Каолин өзгөчө физикалык жана химиялык касиеттери менен керамика, кагаз жасоо, резина, пластмасса, отко чыдамдуу материалдар, мунайзат кайра иштетүү жана башка өнөр жай, айыл чарба жана улуттук коргонуу жаатындагы алдыңкы технология тармактарында алмаштыргыс металл эмес минералдык ресурс болуп саналат. Каолиндин актыгы анын колдонулушунун маанилүү көрсөткүчү болуп саналат.
Каолиндин актыгына таасир этүүчү факторлор
Каолин – негизинен каолинит минералдарынан турган майда бүртүкчөлүү чопо же чопо тектин бир түрү. Анын кристаллдык химиялык формуласы 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O. Чопо эмес минералдардын бир аз бөлүгү кварц, талаа шпаты, темир минералдары, титан, алюминий гидроксиди жана оксиддери, органикалык заттар ж.б.
Каолиндин кристаллдык түзүлүшү
Каолиндеги кошулмалардын абалы жана мүнөзү боюнча, каолиндин актыгын төмөндөтүүчү кошулмаларды үч категорияга бөлүүгө болот: органикалык көмүртек; Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn ж.б. сыяктуу пигмент элементтери; биотит, хлорит ж.б. сыяктуу кара минералдар. Жалпысынан алганда, каолиндеги V, Cr, Cu, Mn жана башка элементтердин курамы аз, бул анын актыгына анча таасир этпейт. Темир менен титандын минералдык курамы жана курамы каолиндин актыгына таасир этүүчү негизги факторлор болуп саналат. Алардын болушу каолиндин табигый актыгына гана эмес, анын күйгөн актыгына да таасир этет. Атап айтканда, темир кычкылынын болушу чопонун түсүнө терс таасирин тийгизип, анын жарыктыгын жана отко чыдамдуулугун төмөндөтөт. Ал тургай, темир кычкылынын кычкылынын, гидроксидинин жана гидратталган кычкылынын көлөмү 0,4% болсо да, чопо чөкмөсүнө кызылдан сарыга чейин түс берүү жетиштүү. Бул темир кычкылдары жана гидроксиддери гематит (кызыл), маггемит (кызыл-күрөң), гетит (күрөң сары), лимонит (кызгылт сары), гидратталган темир кычкылы (күрөң кызыл) ж.б. болушу мүмкүн. Каолиндеги темир кошулмаларын кетирүү каолинди жакшыраак колдонууда өтө маанилүү ролду ойнойт деп айтууга болот.
Темир элементинин пайда болуу абалы
Каолиндеги темирдин пайда болуу абалы темирди бөлүп алуу ыкмасын аныктоочу негизги фактор болуп саналат. Көптөгөн изилдөөлөрдө майда бөлүкчөлөр түрүндөгү кристаллдык темир каолинде аралашып, ал эми аморфтук темир каолинин майда бөлүкчөлөрүнүн бетине капталат деп эсептешет. Учурда каолиндеги темирдин пайда болуу абалы өлкө ичинде жана чет өлкөлөрдө эки түргө бөлүнөт: бири каолинитте жана кошумча минералдарда (мисалы, слюда, титандын диоксиди жана иллит), ал структуралык темир деп аталат; экинчиси эркин темир деп аталган көз карандысыз темир минералдары түрүндө (анын ичинде жер үстүндөгү темир, майда дандуу кристаллдык темир жана аморфтук темир).
Темирди алып салуу жана каолинди агартуу менен бөлүнүп алынган темир эркин темир болуп саналат, негизинен магнетит, гематит, лимонит, сидерит, пирит, ильменит, ярозит жана башка минералдарды камтыйт; Темирдин көпчүлүгү жогорку дисперстүү коллоиддик лимонит түрүндө, ал эми аз өлчөмү тоголок, тиштүү жана туура эмес гетит жана гематит түрүндө болот.
Темирди алып салуу жана каолинди агартуу ыкмасы
Сууну бөлүү
Бул ыкма негизинен кварц, талаа шпаты жана слюда сыяктуу детриттик минералдарды, ошондой эле тоо тектеринин сыныктары сыяктуу ири аралашмаларды, ошондой эле темир жана титандын айрым минералдарын кетирүү үчүн колдонулат. Каолинге окшош тыгыздыкка жана эригичтикке ээ аралашма минералдарды кетирүү мүмкүн эмес, ал эми актыгынын жакшырышы салыштырмалуу байкалбайт, бул салыштырмалуу жогорку сапаттагы каолин рудасын байытуу жана агартуу үчүн ылайыктуу.
Магниттик бөлүү
Каолиндеги темир минералдык кошулмалар көбүнчө алсыз магниттик касиетке ээ. Азыркы учурда негизинен жогорку градиенттүү күчтүү магниттик бөлүү ыкмасы колдонулат же алсыз магниттик минералдар күйгүзүлгөндөн кийин күчтүү магниттик темир кычкылына айландырылат, андан кийин кадимки магниттик бөлүү ыкмасы менен алынып салынат.
Вертикалдык шакекчелүү жогорку градиенттүү магниттик сепаратор
Электромагниттик шлам үчүн жогорку градиенттүү магниттик сепаратор
Төмөн температурадагы өтө өткөргүч магниттик сепаратор
Флотация ыкмасы
Флотация ыкмасы каолинди баштапкы жана экинчилик чөкмөлөрдөн тазалоо үчүн колдонулган. Флотация процессинде каолинит жана слюда бөлүкчөлөрү бөлүнүп алынат, ал эми тазаланган продуктулар бир нече ылайыктуу өнөр жайлык чийки зат болуп саналат. Каолинит менен талаа шпатынын селективдүү флотациялык бөлүнүшү, адатта, көзөмөлдөнгөн рН менен шпат менен аралашмада жүргүзүлөт.
Кыскартуу ыкмасы
Калыбына келтирүү ыкмасы - каолиндин үч валенттүү абалындагы темир кошулмаларын (гематит жана лимонит сыяктуу) эрүүчү эки валенттүү темир иондоруна чейин калыбына келтирүүчү агентти колдонуу, алар чыпкалоо жана жуу аркылуу алынып салынат. Өнөр жай каолининен Fe3+ кошулмаларын алып салуу, адатта, физикалык технологияны (магниттик бөлүү, селективдүү флокуляция) жана кислоталуу же калыбына келтирүүчү шарттарда химиялык иштетүүнү айкалыштыруу аркылуу ишке ашырылат.
Натрий гидросульфити (Na2S2O4), ошондой эле натрий гидросульфити деп да аталат, каолинден темирди калыбына келтирүүдө жана суюлтууда натыйжалуу жана учурда каолин өнөр жайында колдонулат. Бирок, бул ыкма күчтүү кислоталуу шарттарда (рН <3) жүргүзүлүшү керек, бул эксплуатациялык чыгымдардын жогору болушуна жана айлана-чөйрөгө тийгизген таасиринин жогору болушуна алып келет. Мындан тышкары, натрий гидросульфитинин химиялык касиеттери туруксуз, бул атайын жана кымбат сактоо жана ташуу чараларын талап кылат.
Тиомочевина диоксиди: (NH2)2CSO2, TD) күчтүү калыбына келтирүүчү агент болуп саналат, ал күчтүү калыбына келтирүүчү жөндөм, экологиялык жактан таза, ажыроо ылдамдыгынын төмөндүгү, коопсуздук жана сериялык өндүрүштүн арзандыгы сыяктуу артыкчылыктарга ээ. Каолиндеги эрибеген Fe3+ TD аркылуу эриген Fe2+ чейин калыбына келтирилиши мүмкүн.
Кийинчерээк, каолиндин актыгы чыпкалоодон жана жуугандан кийин жогорулашы мүмкүн. TD бөлмө температурасында жана нейтралдуу шарттарда абдан туруктуу. TDнин күчтүү калыбына келтирүү жөндөмүн күчтүү щелочтуулук (рН>10) же ысытуу (Т>70°C) шарттарында гана алууга болот, бул жогорку эксплуатациялык чыгымдарды жана татаалдыкты жаратат.
Кычкылдануу ыкмасы
Кычкылдандыруу менен иштетүү адсорбцияланган көмүртек катмарын алып салуу үчүн озонду, суутек перекисин, калий перманганатын жана натрий гипохлоритин колдонууну камтыйт, бул ак түстү жакшыртууга мүмкүндүк берет. Калыңыраак үстүнкү катмардын астындагы тереңирээк жердеги каолин боз түстө, ал эми каолиндеги темир калыбына келтирүүчү абалда болот. Пириттеги эрибеген FeS2ди эрүүчү Fe2+ чейин кычкылдандыруу үчүн озон же натрий гипохлорити сыяктуу күчтүү кычкылдандыруучу агенттерди колдонуңуз, андан кийин Fe2+ти системадан алып салуу үчүн жууп салыңыз.
Кислота менен эритүү ыкмасы
Кислота менен эритүү ыкмасы каолиндеги эрибеген темир кошулмаларын кислоталуу эритмелерде эрүүчү заттарга (туз кислотасы, күкүрт кислотасы, оксалат кислотасы ж.б.) айландыруу болуп саналат, ошону менен каолинден бөлүнүп алынат. Башка органикалык кислоталар менен салыштырганда, оксалат кислотасы кислотанын күчү, жакшы комплекстештирүүчү касиети жана жогорку калыбына келтирүүчү жөндөмү менен эң келечектүү деп эсептелет. Оксалат кислотасы менен эриген темирди эритүү эритмесинен темир оксалат түрүндө чөктүрүүгө болот жана андан ары кальцийлөө аркылуу таза гематит пайда кылуу үчүн кайра иштетүүгө болот. Оксалат кислотасын башка өнөр жай процесстеринен арзан баада алууга болот, ал эми керамика өндүрүшүнүн күйүү этабында иштетилген материалдагы калган оксалат көмүр кычкыл газына ажырайт. Көптөгөн изилдөөчүлөр темир кычкылын оксалат кислотасы менен эритүүнүн натыйжаларын изилдешкен.
Жогорку температурада кальцинациялоо ыкмасы
Кальцинациялоо – бул атайын класстагы каолин продуктуларын өндүрүү процесси. Иштетүү температурасына жараша, эки башка класстагы кальцинделген каолин өндүрүлөт. 650-700 ℃ температура диапазонунда кальцинациялоо структуралык гидроксил тобун жок кылат, ал эми чыгып жаткан суу буусу каолиндин ийкемдүүлүгүн жана тунуктугун жогорулатат, бул кагаз каптоо үчүн идеалдуу атрибут. Мындан тышкары, каолинди 1000-1050 ℃ температурада ысытуу менен, ал сүрүлүүнү гана жогорулатпастан, 92-95% агарууну да алат.
Хлорлоо менен кальцификациялоо
Чопо минералдарынан, айрыкча каолинден темир жана титан хлордоо жолу менен алынып, жакшы натыйжаларга жетишилген. Хлорлоо жана кальцинациялоо процессинде жогорку температурада (700 ℃ - 1000 ℃) каолинит метакаолинитти пайда кылуу үчүн дегидроксилденген, ал эми жогорку температурада шпинель жана муллит фазалары пайда болот. Бул трансформациялар бөлүкчөлөрдүн гидрофобдугун, катуулугун жана өлчөмүн бышыруу аркылуу жогорулатат. Мындай жол менен иштетилген минералдарды кагаз, ПВХ, резина, пластмасса, желим, жылтыратуу жана тиш пастасы сыяктуу көптөгөн тармактарда колдонсо болот. Жогорку гидрофобдук бул минералдарды органикалык системалар менен шайкеш келүүгө мүмкүндүк берет.
Микробиологиялык ыкма
Минералдык заттарды микробдук тазалоо технологиясы - бул микробдук ликерлөө технологиясын жана микробдук флотация технологиясын камтыган минералдык кайра иштетүүнүн салыштырмалуу жаңы предмети. Минералдык заттарды микробдук ликерлөө технологиясы - бул минералдардын кристаллдык торчосун бузуу жана пайдалуу компоненттерди эритүү үчүн микроорганизмдер менен минералдардын ортосундагы терең өз ара аракеттенүүнү колдонгон экстракция технологиясы. Каолиндеги кычкылданган пирит жана башка сульфиддик рудаларды микробдук экстракция технологиясы менен тазалоого болот. Көп колдонулган микроорганизмдерге Thiobacillus ferrooxidans жана Fe-калыбына келтирүүчү бактериялар кирет. Микробиологиялык ыкманын баасы төмөн жана айлана-чөйрөнүн булганышы төмөн, бул каолиндин физикалык жана химиялык касиеттерине таасир этпейт. Бул каолин минералдарын өнүктүрүү келечеги бар жаңы тазалоо жана агартуу ыкмасы.
Кыскача маалымат
Каолинди темирди алып салуу жана агартуу ар кандай түс себептерине жана ар кандай колдонуу максаттарына жараша эң жакшы ыкманы тандап алуу, каолин минералдарынын комплекстүү агартуу көрсөткүчтөрүн жакшыртуу жана аны жогорку пайдалануу баалуулугуна жана экономикалык баалуулугуна ээ кылуу керек. Келечектеги өнүгүү тенденциясы химиялык ыкманын, физикалык ыкманын жана микробиологиялык ыкманын мүнөздөмөлөрүн органикалык түрдө айкалыштыруу болуп, алардын артыкчылыктарын толук пайдалануу жана кемчиликтерин чектөө, ошону менен агартуу эффектин жакшыртууга жетишүү болушу керек. Ошол эле учурда, ар кандай аралашмаларды алып салуу ыкмаларынын жаңы механизмин андан ары изилдөө жана темирди алып салуу жана каолинди агартуу жашыл, натыйжалуу жана аз көмүртектүү багытка өнүктүрүүчү процессти өркүндөтүү зарыл.
Жарыяланган убактысы: 2023-жылдын 2-марты