高岭土综合利用工艺技术（一）

（一）列举综合利用技术方法及工艺流程采用下列方法对高岭土进行加工

1、泥料的分散

在高岭土湿选工艺中首先将原矿制成泥浆，使矿物以颗粒状单体形态在水中解离，颗粒大小以微米为单位，甚至于更小。为了使高岭石族矿物与杂质矿物(如石英、长石、云母、黄铁矿、钛铁矿等)分离，就必须使粘土颗粒分成细、中、粗三个粒级。高岭土颗粒界面上带着相反电荷，颗粒之间相互吸引产生絮凝呈絮团状，这样就需添加适当的分散剂，使之电离后附在带电荷的高岭土表面，使其具相同的电荷而相互排斥，此时泥浆便具有流动性(矿浆的浓度一般为5—14%)。矿浆中的矿物颗粒只有达到充分分散，才能有效地进行分级和选别。一般粘土悬浮液呈现中性——碱性(pH=8)时，便显示稳定的分散状态。常用的分散剂有如下几种：

调整pH：氢氧化钠(NaOH)、碳酸钠(Na₂CO₃)。沉淀Ca²⁺：草酸铵〔(NH₄)₂C₂O₄·H₂O〕

络合Al³⁺、Fe³⁺：柠檬酸钠(Na₃C₆H₅O₂·2H₂O)

络合多价金属离子：水玻璃〔Na₂O(1.6-4)SiO₂〕、焦磷酸钠(Na₄P₂O₄·10H₂O)、六聚偏磷酸钠〔(NaPO₃)₆〕

2、除砂

湿法除砂，即主要去掉石英、长石、云母等碎屑矿物和岩屑等较粗粒的杂质，同时也可除去部分铁钛矿物。常用耙式浮槽式分级机、螺旋式分级机、水力旋流器和振动筛等进行。我国小矿山采用自然沉淀除砂，再进入沉淀池浓缩、经沉降脱水干燥后生产出砖块状的高岭土坯子。这种产品一般用于陶瓷工业。在机械化选矿厂，则先用单轴捣浆机除去部分粗砂，而后再进入水力旋流器或振动筛等进一步除砂。据报道，目前国外有一种用于除砂的新型设备——工业型杓轮机(西德产)，经过工业考核，其可以取代现有生产所用的螺旋分级机和振动筛的生产工艺。

3、分级

目前我国生产高档产品，特别是涂料级高岭土产品，主要采用分级方法。在造纸涂料加工过程中，2μm粒级含量一直作为工作指标的控制点，要求粒度尽量均匀，既要小于2μm，又要防止研磨时发生过粉碎，因此必须分级。所谓分级就是利用矿物颗粒的大小或密度的差别来分离矿物，若组成矿浆的矿物粒度相差大，则一般用筛网分级；若相近，则据其密度差别进行选别。常用的分级设备有水簸、水力旋流器、离心机等。

高岭土深加工工艺中的超细分级，在国外多采用卧式螺旋离心机，一般结构的卧式螺旋离心机在处理过程中，由于螺旋的搅动，中粗颗粒很难沉降，而随溢流带走，同时又夹带着相当部分的细颗粒由螺旋推送到出渣口排出，这样使得分级效果不好。目前国外较先进完善的粒子分级装置首推美国所产的专利离心机。

4、磁选除铁

几乎所有的高岭土原矿都含有少量(一般为0.5—3%)的铁矿物，主要有铁的氧化物、钛铁矿、菱铁矿、黄铁矿、云母、电气石等。这些着色杂质通常具有弱磁性，这样即可用磁选方法除去这些有害杂质。磁选是利用矿物的磁性差别而在磁场中分离矿物颗粒的一种方法，对除去磁铁矿和钛铁矿等高磁性矿物或加工过程中混入的铁屑等较为有效。对于弱磁性矿物，一种方法可以先焙烧，待其转变成强磁性氧化铁后再进行磁选分离；再一种方法就是采用高梯度强磁场磁选法。

（1）高梯度强磁场磁选法

这种方法有两大特点，一是具有能产生高磁场强度(10⁷高斯/cm数量级)的聚磁介质(一般为钢毛)，二是有先进的螺丝管磁体结构，高梯度磁分离技术对于脱除有用矿物中弱磁性微细颗粒甚至胶体颗粒十分有效。这种方法优点是工序简单、产量高、成本低、无污染，能借助于调整分离操作参数来生产不同档次的产品，并可按需要控制生产成本，是一种效果好、适应性强的技术，具有较好的社会和经济效益。早在70年代美国就有不少厂家用此项技术全部或部分取代浮选、化学漂白等传统的提纯高岭土的方法。美国佐治亚中部地区的一些高岭土公司已将高梯度磁选作为标准的处理工艺。缺点是设备投资高、耗电大。表1为不同产地的高岭土用PEM-5型高梯度磁机除铁、钛试验的结果。

从表中数据可以看出，高梯度磁机选矿中，有害杂质钛比铁易于除去。

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