کائولن یک است کانی غیر فلزی، نوعی خاک رس و سنگ رسی که توسط کانی های رسی گروه کائولینیت غالب است. از آنجایی که سفید و ظریف است، به آن رس دولومیتی نیز می‌گویند که به نام روستای گاولینگ در جینگدژن، استان جیانگشی، نامگذاری شده است. کائولن خالص است. سفید و ظریف است. خاک سست است. پلاستیک و مقاومت خوبی در برابر آتش دارد. خواص دیگری هم دارد. این عمدتا از کائولینیت، اکلوژیت، میکا، ایلیت، مونت موریلونیت، کوارتز، فلدسپات و سایر کانی‌ها ساخته شده است. کائولن کاربردهای زیادی دارد. این عمدتا در کاغذ، سرامیک و مواد نسوز استفاده می شود. پس از آن در رنگ ها، پرکننده های لاستیکی، لعاب مینا و سیمان سفید استفاده می شود. همچنین در برخی از پلاستیک ها و چرخ های سنگ زنی استفاده می شود. در صابون ها، آفت کش ها، داروها، مواد شیمیایی و مصالح ساختمانی وجود دارد. در دفاع ملی و سایر صنایع نیز وجود دارد.
فناوری اصلی پردازش کائولن
فرآوری کائولن دو مرحله اصلی دارد. آنها فرآوری و تصفیه مواد معدنی هستند. همچنین شامل خرد کردن بسیار ریز، کلسینه کردن و اصلاح سطح است. کائولن سنگ معدن خام دارای کانی های گروه کائولینیت به عنوان جزء اصلی است. همچنین دارای مقادیر مختلفی از مونت موریلونیت کوچک، ایلمنیت، آلومینا، کوارتز، فلدسپات، میکا و مواد معدنی آهن (لیمونیت، هماتیت، رودوکروزیت، پیریت و غیره) است. همچنین دارای اکسیدهای تیتانیوم (ایلمنیت، روتیل و غیره)، مواد آلی (الیاف گیاهی، ذغال سنگ نارس آلی، زغال سنگ) و سایر ناخالصی ها است. به عنوان یک کاربرد پرکننده معدنی باید بهینه سازی و تصفیه باشد.
فرآیند غنی سازی کائولن به نوع سنگ معدن بستگی دارد. کائولن نرم و کائولن شنی با کائولن سخت (کائولنیت) متفاوت است. آنها از فرآیندهای مختلف بهره مندی و تصفیه استفاده می کنند.
فرآیند اصلی تولید کائولن شسته شده
مخزن
آب و ماده پراکنده با نیاز به قوام مشخص به سنگ خام اضافه می شود و دوغاب در مخلوط کن یا پوره ساخته می شود. خمیر کائولن را پراکنده می کند و آن را از ماسه و ناخالصی های گیاهی جدا می کند. این یک دوغاب با قوام خوب برای مرحله بعدی آماده می کند.
برای حذف شن و ماسه درشت طبقه بندی کننده پیچ
اندازه کوارتز، فلدسپات، میکا و سایر ناخالصی‌های موجود در سنگ معدن خام کائولن درشت است، به طور کلی بزرگتر از مش 325، در حالی که کائولن خوب است، عمدتا در -2 میکرومتر غنی شده است. اکثر ماسه درشت کوارتز و فلدسپات را می توان با یک طبقه بندی مارپیچی حذف کرد.
مرتب سازی هیدروسیکلون
این فرآیند از مرتب سازی هیدروسیکلون استفاده می کند. ماسه ریز کائولن (کوارتز ریز، فلدسپات و سایر ناخالصی ها) را از بین می برد. از Ø75، Ø50، Ø25 و سایر قطرهای مختلف هیدروسیکلون برای مرتب سازی چندگانه استفاده می کند.
طبقه بندی سانتریفیوژ مارپیچی افقی
سانتریفیوژ چیزها را به صورت مارپیچی مرتب می کند. بر اساس مواد مرتب می شود. یکی فرآیند را تنظیم می کند تا محصول را خوب نگه دارد. آنها این کار را با تغییر پارامترهایی مانند ضریب جداسازی انجام می دهند. در حال حاضر، بهره‌برداری کائولن داخلی نیز از طبقه‌بندی انتخاب هیدروسیکلون استفاده می‌کند. با این حال، تغییرات جریان و فشار، تثبیت کیفیت محصول را در -2μm دشوار می کند. آنها بیش از 90% کارایی طبقه بندی را به خود اختصاص می دهند. اما به خوبی طبقه بندی گریز از مرکز مارپیچی افقی نیست.
جداسازی مغناطیسی
اگر کائولن خوب یا با کیفیت بالا مورد نیاز است، جداسازی مغناطیسی قوی یا با گرادیان بالا، شیمیایی بلیچینگ، فلوتاسیون و لخته سازی انتخابی نیز در بیشتر موارد مورد نیاز است. ناخالصی های معدنی رنگی موجود در کائولن، مانند لیمونیت، هماتیت، رودوکروزیت، پیریت، آناتاز، روتیل و غیره، دارای خاصیت مغناطیسی ضعیفی هستند، بنابراین کائولن پس از حذف ماسه می تواند توسط یک جداکننده مغناطیسی قوی یا جداکننده مغناطیسی با گرادیان بالا جدا شود.
زیرا بیشتر مواد معدنی آهن و تیتانیوم موجود در کائولن به خوبی جاسازی شده اند اندازه ذراتجداسازی مغناطیسی به طور کلی قوی اغلب نرخ حذف پایینی دارد، بنابراین بیشتر صنایع فعلی از جداکننده های مغناطیسی با گرادیان بالا برای جداسازی مغناطیسی کائولن استفاده می کنند. علاوه بر این، عملکرد بهتر جداکننده مغناطیسی ابررسانا نیز برای جداسازی مغناطیسی کائولن آهن استفاده شده است. این جداکننده مغناطیسی نه تنها قدرت میدان مغناطیسی را بیشتر بهبود می بخشد، بلکه می توانید کیفیت بالاتری از کائولن با کیفیت بالا دریافت کنید و مصرف انرژی را کاهش دهید. اگر شاخص سفیدی کائولن پس از جداسازی مغناطیسی هنوز نتواند به نیاز کائولن با کیفیت بالا برسد، به طور کلی از سفید کننده شیمیایی استفاده می شود.
جداکننده مغناطیسی مخصوص شستشوی کائولن یک جداکننده مغناطیسی قوی از نوع مرطوب با قدرت مغناطیسی تا 16000GS است که می تواند آهن احیا شده را حذف کرده و سفیدی کائولن را در طی فرآیند آسیاب کائولن بهبود بخشد. این می تواند آهن احیا شده در کائولن را در طی آسیاب کائولن حذف کند تا سفیدی و سایر مواد مغناطیسی ضعیف را بهبود بخشد.
سفید کننده شیمیایی
سفید کردن کائولن را از نظر شیمیایی تغییر می دهد. این فرآیند اغلب به عملکرد کائولن و ناخالصی های موجود در آن مربوط می شود. مواد معدنی آهن، مواد معدنی تیتانیوم و مواد آلی ناخالصی های اصلی کائولن هستند. عملکرد آن را کاهش می دهند. مردم معمولا از بسیاری از روش های سفید کننده شیمیایی استفاده می کنند. اینها شامل روش احیا و روش اکسیداسیون است. آنها همچنین شامل روش ترکیبی اکسیداسیون-کاهش و روش تصفیه اسیدشویی هستند.
فرآیند فیلتراسیون
از تغذیه دوغاب با فشار بالا استفاده می کند. این کار بهره وری را بهبود می بخشد و رطوبت محصول را زیر 32 ~ 35% نگه می دارد. همچنین باعث صرفه جویی در انرژی و بهبود محیط کار می شود.
فرآیند خشک کردن و شکستن
می توان از خشک کن برقی استفاده کرد.
در حال حاضر، اکثر محصولات کائولن داخلی ما کم عیار هستند و 80% فقط در صنعت سرامیک قابل استفاده است. کیفیت و کمیت محصولات کائولن با عیار بالا باید مطابق با نیازهای بازار داخلی باشد.
عوامل متعددی بر سفیدی محصولات کائولن شسته شده تأثیر می گذارد. آنها را می توان از چهار جنبه تجزیه و تحلیل کرد: منبع سنگ معدن، روش های مورد استفاده در غنی سازی، دانه بندی محصول و محتوای آب آن.
(1) منبع سنگ معدن
محتوای ناخالصی سنگ معدن خام کائولن شسته شده از منشاء یا مناطق معدنی مختلف متفاوت است و سفیدی مربوطه نیز متفاوت خواهد بود. ترکیبات تیتانیوم و آهن ناخالصی های اصلی موثر بر سفیدی کائولن هستند. هنگامی که مجموع دو محتوا از 1% بیشتر شود، مقدار سفیدی آن معمولا کمتر از 85% است.
تحقیقات نشان می دهد که آهن موجود در کائولن به اشکال لیمونیت، هماتیت، پیریت، رودوکروزیت و ایلمنیت وجود دارد. این تنوع باعث می شود کائولن رنگ های متفاوتی را نشان دهد. این آهن ها به اشکال مختلف در کائولن هستند. ترکیب آنها با کائولن نیز به اشکال مختلف است. کریستال ها در کائولن به صورت ذرات ریز هستند. آمورف ها روی سطح ذرات کائولن قرار دارند. آنها به صورت کپسوله هستند. آمورف ها رایج ترین هستند.
در این فرآیند، توجه داشته باشید که سنگ رنگی یکسان باید با هم پردازش شود. رنگ سنگ معدن باید کاملاً طبقه بندی شود. باید بر اساس نوع پردازش طبقه بندی شود. در طول فرآوری رنگ های مختلف سنگ معدن را با هم مخلوط نکنید. تنها از این طریق می توان از خلوص سنگ معدن اطمینان حاصل کرد و سپس سفیدی محصول را بهبود بخشید.
(2) روش های بهره مندی
ابتدا باید وضعیت وجود آهن در کائولن به درستی بررسی شود تا بتوان روش مناسبی برای حذف آهن انتخاب کرد. سه دسته اصلی از روش های حذف و سفید کردن آهن برای کائولن وجود دارد: فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی.
ما معمولا از روش های فیزیکی (انتخاب مجدد، شناورسازی، جداسازی مغناطیسی) برای غنی سازی مواد خام کائولن یا حذف مواد مضر استفاده می کنیم. ابتدا اکثر مواد معدنی ناخالص را برای تصفیه کائولن جدا می کنند. جداکننده های مغناطیسی با گرادیان بالا و ابررسانا حذف آهن در کائولن را بهبود بخشیده است.
اما روش فیزیکی محدودیت هایی دارد. برای محتوای کم و اندازه کوچک مواد معدنی ناخالص کار نمی کند. اثر جدایی مشخص نیست. همچنین نمی تواند آهن مشبک را جدا کند. بنابراین، برای به دست آوردن کائولن سفید با کیفیت بالا، نمی‌توانیم تنها به مرتب‌سازی فیزیکی تکیه کنیم.
با مواد شیمیایی آهن را از مواد معدنی حذف می کنیم. مواد شیمیایی آهن را حل می کنند اما مواد معدنی دیگر را حل نمی کنند. روش شیمیایی حذف آهن بسیار واضح است. از روش کاهش اکسیداسیون استفاده می کند. این روش بالغ است و کاربرد وسیعی دارد. اما گران است و به طور جدی آلودگی ایجاد می کند.
پس از مقایسه، به راحتی می توان دریافت که روش شیمیایی دارای ایراداتی است. اما در عمل همچنان روش ارجح است، زیرا آهن را به خوبی سفید می کند.
(3) اندازه دانه بندی محصول
به طور کلی، هرچه اندازه ذرات سنگ معدن ریزتر باشد، مقدار سفیدی مربوط به آن بالاتر است. با این حال، استفاده های مختلف از مواد معدنی نیازهای اندازه ذرات متفاوتی در پردازش واقعی دارند. سپس، پردازش بیشتر همچنین باعث افزایش حجم کار و کاهش راندمان کار می شود که می تواند منجر به صرفه جویی در هزینه های پردازش شود.
(4) میزان رطوبت
محتوای آب معدنی عامل اصلی ارزش سفیدی است. کاهش محتوای آب سنگ معدن می تواند به طور موثر سفیدی را بهبود بخشد. بنابراین در فرآوری سنگ معدن باید از علم و روش های موثر برای کاهش محتوای آب سنگ معدن استفاده کرد. این تنها راهی است که سنگ معدن فرآوری شده می تواند سفیدی بالاتری داشته باشد.
کائولن دارای منابعی برای از بین بردن آهن و سفید کننده است. آنها آن را سفیدتر و بهتر می کنند و ارزش بالایی به آن می دهند. انواع و علل سنگ معدن کائولن بسته به مکان متفاوت است. آنها به اشکال مختلف آهن منجر می شوند. برای حذف آن باید روش مناسب را برای شرایط انتخاب کنیم. برای یافتن بهترین راه برای حذف آهن باید آزمایش های زیادی انجام دهیم.