Me veti të veçanta fizike dhe kimike, kaolini është një burim mineral i domosdoshëm jometalik në qeramikë, prodhim letre, gome, plastikë, zjarrdurues, rafinim të naftës dhe fusha të tjera të teknologjisë më të fundit industriale, bujqësore dhe kombëtare të mbrojtjes. Bardhësia e kaolinës është një tregues i rëndësishëm i vlerës së aplikimit të tij.
Faktorët që ndikojnë në bardhësinë e kaolinës
Kaolini është një lloj argjile ose shkëmb balte me kokërr të imët i përbërë kryesisht nga minerale kaolinit. Formula e tij kimike kristal është 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O. Një sasi e vogël e mineraleve joargjilore janë kuarci, feldspat, mineralet e hekurit, titani, hidroksidi dhe oksidet e aluminit, lënda organike etj.
Struktura kristalore e kaolinit
Sipas gjendjes dhe natyrës së papastërtive në kaolinë, papastërtitë që shkaktojnë zvogëlimin e bardhësisë së kaolinës mund të ndahen në tri kategori: karboni organik; Elementet e pigmentit, si Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn, etj; Mineralet e errëta, si biotiti, kloriti etj. Përgjithësisht, përmbajtja e V, Cr, Cu, Mn dhe elementëve të tjerë në kaolinë është e vogël, gjë që ndikon pak në bardhësinë. Përbërja minerale dhe përmbajtja e hekurit dhe titanit janë faktorët kryesorë që ndikojnë në bardhësinë e kaolinës. Ekzistenca e tyre jo vetëm që do të ndikojë në bardhësinë natyrale të kaolinit, por gjithashtu do të ndikojë në bardhësinë e tij të kalcinuar. Në veçanti, prania e oksidit të hekurit ka një ndikim negativ në ngjyrën e argjilës dhe zvogëlon shkëlqimin e saj dhe rezistencën ndaj zjarrit. Dhe edhe nëse sasia e oksidit, hidroksidit dhe oksidit të hidratuar të oksidit të hekurit është 0.4%, mjafton që sedimentit të argjilës t'i jepet ngjyrosje e kuqe në të verdhë. Këto okside dhe hidrokside hekuri mund të jenë hematiti (i kuq), maghemiti (kuqe-kafe), gëtiti (e verdhë kafe), limoniti (portokalli), oksidi i hekurit i hidratuar (e kuqe kafe), etj. Mund të thuhet se largimi i papastërtive të hekurit në kaolinë luan një rol jashtëzakonisht të rëndësishëm në përdorimin më të mirë të kaolinës.
Gjendja e shfaqjes së elementit të hekurit
Gjendja e shfaqjes së hekurit në kaolinë është faktori kryesor që përcakton metodën e heqjes së hekurit. Një numër i madh studimesh besojnë se hekuri kristalor në formën e grimcave të imta është i përzier në kaolinë, ndërsa hekuri amorf është i veshur në sipërfaqen e grimcave të imta të kaolinit. Aktualisht, gjendja e shfaqjes së hekurit në kaolinë ndahet në dy lloje brenda dhe jashtë vendit: njëri është në kaolinit dhe mineralet ndihmëse (si mikë, dioksid titani dhe iliti), i cili quhet hekur strukturor; Tjetri është në formën e mineraleve të pavarura të hekurit, të quajtur hekur i lirë (përfshirë hekurin sipërfaqësor, hekurin kristalor me kokërr të imët dhe hekurin amorf).
Hekuri i hequr nga heqja e hekurit dhe zbardhja e kaolinës është hekur i lirë, duke përfshirë kryesisht magnetitin, hematitin, limonitin, sideritin, piritin, ilmenitin, jarositin dhe minerale të tjera; Pjesa më e madhe e hekurit ekziston në formën e limonitit koloidal shumë të shpërndarë, dhe një sasi e vogël në formën e gëtitit dhe hematitit sferik, acikular dhe të çrregullt.
Metoda e heqjes dhe zbardhjes së hekurit të kaolinës
Ndarja e ujit
Kjo metodë përdoret kryesisht për të hequr mineralet detrital si kuarci, feldspat dhe mikë, dhe papastërtitë më të trashë si mbeturinat e shkëmbinjve, si dhe disa minerale hekuri dhe titan. Mineralet e papastërtive me densitet dhe tretshmëri të ngjashme me kaolinë nuk mund të hiqen, dhe përmirësimi i bardhësisë është relativisht jo i dukshëm, gjë që është e përshtatshme për përftimin dhe zbardhjen e mineralit të kaolinit relativisht të cilësisë së lartë.
Ndarja magnetike
Papastërtitë minerale të hekurit në kaolinë zakonisht janë magnetike të dobëta. Aktualisht, përdoret kryesisht metoda e ndarjes magnetike të fortë me gradient të lartë, ose mineralet magnetike të dobëta shndërrohen në oksid hekuri të fortë magnetik pas pjekjes, dhe më pas hiqen me metodën e zakonshme të ndarjes magnetike.
Ndarës magnetik me gradient të lartë unazë vertikale
Ndarës magnetik me gradient të lartë për llum elektromagnetik
Ndarës magnetik superpërcjellës me temperaturë të ulët
Metoda e flotacionit
Metoda e flotacionit është aplikuar për trajtimin e kaolinës nga depozitat parësore dhe dytësore. Në procesin e notimit, grimcat e kaolinitit dhe mikës ndahen, dhe produktet e pastruara janë disa lëndë të para të përshtatshme industriale. Ndarja e flotacionit selektiv i kaolinitit dhe feldspatit zakonisht kryhet në slurry me pH të kontrolluar.
Metoda e reduktimit
Metoda e reduktimit është përdorimi i një agjenti reduktues për të reduktuar papastërtitë e hekurit (të tilla si hematiti dhe limoniti) në gjendjen trevalente të kaolinit në jonet e tretshme të hekurit bivalent, të cilët hiqen nga filtrimi dhe larja. Heqja e papastërtive Fe3+ nga kaolini industrial zakonisht arrihet duke kombinuar teknologjinë fizike (ndarja magnetike, flokulimi selektiv) dhe trajtimi kimik në kushte acidike ose reduktuese.
Hidrosulfiti i natriumit (Na2S2O4), i njohur gjithashtu si hidrosulfit natriumi, është efektiv në reduktimin dhe kullimin e hekurit nga kaolini dhe aktualisht përdoret në industrinë e kaolinit. Megjithatë, kjo metodë duhet të kryhet në kushte të forta acidike (pH<3), duke rezultuar në kosto të larta operimi dhe ndikim mjedisor. Për më tepër, vetitë kimike të hidrosulfitit të natriumit janë të paqëndrueshme, duke kërkuar kushte të veçanta dhe të shtrenjta të ruajtjes dhe transportit.
Dioksidi i tiureas: (NH2) 2CSO2, TD) është një agjent i fortë reduktues, i cili ka avantazhet e aftësisë së fortë reduktuese, mirëdashjes ndaj mjedisit, shkallës së ulët të dekompozimit, sigurisë dhe kostos së ulët të prodhimit të serisë. Fe3 i patretshëm + në kaolinë mund të reduktohet në Fe2 të tretshëm + nëpërmjet TD.
Më pas, bardhësia e kaolinës mund të rritet pas filtrimit dhe larjes. TD është shumë e qëndrueshme në temperaturën e dhomës dhe në kushte neutrale. Aftësia e fortë reduktuese e TD mund të arrihet vetëm në kushtet e alkalinitetit të fortë (pH>10) ose ngrohjes (T>70 ° C), duke rezultuar në kosto të lartë funksionimi dhe vështirësi.
Metoda e oksidimit
Trajtimi i oksidimit përfshin përdorimin e ozonit, peroksidit të hidrogjenit, permanganatit të kaliumit dhe hipokloritit të natriumit për të hequr shtresën e karbonit të absorbuar për të përmirësuar bardhësinë. Kaolini në vendin më të thellë nën mbingarkesën më të trashë është gri, dhe hekuri në kaolinë është në gjendje reduktuese. Përdorni agjentë të fortë oksidues si ozoni ose hipoklorit natriumi për të oksiduar FeS2 të patretshëm në pirit në Fe2+ të tretshëm dhe më pas lajeni për të hequr Fe2+ nga sistemi.
Metoda e kullimit me acid
Metoda e kullimit me acid është shndërrimi i papastërtive të patretshme të hekurit në kaolinë në substanca të tretshme në tretësirat acidike (acid klorhidrik, acid sulfurik, acid oksalik etj.), duke realizuar kështu ndarjen nga kaolini. Krahasuar me acidet e tjera organike, acidi oksalik konsiderohet të jetë më premtuesi për shkak të forcës së tij acidike, vetive të mira kompleksuese dhe aftësisë së lartë reduktuese. Me acid oksalik, hekuri i tretur mund të precipitohet nga solucioni i shpëlarjes në formën e oksalatit të hekurit dhe mund të përpunohet më tej për të formuar hematit të pastër nëpërmjet kalcinimit. Acidi oksalik mund të merret me çmim të ulët nga procese të tjera industriale, dhe në fazën e pjekjes së prodhimit të qeramikës, çdo oksalat i mbetur në materialin e trajtuar do të dekompozohet në dioksid karboni. Shumë studiues kanë studiuar rezultatet e tretjes së oksidit të hekurit me acid oksalik.
Metoda e kalcinimit në temperaturë të lartë
Kalcinimi është procesi i prodhimit të produkteve të kaolinës me shkallë të veçantë. Sipas temperaturës së trajtimit, prodhohen dy lloje të ndryshme të kaolinës së kalcinuar. Kalcinimi në intervalin e temperaturës 650-700 ℃ heq grupin strukturor hidroksil dhe avulli i ujit që shpëton rrit elasticitetin dhe errësirën e kaolinit, i cili është një atribut ideal i aplikimit të veshjes së letrës. Përveç kësaj, duke ngrohur kaolinë në 1000-1050 ℃, jo vetëm që mund të rrisë gërryerjen, por edhe të marrë bardhësi 92-95%.
Kalcinimi me klorinim
Hekuri dhe titani u hoqën nga mineralet e argjilës, veçanërisht kaolinë me klorinim dhe u morën rezultate të mira. Në procesin e klorinimit dhe kalcinimit, në temperaturë të lartë (700 ℃ - 1000 ℃), kaoliniti i është nënshtruar dehidroksilimit për të formuar metakaolinit, dhe në temperaturë më të lartë formohen fazat spineli dhe mulliti. Këto transformime rrisin hidrofobicitetin, fortësinë dhe madhësinë e grimcave përmes sinterimit. Mineralet e trajtuara në këtë mënyrë mund të përdoren në shumë industri, si letër, PVC, gome, plastikë, ngjitës, lustrim dhe pasta dhëmbësh. Hidrofobia më e lartë i bën këto minerale më të pajtueshme me sistemet organike.
Metoda mikrobiologjike
Teknologjia e pastrimit mikrobial të mineraleve është një lëndë relativisht e re e përpunimit të mineraleve, duke përfshirë teknologjinë e pastrimit mikrobial dhe teknologjinë e flotacionit mikrobik. Teknologjia e kullimit mikrobial të mineraleve është një teknologji ekstraktimi që përdor ndërveprimin e thellë midis mikroorganizmave dhe mineraleve për të shkatërruar rrjetën kristalore të mineraleve dhe për të shpërndarë përbërësit e dobishëm. Piriti i oksiduar dhe mineralet e tjera sulfide të përfshira në kaolinë mund të pastrohen me anë të teknologjisë së nxjerrjes mikrobike. Mikroorganizmat e përdorur zakonisht përfshijnë Thiobacillus ferrooxidans dhe bakteret reduktuese të Fe. Metoda mikrobiologjike ka kosto të ulët dhe ndotje të ulët mjedisore, e cila nuk do të ndikojë në vetitë fizike dhe kimike të kaolinës. Është një metodë e re pastrimi dhe zbardhjeje me perspektivë zhvillimi për mineralet e kaolinës.
Përmbledhje
Trajtimi për heqjen dhe zbardhjen e hekurit të kaolinës duhet të zgjedhë metodën më të mirë sipas shkaqeve të ndryshme të ngjyrave dhe objektivave të ndryshme të aplikimit, të përmirësojë performancën gjithëpërfshirëse të bardhësisë së mineraleve të kaolinës dhe ta bëjë atë të ketë vlerë të lartë përdorimi dhe vlerë ekonomike. Tendenca e zhvillimit në të ardhmen duhet të jetë kombinimi organik i karakteristikave të metodës kimike, metodës fizike dhe metodës mikrobiologjike, në mënyrë që t'i jepet loja e plotë avantazheve të tyre dhe të frenohen disavantazhet dhe mangësitë e tyre, në mënyrë që të arrihet një efekt zbardhues më i mirë. Në të njëjtën kohë, është gjithashtu e nevojshme të studiohet më tej mekanizmi i ri i metodave të ndryshme të heqjes së papastërtive dhe të përmirësohet procesi për të bërë heqjen e hekurit dhe zbardhjen e kaolinës të zhvillohet në drejtim të gjelbër, efikas dhe me karbon të ulët.
Koha e postimit: Mar-02-2023