【概況】砂質(zhì)高嶺土屬風(fēng)化型或沉積型礦床,主要分布在南方亞熱帶多雨地區(qū),由高嶺石、石英、長(zhǎng)石和云母等組成。砂質(zhì)高嶺土原礦中,高嶺石含量一般在15~30%,粒徑大于50μm的石英、長(zhǎng)石、云母等礦物的含量≥50%。高嶺土的主要礦物成分是高嶺石,高嶺石的晶體化學(xué)式為Al2O3·2SiO2·2H2O,其理論化學(xué)組成為46.54%的SiO2,39.5%的Al2O3,13.96%的H2O。
【評(píng)價(jià)指標(biāo)】衡量高嶺土工藝特性的指標(biāo)有:成分、白度和亮度、粒度分布、可塑性、結(jié)合性、粘性和觸變性、干燥性能、燒結(jié)性、燒成收縮、耐火性、懸浮性和分散性、可選性、離子吸附性及交換性、化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性等。其中最重要指標(biāo)之一是白度,尤其是用于陶瓷領(lǐng)域的高嶺土需要具有較高的燒成白度,而影響白度的主要因素是Fe、Ti等染色物質(zhì)。根據(jù)不同的工藝參數(shù),可以作為制造不同種類(lèi)產(chǎn)品的依據(jù)。
【選礦工藝】原礦經(jīng)過(guò)制漿、除砂、分級(jí)、提純(磁選或漂白,本文主要以磁選為提純工藝)、濃縮、改性、壓濾,即可獲得高嶺土精礦產(chǎn)品,這樣得到的產(chǎn)品可用于陶瓷或造紙涂料。
(1)制漿除砂分級(jí)工藝:該工藝由球磨機(jī)、螺旋分級(jí)機(jī)、高頻篩、旋流器等組成,原礦輸送至球磨機(jī)(高鋁球),經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單研磨、制漿后,分別經(jīng)過(guò)螺旋分級(jí)機(jī)、高頻篩、旋流器等設(shè)備實(shí)現(xiàn)高嶺土與石英砂的分離。
(2) 磁選提純工藝:高嶺土的磁選工藝一般以漿料式磁選機(jī)為主,工藝流程可根據(jù)不同礦物除鐵的要求進(jìn)行組合搭配。常見(jiàn)形式有:一段立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)除鐵+一段漿料式磁選機(jī)除鐵;兩段漿料式磁選機(jī)串聯(lián)除鐵等。磁選設(shè)備的性能、介質(zhì)配比、工藝參數(shù)設(shè)置等都關(guān)系到提純效果。
(3) 改性工藝:高嶺土礦可根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行必要的物理特性改變,主要指可塑性、結(jié)合性、粘性等,本文不做贅述。
(4) 濃縮壓濾工藝:主要由濃密機(jī)、板框壓濾機(jī)組成,工作時(shí)通過(guò)增加適當(dāng)?shù)男跄齽?,增加濃縮效果和效率,再經(jīng)過(guò)濾機(jī)獲得高嶺土產(chǎn)品。
【影響因素】衡量高嶺土品質(zhì)的指標(biāo)很多,在此以高嶺土成分、白度和含鐵量等常見(jiàn)主要指標(biāo)進(jìn)行分析。并從供礦條件和磁選條件分別闡述,供礦條件主要有:分級(jí)粒度、處理量、濃度、分散劑含量;設(shè)備條件主要有:磁場(chǎng)強(qiáng)度、介質(zhì)配比等,具體如下:
(1) 分級(jí)粒度:砂質(zhì)高嶺土分級(jí)粒度決定了高嶺土的質(zhì)量。即使相同的高嶺土,粒度分級(jí)不同,鋁含量、白度、含鐵量都不同,成品的成分都存在差異。砂質(zhì)高嶺土粒度分級(jí)按照-150目、-200目、-325目等級(jí)劃分。
(2) 處理量:高嶺土提純時(shí),處理量大小和產(chǎn)品品質(zhì)有關(guān)。在同等條件下,處理量越大,產(chǎn)品白度提升的幅度就相對(duì)越小。處理量可以理解為供礦礦漿的流量。
(3) 濃度:在高嶺土提純時(shí),濃度關(guān)系到產(chǎn)品的處理量、提純效果。實(shí)際生產(chǎn)濃度一般在15~25%,生產(chǎn)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體的礦物條件探索最佳濃度。在相同條件下,一般濃度越高,處理量越大,提純效果相應(yīng)會(huì)下降。
(4)分散劑含量:增加分散劑可以降低高嶺土的粘性,提高流動(dòng)性,不僅可以增加處理量,還可以提高提純效果。生產(chǎn)實(shí)踐中分散劑的使用量一般為1~3‰,具體根據(jù)使用效果確定。在同等條件下,分散劑可提升產(chǎn)品1~3度白度。
(5) 磁場(chǎng)強(qiáng)度:背景磁感應(yīng)強(qiáng)度是表征磁選機(jī)性能的主要參數(shù),磁選工藝的背景磁感應(yīng)強(qiáng)度條件決定了高嶺土提純的效果。在相同的供礦條件和生產(chǎn)工藝時(shí),背景磁場(chǎng)梯度越高,除鐵效果越好。
(6) 介質(zhì)配比:在相同的背景磁感應(yīng)強(qiáng)度條件下,磁選機(jī)的介質(zhì)配比關(guān)系到高嶺土提純的白度。實(shí)際生產(chǎn)中,一般根據(jù)不同礦物的除鐵效果,將多種介質(zhì)組合形成復(fù)合介質(zhì)堆用于磁選作業(yè),達(dá)到最佳除鐵效果。
【小結(jié)】長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)砂質(zhì)高嶺土主要以開(kāi)采原礦和產(chǎn)品粗加工為主,采選工藝簡(jiǎn)單粗放,生產(chǎn)出來(lái)的高嶺土品質(zhì)較差。近年來(lái)隨著我國(guó)工業(yè)水平的提升,各行各業(yè)對(duì)優(yōu)質(zhì)高嶺土的需求越來(lái)越大,且隨著選礦技術(shù)和裝備的發(fā)展進(jìn)步,砂質(zhì)高嶺土提純技術(shù)得到了很大的提升,高嶺土的品質(zhì)越來(lái)越高,價(jià)格也水漲船高,為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。