөкмө каолинит, негизинен менин өлкөмдүн көмүр казуучу аймактарында таралган жана курулушта, каптоодо, боёктордо жана кагаз жасоодо - көмүр негизиндеги топуракта колдонулушу мүмкүн.

Жогоруда айтылган алты негизги өндүрүш аймагы Кытайдын өндүрүшүнүн 80% дан ашыгын түзөт жана ресурстардын түрлөрү боюнча да негизги өкүлдөр болуп саналат.

03Use

Каолин кеңири колдонулат, негизинен анын пластикалуулугу, адгезиясы, белгилүү бир кургактыкка туруктуулугу, бышыруу касиеттери жана күйгөндөн кийинки актыгы аны керамика өндүрүшү үчүн негизги чийки зат кылат; ал ак, жумшак, жогорку деңгээлде дисперсиялануучу, адсорбциялануучу. Анын химиялык касиеттери жана химиялык кокустук сыяктуу эң сонун процесстик касиеттери аны кагаз өнөр жайында кеңири колдонууга мүмкүндүк берет. Мындан тышкары, каолин резина, пластмасса, отко чыдамдуу материалдар жана мунайзат кайра иштетүү сыяктуу өнөр жай тармактарында, ошондой эле айыл чарбасында жана улуттук коргонуудагы алдыңкы технологияларда кеңири колдонулат. Негизинен керамика өнөр жайында, каптамаларда, отко чыдамдуу материалдарда, кагаз жасоодо, боёкто, резинада, жогорку сорттогу фарфордо, зымдарда жана кабелдерде, өнөр жай пластмассаларында, химия өнөр жайынын толтургучтарында, сыяларда, тамак-ашта, косметикада, дары-дармектерде ж.б. колдонулат, боёктордо жана каптамаларда литопонду жана титандын бир бөлүгүн алмаштырат. Ак порошок жана башка кымбат баалуу материалдар.

04 Кайра иштетүү технологиясы

Каолиндеги чопо эмес минералдарды жана кварц, талаа шпаты, слюда, темир минералдары, титан минералдары ж.б. сыяктуу органикалык заттарды бөлүп алуу жана ар кандай өнөр жай тармактарынын муктаждыктарын канааттандыра турган каолин продукцияларын өндүрүү үчүн, ошондой эле каолинди тазалоо жана аралашмаларды кетирүү үчүн гравитациялык бөлүү, флотация, магниттик бөлүү ж.б. колдонуудан тышкары, кээде каолинди иштетүү үчүн химиялык агартуу, өтө майда кабырчыктарды тазалоо, кальцийлөө жана беттик модификация сыяктуу терең иштетүү ыкмаларын колдонуу да зарыл.

(1) Гидравликалык классификация

Гидравликалык классификацияга спираль классификациясы (+1 мм ири кумду бөлүү), чөкмө резервуарлардын классификациясы (+0,053 мм майда кумду бөлүү), гидроциклондордун классификациясы (-0,053 мм майда кумду бөлүү), борбордон тепкичтүү классификатор же кичине диаметрдеги гидроциклондордун классификациясы (0,002-0,010 мм өтө майда бөлүкчөлөрдүн классификациясы үчүн) кирет.

(2) Жогорку градиенттүү магниттик бөлүү

Каолинден Fe2O3 жана TiO2 бөлүп алуу жана кагаз каптоолорун жана жогорку сапаттагы керамикалык чийки заттарды алуу үчүн магниттик концентратордук чөйрөнү колдонуу менен 1600 кА/мден ашык магнит талаасынын күчү пайда болот.

(3) Тандалма флокуляция

Флокулянттарды кошуу менен майда бүртүкчөлүү кварц, пирит, алуунит ж.б. сыяктуу кошулмалар бычак менен капталган каолинди алуу үчүн тандалма түрдө бөлүнөт. Көп колдонулган флокулянттарга натрий гексаметафосфаты, аммоний полиакриламиди, суу айнеги ж.б. кирет.

(4) Химиялык агартуу

Каолиндеги лимонит менен гематиттеги жогорку валенттүү темирди эрүүчү темирге чейин азайтуу үчүн камсыздандыруу порошогу сыяктуу агартуучу заттар кошулат же пиритти жана боёочу кошулмаларды кычкылдандыруу үчүн кычкылдандыруучу заттар кошулуп, каолиндин актыгын жакшыртат.

(5) Пилинг

Кабырчыктарды майдалоочу машинада майдалоо эффектин алуу үчүн аралаштыруучу майда орто шарлар колдонулат, ошентип каолиндин агрегат бөлүкчөлөрү жука кристаллдарга бөлүнүп, бөлүкчөлөрүнүн өлчөмү 2 мкмден аз жана курамы 90% дан ашык болгон бычак менен капталган каолин пайда болот.

(6) Кальцийлөө

800-1000℃ температурада күйдүрүлсө, каолин суусун жоготот, фазалык трансформация жүрөт жана айрым кошулмалар учуп кетет, бул каолиндин актыгын жана изоляциясын жакшыртат жана кабелдерди, резина жана пластик толтургучтарды өндүрүү үчүн колдонулат. Кальцийлөө көмүр негизиндеги (катуу) каолинди иштетүүнүн зарыл ыкмасы болуп саналат.

(7) Беттин модификациясы

Каолин чопосу пластикалык резинага кошулган каолин чопосунун көлөмүн көбөйтүү үчүн бириктиргич агент ж.б. менен капталат жана резина пластмассалар үчүн каолин чопосун толтургучтарды иштетүү үчүн колдонулат.

Алардын арасында магниттик бөлүү - минералдык кайра иштетүү тармагында кеңири колдонулган физикалык минералдык бөлүү ыкмасы. Анын негизги принциби - минералдардын өздөрүнүн магниттик айырмачылыктарын колдонуу менен бөлүүгө жетишүү. Минералдардын магниттелген касиеттерине ылайык, магниттик бөлүүнү ар кандай минералдардын муктаждыктарын канааттандыруу үчүн күчтүү магниттик бөлүү, алсыз магниттик бөлүү, тескери магниттик бөлүү жана жогорку градиенттүү магниттик бөлүү деп бөлүүгө болот. Минералдарды кайра иштетүүчү жабдуулар негизинен пластиналуу магниттик бөлгүчтөрдү, вертикалдуу шакекчелүү жогорку градиенттүү магниттик бөлгүчтөрдү, электромагниттик шламдуу жогорку градиенттүү магниттик бөлгүчтөрдү, төмөнкү температурадагы өтө өткөргүч магниттик бөлгүчтөрдү ж.б. камтыйт.

05 Минералдык кайра иштетүүнү колдонуу учурлары

1-процесс: Чет элдик каолин чопосун мисал катары алсак, бул үлгүдөгү негизги кошулмалар темир кычкылы, титан кычкылы жана темир силикатын камтыйт. Чийки рудада Fe2O3 жана TiO2 кошулмаларынын курамы тиешелүүлүгүнө жараша 0,89% жана 0,17% түзөт, ал эми актыгы 67,29% га жетет.

Бул кошулмаларды натыйжалуу кетирүү үчүн биз төмөнкү сыноо планын аныктадык: Алгач, чийки руданы электромагниттик шлам магниттик сепараторунан өткөрүп, эки магниттик бөлүү процессин жүргүзөбүз: орой бөлүү жана майда тандоо, алгач кошулмалардын көпчүлүгүн алып салуу. Андан кийин алынган концентрат кошулманын курамын андан ары азайтуу жана каолиндин сапатын жакшыртуу үчүн өтө өткөргүч магниттик сепаратор аркылуу андан ары тазаланат.

Сыноо агымынын схемасы

Сыноо жыйынтыктарынан көрүнүп тургандай, чийки руданы электромагниттик аралашма + электромагниттик аралашма + өтө өткөргүч магниттик бөлүү аркылуу бөлүп, Fe2O3 0,35% жана актыгы 87,52% болгон каолин концентратынын продуктусун алууга болот.

2-процесс:Чийки руда өтө өткөргүч 5T магниттик бөлүүдөн өтөт. Сыноо процесси 2-сүрөттө, ал эми сыноонун жыйынтыктары 2-таблицада көрсөтүлгөн.

СҮРӨТ 2 Байытуунун эксперименталдык агымы

Чийки руда Fe2O3 0,40%, Al2O3 22,92%, SiO2 68,78%, TiO2 0,10%, CaO 1,90%, актыгы 86,97% жана түшүмү 90,90% болгон каолин концентратынын продуктусун алуу үчүн өтө өткөргүч 5T магниттик бөлүүгө дуушар болгон.

Көп функциялуу өнөр жай чийки заты катары каолин кеңири колдонуу келечегине ээ. Илим менен техниканын тынымсыз өнүгүшү жана өнөр жайдын туруктуу өнүгүшү менен каолин көптөгөн тармактарда маанилүү ролду ойнойт. Келечекте биз тереңирээк изилдөөлөр жана технологиялык инновациялар аркылуу каолиндин колдонулуш чөйрөсүн андан ары кеңейтүүнү, натыйжалуураак жана туруктуу пайдаланууга жетишүүнү жана адамзат коомунун өнүгүшүнө чоң салым кошууну көздөйбүз. Ошол эле учурда, биз каолинди казып алуу жана кайра иштетүү учурунда келип чыгышы мүмкүн болгон экологиялык көйгөйлөргө да көңүл буруп, каолин ресурстарын рационалдуу иштетүү экологиялык чөйрөнү коргоо менен шайкеш келишин камсыз кылуу үчүн активдүү чараларды көрүшүбүз керек.