海扬粉体高岭土高梯度磁选

高岭土中的染色杂质(如赤铁矿等)具有弱磁性,因而可以利用高梯度磁选机将其除去。美国利用PEM-84型湿式高梯度磁选机,可使高岭土原矿中的Fe2O3由0.9%降至0.6%,Ti2O3由1.8%～2.0%降至0.8%。这种高梯度磁选机用不锈钢毛作介质,场强为1.5～2.0T时,需耗电270～500kw。

我国对湖南酸陵、耒阳、泊罗、衡岭土进行了湿法研究[3-6],都取得了良好的试验结果,特别是用振动高梯度磁选脱除高岭土中的铁钛取得了非常好的试验指标。对湖南耒阳高岭土用我国CLY500型振动高梯度磁选机与美国PEM- 84的高梯度磁选机对比试验结果看,从降铁、钛杂质含量,提高白度来看,中国的高梯度磁选机性能优于美国。

由于有些高岭土矿中部分铁杂质以硅酸盐形式存在,磁性非常弱,而钛以金红石的形式存在,则磁选方法很难奏效,因此流程中通常配以浮选,选择性絮凝等其他作业,以提高产品的质量。

近年来,超导磁选机已成功地应用于高岭土分选,不仅能耗减少,而且场强可以大大提高,高岭土精矿的质量也更高。Eriez超导磁选机具有迅速升磁的特点,可在60s内达到最高设计场强(5T),而消磁时间短,这就大大缩短了负载循环期间从磁体中冲洗磁性杂质所需的时间。其能耗低,比常规磁选机减少80%左右,处理量大,可达100t/h以上。

英国试验过一种往复螺旋管超导磁系,其设计类似于常规的罐形磁滤器,所不同的是它在工作循环期间仍将超导磁体保留在激磁状态,而无须开关控制,并可连续作业。德国洪堡公司设计的3048mm、超导高梯度磁选机,结构简单,操作及维护费用低,同时具有较好的稳定性。

泡沫浮选

浮选作业的目的是从高岭土中浮选出钛杂质。由于杂质颗粒极细,通常采用载体浮选工艺。载体矿物可以是方解石、硅砂(-325目),载体矿物的用量一般为高岭土重量的10%~20%,载体的一部分经过回可再利用。

浮选过程中所用的药剂包括:分散剂硅酸钠,pH调整剂氢氧化胺和苛性钠捕收剂塔尔油、脂肪酸及石油磺酸钙。但是浮选存在不少缺点,载体的疏水化需要大量的药剂.浮选过程只能在矿浆浓度较低有效,从而增加脱水费用.所加载体必须从粘土产品中尽可能地清除.并从泡沫产品中回收以循环使用。

残留在粘土中的化学药剂及载体矿物对最终产品有害。Cundy和Yong等人研究了一种不需载体的浮选工艺,直接从高岭土中浮出锐钛矿,其特点是在分散剂(如硅酸钠)和pH调整剂(常用氢氧化胺)存在条件下进行高矿浆浓度(40%～60%固体)擦洗,清除表面污物,同时擦洗也使锐钛矿和赤铁矿从高岭土矿物中解离出来,然后将少量的活化剂及脂肪酸类捕收剂一起加入矿浆,被捕收剂覆盖的锐钛矿在高剪切搅拌条件下形成选择性团聚,从而使颗粒尺寸显着增大,高剪切搅拌调浆后的矿浆稀释至15%~20%固体进行浮选,高岭土中的明矾石也可用浮选脱除。

选择性凝聚/絮凝

在pH8~11时,向高岭土矿浆中加Ca2+、Mg2+等碱性土金属离子可观察到铁钛杂质的选择性凝聚,然后用弱阴离子聚合电解质进行选择性絮凝。该工艺要求矿浆浓度要低于20%,因此必定有大量的水分要在后续作业中脱去,同时残留的絮凝剂对最终产品的质量也有影响。

用高分子絮凝剂对高岭土进行选择性絮凝,高岭土颗粒相互絮凝沉向底部,铁钛杂质则因颗粒微细而存在于上部的悬浮液中呈红褐色,将这上部的悬浮液脱去即可脱去大部分的铁钛杂质,再用别的作业(如磁选)加以处理即得到高品质的高岭土。苏州高岭土公司采用选择性絮凝新工艺取得了较好的指标。采用选择性絮凝加高梯度磁选处理高岭土也获得了满意的指标。

浸出

浸出是在弱酸性溶液(pH3～4)有还原剂(NaS2O4)存在条件下进行的,可使溶解的铁保持Fe2+状态,避免生成Fe(OH)3,用水洗涤使之与高岭土分离。为了除去深色的有机质,可以用强氧化剂(过氧化氢、次氯酸钠等)进行漂白,苏州高岭土公司选厂采用氧化漂白法取得了优质的高岭土产品。据报道,用微生物处理高岭土可以明显地提高产品的质量。

脱水

选别后的粘土在贮浆桶内贮存6～8h,pH调节到3～4,接近粘土的零电点,因而粘土颗粒容易团聚。在矿浆中添加明矾对粘土粒子的团聚有帮助,可促进脱水。圆筒过滤机为常用的脱水装置,它可使矿浆浓度增至55%~60%。过滤作业的重要作用之一在于除去粘土中的化学药剂。

为强化此作业,常采用水喷雾。喷雾干燥已成为粘土工业中十分有效的一种工艺,但其成本昂贵。近年来,出现了一种利用电场中荷电颗粒电泳特性的新型过滤工艺。高岭土粒子在pH>3时荷负电,其周围由带相反电荷的离子雾所包围而形成双电层。

在电场中粘土粒子移向阳极,离子雾中配衡离子则移向阴极。当颗粒抵达阳极时,便用来保护电极的阳极薄膜上形成的滤饼.阳极滤饼采用电渗法进一步脱水,多余水分按电渗原理用泵通过荷负电的滤饼毛细管抽出。

采用脱水剂使高岭土颗粒团聚成大颗粒,这样既可以加速颗粒沉淀速度,有利于脱水,又可以减少微细粒的高岭土损失,因此高岭土新型高效脱水剂的开发也是其研究方向之一。