Méthode de déferrisation et de purification de l'argile kaolinique

L'état d'occurrence du fer dans kaolin est le principal facteur déterminant la méthode d'élimination du fer. À l'heure actuelle, la présence de fer dans le kaolin, au niveau national et international, est divisée en deux types : l'un est présent dans la kaolinite et les minéraux accessoires (tels que le mica, le dioxyde de titane et l'illite), et s'appelle le fer structurel. L'autre se présente sous la forme de minéraux ferreux indépendants, appelés fer libre (y compris le fer de surface, le fer cristallin à grain fin et le fer amorphe).

Argile kaolinique

Kaolin Le kaolin est une argile et une roche argileuse dominée par des minéraux argileux de type kaolinite. Le kaolin est blanc, fin et doux comme de l'argile, et possède de bonnes propriétés physiques et chimiques telles que la plasticité et la résistance au feu. Il s'agit également d'un important minéral non métallique. Il fait partie des quatre principaux minéraux non métalliques avec le mica, le quartz et le carbonate de calcium. Il est largement utilisé.

Le kaolin est principalement utilisé dans la fabrication du papier, des céramiques et des matériaux réfractaires, puis dans les revêtements, les charges de caoutchouc, les émaux et les matières premières du ciment blanc, et une petite quantité est utilisée dans les plastiques, les meules, les cosmétiques quotidiens, la médecine, les textiles, le pétrole, les produits chimiques, les matériaux de construction, la défense nationale, etc. Secteur industriel. Avec le développement rapide de la science et de la technologie modernes, certains domaines de haute technologie ont commencé à utiliser le kaolin comme nouveau matériau, et les pièces en porcelaine résistantes aux températures élevées des réacteurs atomiques, des navettes spatiales et des vaisseaux spatiaux sont également fabriquées à partir de kaolin.

Afin de minimiser la teneur en fer du kaolin et d'en améliorer la pureté, les méthodes couramment utilisées pour l'élimination du fer et la purification du kaolin sont les suivantes：

1. Séparation magnétique méthode

La méthode de déferrisation par séparation magnétique présente les avantages d'une économie d'énergie et d'une faible pollution de l'environnement, et est devenue la méthode de déferrisation préférée de diverses entreprises de kaolin. La séparation est basée sur les différentes susceptibilités magnétiques de masse des minéraux, c'est-à-dire que le champ magnétique a des effets différents sur les différents minéraux contenant du fer. La séparation magnétique ordinaire est plus efficace pour les minéraux fortement magnétiques, mais les impuretés minérales ferreuses dans le kaolin sont généralement faiblement magnétiques. À l'heure actuelle, la méthode de séparation magnétique forte à gradient élevé est principalement utilisée, ou bien les minéraux faiblement magnétiques sont convertis en oxyde de fer fortement magnétique après grillage, puis la méthode de séparation magnétique ordinaire est utilisée pour les éliminer.

La méthode de séparation magnétique à champ magnétique fort et à gradient élevé a un bon effet de séparation magnétique et d'élimination du fer sur les particules fines faiblement magnétiques et même sur les particules colloïdales dans le kaolin, et la pureté du kaolin s'en trouve considérablement améliorée.

Les séparation magnétique à haut gradient présente deux avantages majeurs : 1. Elle possède une structure d'aimant solénoïde avancée ; 2. elle dispose d'un milieu de concentration magnétique capable de produire une forte intensité d'induction magnétique. Sous l'effet d'un champ magnétique intense, la surface du milieu de concentration magnétique en acier inoxydable peut générer un gradient de champ magnétique élevé, ce qui permet de séparer les matériaux faiblement magnétiques de l'ordre du micron ou de la particule colloïdale.

2. Processus de flottation Méthode

Le processus de flottation permet d'éliminer efficacement les impuretés de fer, de titane et de carbone dans le kaolin, et de réaliser le recyclage et la réutilisation des ressources de kaolin à faible teneur, telles que le kaolin de mesure de charbon. Les particules d'argile kaolinique sont plus fines et plus difficiles à flotter que les minéraux de gangue. Par conséquent, le processus de purification par flottation du kaolin adopte principalement la flottation inverse pour obtenir un meilleur effet d'élimination des impuretés.

• Méthode de flottation du support

La méthode consiste à ajouter un support minéral, tel que la calcite, etc. pendant le processus de flottation, à adsorber le minéral d'impureté extrêmement fin Fe2O3 sur le support minéral, et à adhérer aux bulles au moyen du collecteur ou de l'hydrophobicité du support lui-même pour obtenir une mousse de support contenant du fer. Et les produits concentrés de kaolin, afin de réaliser la séparation du kaolin et du Fe2O3.

Selon la recherche, en utilisant de l'huile de goudron comme collecteur, du carbonate de sodium comme ajusteur de pH, du sulfate d'ammonium comme inhibiteur, du verre d'eau comme dispersant de boue, avec l'aide d'une machine de flottation à agitation mécanique conventionnelle, la méthode de flottation sur support est utilisée pour fabriquer ce produit. La teneur en Fe2O3 d'un certain kaolin a été réduite de 0,72% à moins de 0,5%. L'effet d'élimination du fer de cette méthode n'est pas seulement lié à l'adsorption, à l'entraînement, à l'agglomération et au mélange cristallin des impuretés de fer dans le kaolin par le support d'adsorption, mais aussi à des facteurs tels que la valeur du pH du système de boue, le moment et le lieu d'ajout du support ; L'application du kaolin dans l'élimination et la purification du fer est limitée.

• Méthode de flottation en double liquide

Dans cette méthode, de l'acide gras (ou d'autres collecteurs hydrophobes capables de capturer les minéraux ferreux impurs) est ajouté à la boue de kaolin, agité, statique et stratifié pour former un liquide organique (contenant du Fe2O3) et un liquide bicouche en suspension dans le kaolin, puis réutilisé pour la séparation par gravité. l'équipement est séparé.

L'intensité de l'agitation est un facteur important qui affecte l'effet de séparation de cette méthode. Si l'intensité de l'agitation est insuffisante, la phase organique sera dispersée de manière inégale et la probabilité que les minéraux ferreux entrent en collision avec elle sera réduite ; si l'intensité de l'agitation est trop importante, la phase intermédiaire du liquide trouble laiteux se formera facilement ; il faut donc choisir une intensité d'agitation appropriée ; en outre, cette méthode produira des lots de déchets organiques. Les facteurs susmentionnés ont limité l'application de la méthode de flottation en double liquide pour l'élimination du fer et la purification du kaolin.

• Méthode de floculation sélective

La méthode de floculation sélective consiste à ajouter un floculant à la pâte entièrement dispersée et à floculer sélectivement les impuretés de fer libres et nocives dispersées dans la pâte grâce à l'effet de pont entre le floculant et la surface des particules minérales, puis à séparer les flocs de la pâte. Dans la production de cette méthode, une grande quantité d'eau (la concentration de la pâte est inférieure à 20%) doit être éliminée dans le processus ultérieur, et le floculant résiduel dans le concentré de kaolin affecte également la qualité du produit final.

La flottation a été utilisée pour traiter le kaolin provenant de gisements primaires et secondaires. Au cours du processus de flottation, les particules de kaolinite et de mica sont séparées et le produit purifié qui en résulte est une matière première de qualité industrielle. La séparation sélective par flottation de la kaolinite et du feldspath est généralement effectuée dans une boue d'eau au pH contrôlé.

3. Méthode d'oxydation

La méthode d'oxydation consiste à utiliser un oxydant puissant pour oxyder les impuretés ferreuses (pyrite, etc.) dans l'argile kaolinique à l'état réduit en ions ferreux solubles dans l'eau, puis à les filtrer et à les laver pour les éliminer. Les oxydants puissants peuvent être choisis parmi l'hypochlorite de sodium, le peroxyde d'hydrogène, le chlore, l'ozone, le permanganate de potassium, etc.

De nombreux facteurs influencent le processus de blanchiment oxydatif, tels que les caractéristiques minérales, la concentration de la pâte, le temps de blanchiment, la température du système et le dosage de l'oxydant. La méthode d'oxydation n'est efficace que pour éliminer les impuretés de fer dans le kaolin sous forme de pyrite ; en outre, le processus d'élimination du fer est également affecté par de nombreux facteurs tels que la valeur pH du milieu, les caractéristiques du minerai, la concentration de la boue, la température et le dosage du produit chimique. Cependant, cette méthode n'a pas d'effet évident sur la purification du kaolin à forte teneur en oxyde de fer, et l'oxydant utilisé est relativement corrosif pour l'équipement et d'un coût élevé.

Toutes les méthodes de déferrisation ont leurs propres avantages. En raison des différences dans les causes et les types de minerai de kaolin, il est nécessaire de sélectionner le meilleur schéma de déferrisation et de purification en fonction de l'état d'apparition du fer dans la pratique industrielle. La pureté du kaolin a un impact crucial sur sa valeur économique, et le kaolin en général doit être purifié par élimination du fer pour répondre aux exigences d'utilisation. Envisager d'utiliser une combinaison de méthodes pour exploiter les points forts et éviter les points faibles.