Физик-химийн онцгой шинж чанартай каолин нь керамик, цаас, резин, хуванцар, галд тэсвэртэй материал, газрын тос боловсруулах болон бусад үйлдвэр, хөдөө аж ахуй, үндэсний батлан хамгаалахын дэвшилтэт технологийн салбарт зайлшгүй шаардлагатай металл бус эрдэс баялаг юм. Каолины цагаан байдал нь түүний хэрэглээний үнэ цэнийн чухал үзүүлэлт юм.
Каолины цагаан байдалд нөлөөлөх хүчин зүйлс
Каолин бол гол төлөв каолинитын эрдэсээс тогтсон нарийн ширхэгтэй шавар эсвэл шаварлаг чулуулаг юм. Түүний болор химийн томъёо нь 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O юм. Бага хэмжээний шавар бус ашигт малтмал нь кварц, хээрийн жонш, төмрийн эрдэс, титан, хөнгөн цагааны гидроксид ба исэл, органик бодис гэх мэт.
Каолины талст бүтэц
Каолин дахь хольцын төлөв байдал, шинж чанараас хамааран каолины цайралтыг бууруулахад хүргэдэг хольцыг гурван төрөлд хувааж болно: органик нүүрстөрөгч; Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn гэх мэт пигментийн элементүүд; Биотит, хлорит гэх мэт хар өнгөтэй эрдэс бодисууд.Ерөнхийдөө каолинд агуулагдах V, Cr, Cu, Mn болон бусад элементийн агууламж бага байдаг нь цагаан өнгөтэй байдалд бага нөлөө үзүүлдэг. Төмөр, титаны эрдэсийн найрлага, агууламж нь каолины цагаан байдалд нөлөөлдөг гол хүчин зүйл юм. Тэдний оршин тогтнох нь каолины байгалийн цагаан байдалд нөлөөлөөд зогсохгүй түүний шохойжсон цагаан байдалд нөлөөлнө. Ялангуяа төмрийн исэл байгаа нь шаврын өнгөнд сөргөөр нөлөөлж, гэрэл гэгээ, галд тэсвэртэй байдлыг бууруулдаг. Төмрийн ислийн исэл, гидроксид, гидрат ислийн хэмжээ 0.4% байсан ч шаварлаг тунадасыг улаанаас шаргал өнгөтэй болгоход хангалттай. Эдгээр төмрийн исэл ба гидроксид нь гематит (улаан), маггемит (улаан хүрэн), гетит (хүрэн шар), лимонит (улбар шар), усжуулсан төмрийн исэл (хүрэн улаан) гэх мэт байж болно.Төмрийн хольцыг зайлуулах гэж хэлж болно. каолиныг илүү сайн ашиглахад маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Төмрийн элементийн үүсэх байдал
Каолин дахь төмрийн илрэх байдал нь төмрийг зайлуулах аргыг тодорхойлдог гол хүчин зүйл юм. Олон тооны судалгаагаар болор төмрийг нарийн ширхэгтэй тоосонцор каолинд хольдог бол аморф төмөр нь каолины нарийн ширхэгтэй хэсгүүдийн гадаргуу дээр бүрхэгдсэн байдаг. Одоогийн байдлаар каолин дахь төмрийн илрэлийн төлөвийг дотоод болон гадаадад хоёр төрөлд хуваадаг: нэг нь каолинит ба нэмэлт эрдэс (гялтгануур, титаны давхар исэл, иллит гэх мэт) бөгөөд үүнийг бүтцийн төмөр гэж нэрлэдэг; Нөгөө нь чөлөөт төмөр гэж нэрлэгддэг бие даасан төмрийн эрдэс (гадаргуугийн төмөр, нарийн ширхэгтэй талст төмөр, аморф төмөр) хэлбэртэй байдаг.
Каолиныг төмрийг зайлуулах, цайруулах замаар гаргаж авсан төмөр нь чөлөөт төмөр бөгөөд үүнд голчлон магнетит, гематит, лимонит, сидерит, пирит, ильменит, ярозит болон бусад эрдэс бодис орно; Ихэнх төмөр нь маш их тархсан коллоид лимонит хэлбэрээр, бага хэмжээгээр бөмбөрцөг хэлбэртэй, жигд бус гетит, гематит хэлбэрээр байдаг.
Каолины төмрийг арилгах, цайруулах арга
Ус тусгаарлах
Энэ аргыг голчлон кварц, хээрийн жонш, гялтгануур зэрэг задралын эрдэс бодис, чулуулгийн үлдэгдэл зэрэг бүдүүн хольц, түүнчлэн зарим төмөр, титаны эрдсүүдийг цэвэрлэхэд ашигладаг. Каолинтой ижил нягтрал, уусах чадвар бүхий хольцын эрдэс бодисыг арилгах боломжгүй бөгөөд цайралтын сайжруулалт нь харьцангуй илэрхий биш байгаа нь харьцангуй өндөр чанарын каолины хүдрийг баяжуулах, цайруулахад тохиромжтой.
Соронзон тусгаарлалт
Каолин дахь төмрийн эрдэс хольц нь ихэвчлэн сул соронзон шинж чанартай байдаг. Одоогийн байдлаар өндөр градиенттай хүчтэй соронзон тусгаарлах аргыг голчлон ашигладаг, эсвэл сул соронзон эрдсийг шарж дууссаны дараа хүчтэй соронзон төмрийн исэл болгон хувиргаж, дараа нь энгийн соронзон тусгаарлах аргаар зайлуулдаг.
Босоо цагираг өндөр налуу соронзон тусгаарлагч
Цахилгаан соронзон зуурмагт зориулсан өндөр налуу соронзон тусгаарлагч
Бага температурт хэт дамжуулагч соронзон тусгаарлагч
Флотацийн арга
Анхдагч болон хоёрдогч ордын каолиныг цэвэрлэхэд флотацийн аргыг хэрэглэсэн. Флотацийн процесст каолинит ба гялтгануурын тоосонцорыг ялгаж, цэвэршүүлсэн бүтээгдэхүүн нь хэд хэдэн тохиромжтой үйлдвэрийн түүхий эд болдог. Каолинит ба хээрийн жоншийг сонгомол флотацийн аргаар ялгах нь ихэвчлэн хяналттай рН бүхий зутан дотор хийгддэг.
Бууруулах арга
Бууруулах арга нь каолины гурвалсан төлөвт байгаа төмрийн хольцыг (гематит, лимонит гэх мэт) уусдаг хоёр валент төмрийн ион болгон багасгахын тулд бууруулагч бодисыг ашиглан шүүж, угаах замаар арилгадаг. Үйлдвэрийн каолиноос Fe3+ хольцыг зайлуулах нь ихэвчлэн физик технологи (соронзон ялгах, сонгомол флокуляци) болон химийн боловсруулалтыг хүчиллэг эсвэл багасгах нөхцөлд хослуулан хийдэг.
Натрийн гидросульфит (Na2S2O4) буюу натрийн гидросульфит нь каолиноос төмрийг багасгах, уусгахад үр дүнтэй байдаг бөгөөд одоогоор каолины үйлдвэрлэлд ашиглагдаж байна. Гэсэн хэдий ч энэ аргыг хүчтэй хүчиллэг нөхцөлд (рН<3) хийх ёстой бөгөөд ингэснээр ашиглалтын зардал өндөр, байгаль орчинд сөрөг нөлөө үзүүлэх болно. Нэмж дурдахад натрийн гидросульфитын химийн шинж чанар нь тогтворгүй бөгөөд тусгай, үнэтэй хадгалах, тээвэрлэх зохицуулалт шаарддаг.
Тиокарбамид давхар исэл: (NH2) 2CSO2, TD) нь хүчтэй бууруулагч бодис бөгөөд энэ нь хүчтэй бууруулах чадвартай, байгаль орчинд ээлтэй, задралын хурд бага, аюулгүй байдал, багц үйлдвэрлэлийн өртөг багатай зэрэг давуу талтай. Каолинд уусдаггүй Fe3+-ийг TD-ээр дамжуулан уусдаг Fe2+ болгон бууруулж болно.
Дараа нь шүүж, угаасны дараа каолины цайралтыг нэмэгдүүлж болно. TD нь өрөөний температур, төвийг сахисан нөхцөлд маш тогтвортой байдаг. TD-ийн хүчтэй бууралтын чадварыг зөвхөн хүчтэй шүлтлэг (рН>10) эсвэл халаах (T>70 ° C) нөхцөлд олж авах боломжтой бөгөөд энэ нь үйл ажиллагааны өндөр өртөг, хүндрэл учруулдаг.
Исэлдэлтийн арга
Исэлдэлтийн эмчилгээнд озон, устөрөгчийн хэт исэл, калийн перманганат, натрийн гипохлорит зэргийг ашиглан шингэсэн нүүрстөрөгчийн давхаргыг арилгахын тулд цайралтыг сайжруулна. Зузаан давхрагын гүн дэх каолин нь саарал өнгөтэй, каолин дахь төмөр нь бууралтын байдалд байна. Пиритэд уусдаггүй FeS2-ийг уусдаг Fe2+ болтол исэлдүүлэхийн тулд озон эсвэл натрийн гипохлорит зэрэг хүчтэй исэлдүүлэгч бодис хэрэглэж, системээс Fe2+-ийг зайлуулна.
Хүчиллэг уусгах арга
Хүчиллэг уусгах арга нь каолин дахь уусдаггүй төмрийн хольцыг хүчиллэг уусмалд уусдаг бодис болгон хувиргах (давсны хүчил, хүхрийн хүчил, оксалийн хүчил гэх мэт) бөгөөд ингэснээр каолиныг салгах явдал юм. Бусад органик хүчлүүдтэй харьцуулахад оксалийн хүчил нь хүчиллэг чанар, сайн нийлмэл шинж чанар, өндөр ангижруулах чадвараараа хамгийн ирээдүйтэй гэж тооцогддог. Оксалийн хүчлээр ууссан төмрийг уусгах уусмалаас төмрийн оксалат хэлбэрээр тунадасжуулж, улмаар кальцинжуулах замаар цэвэр гематит үүсгэх боломжтой. Оксалийн хүчлийг бусад үйлдвэрлэлийн процессоос хямд үнээр олж авах боломжтой бөгөөд керамик үйлдвэрлэлийн шаталтын үе шатанд боловсруулсан материал дахь оксалат үлдэгдэл нүүрстөрөгчийн давхар исэл болж задардаг. Төмрийн ислийг оксалик хүчилтэй уусгах үр дүнг олон судлаачид судалжээ.
Өндөр температурт кальцинжуулах арга
Кальцинжуулалт нь тусгай зэрэглэлийн каолин бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх үйл явц юм. Эмчилгээний температурын дагуу хоёр өөр төрлийн кальцижуулсан каолин үйлдвэрлэдэг. 650-700 хэмийн температурт шохойжуулах нь бүтцийн гидроксил бүлгийг арилгаж, гадагш гарч буй усны уур нь каолины уян хатан чанар, тунгалаг байдлыг сайжруулдаг бөгөөд энэ нь цаасан бүрхүүлийн хамгийн тохиромжтой шинж чанар юм. Түүнчлэн каолиныг 1000-1050 ℃ температурт халааснаар элэгдэлд орох чадварыг нэмэгдүүлээд зогсохгүй 92-95% цайруулна.
Хлоржуулах кальцинжуулалт
Шаварлаг эрдсээс төмөр, титан, ялангуяа каолиныг хлоржуулж, сайн үр дүнд хүрсэн. Хлоржуулах, шохойжуулах явцад өндөр температурт (700 ℃ - 1000 ℃) каолинит нь дегидроксилжилтэнд орж, метакаолинит, илүү өндөр температурт шпинель, муллит фазууд үүсдэг. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь шингэлэх замаар бөөмсийн гидрофобик чанар, хатуулаг, хэмжээг нэмэгдүүлдэг. Ингэж боловсруулсан эрдэс бодисыг цаас, PVC, резин, хуванцар, цавуу, өнгөлгөө, шүдний оо зэрэг олон салбарт ашиглаж болно. Өндөр гидрофобик чанар нь эдгээр эрдэсийг органик системд илүү нийцтэй болгодог.
Микробиологийн арга
Ашигт малтмалын бичил биетээр цэвэршүүлэх технологи нь бичил биетээр уусгах технологи, бичил биетний флотацийн технологи зэрэг ашигт малтмалын боловсруулалтын харьцангуй шинэ сэдэв юм. Ашигт малтмалыг бичил биетээр уусгах технологи нь бичил биетэн ба эрдсүүдийн хоорондын гүн харилцан үйлчлэлийг ашиглан эрдсийн болор торыг устгаж, ашигтай бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг уусгах олборлолтын технологи юм. Каолинд агуулагдах исэлдсэн пирит болон бусад сульфидын хүдрийг бичил биетээр олборлох технологиор цэвэршүүлэх боломжтой. Түгээмэл хэрэглэгддэг бичил биетүүдэд Thiobacillus ferrooxidans болон Fe-reducing бактери орно. Микробиологийн арга нь бага өртөгтэй, хүрээлэн буй орчны бохирдол багатай тул каолины физик, химийн шинж чанарт нөлөөлөхгүй. Энэ нь каолины эрдсийг хөгжүүлэх хэтийн төлөвтэй цэвэршүүлэх, цайруулах шинэ арга юм.
Дүгнэлт
Каолины төмрийг арилгах, цайруулах эмчилгээ нь янз бүрийн өнгөний шалтгаан, өөр өөр хэрэглээний зорилгын дагуу хамгийн сайн аргыг сонгож, каолины эрдсийн цайралтын иж бүрэн гүйцэтгэлийг сайжруулж, ашиглалтын үнэ цэнэ, эдийн засгийн үнэ цэнэтэй болгох шаардлагатай. Ирээдүйн хөгжлийн чиг хандлага нь химийн арга, физик арга, микробиологийн аргын онцлог шинж чанаруудыг органик байдлаар хослуулж, тэдгээрийн давуу талыг бүрэн дүүрэн харуулж, сул тал, дутагдлыг нь хязгаарлаж, илүү сайн цайруулах нөлөө үзүүлэх ёстой. Үүний зэрэгцээ янз бүрийн бохирдлыг арилгах шинэ механизмыг цаашид судалж, каолины төмрийг арилгах, цайруулах үйл явцыг ногоон, үр ашигтай, нүүрстөрөгч багатай болгох үйл явцыг сайжруулах шаардлагатай байна.
Шуудангийн цаг: 2023-03-02