高嶺土選礦提純實驗研究

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1、烏海煤系高嶺土增白實驗研究摘要高嶺土是一種寶貴的自然資源和重要的非金屬礦產(chǎn)，也是地殼上分布最廣，被人類利用最為普遍的礦產(chǎn)之一。然而高嶺土中普遍含有鐵、鈦礦物和有機(jī)質(zhì)等染色雜質(zhì)，且影響其燒結(jié)口度及其它性能，因而這樣將會大大降低高嶺土的質(zhì)量，并限制了高嶺土的應(yīng)用范圍。本文介紹了高嶺土的礦物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，高嶺土資源的儲量分布，以及高嶺土選礦增口技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并且重點介紹使用高梯度磁選法脫去高嶺土中含鐵、含鈦弱磁性礦物，熾燒法脫去高嶺土屮有機(jī)質(zhì)、炭質(zhì)，以提高高嶺土口度的實驗研究成果。分析了高梯度磁選中礦漿濃度、礦漿流量、磁場強(qiáng)度

2、和鍛燒中溫度高低、恒溫時間等因素對增口效果的影響。高梯度磁選加熾燒的方法顯著提高了高嶺土的口度，有效降低了高嶺土中的染色雜質(zhì)含量，為高嶺土的增白提供了一種簡便有效的增口方法。實驗結(jié)果表明，最后產(chǎn)品口度由原來的75.31提高至83.53%,大大提高了其經(jīng)濟(jì)價值。關(guān)鍵詞：高嶺土；高梯度磁選；鍛燒；口度;第1章緒論1?1課題研究背景我國是世界上最早使用高嶺土資源的國家2—，英文屮的kaolin一詞就源自我國江西省高嶺村。高嶺土是一種寶貴的自然資源和重要的菲金屬礦產(chǎn)Z—，也是地殼上分布最廣、被人類利用最為普遍的礦產(chǎn)Z-,對它的認(rèn)

3、識及其性能的關(guān)注，不同學(xué)科，不同行業(yè)不盡相同。當(dāng)今時代，隨著工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高嶺土的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，國防等高新技術(shù)領(lǐng)域起著舉足輕重的作用，是一種用途廣泛的工業(yè)礦物資源，與云母、石英、碳酸鈣一起并稱為四大非金屬礦。1.1.1高嶺土的礦物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)高嶺土，又稱瓷土，其主要礦物是高嶺石類礦物。在自然界中，完全由高嶺石族礦物組成的單礦巖高嶺土極少，絕大多數(shù)都含有其它礦物雜質(zhì)，高嶺土的礦物成分主要由粘土礦物和非粘土礦物組成。前者主要包括高嶺石、迪開石、珍珠陶土、水云母和蒙脫石；后者主要是石英、長石、云母等

4、碎屑礦物及一些自生和次生的礦物，如三水鋁石、碩水鋁石、黃鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、赤鐵礦和金紅石等。另外，沉積型的高嶺土常含有機(jī)質(zhì)和各種陸源物質(zhì)；風(fēng)化型高嶺土含有原巖物質(zhì)。高嶺土類礦物中常見的礦物成分是高嶺石，高嶺石品體化學(xué)式為2Al2Si205(OH)或2SiO2?Al203?2H20,理論化學(xué)組成為46.54%的SiO2,39.5%的Al203,13.96%的氏0。高嶺石屬于1:1型層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽，品體結(jié)構(gòu)的基本組成單元是Si-0四面體和Al-(0.OH)八面體，高嶺石中的水以一0H形式存在⑷。根據(jù)1:1型高嶺石單位層的

5、排列方式不同，高嶺土類礦物可分為高嶺石、迪開石、珍珠石和多水高嶺石、水合多水高嶺石兩大類。其晶體結(jié)構(gòu)特點是單元層由一層一Si—0四面體層和一層一A1-CO,0H)八面體層組成，為層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物。每個結(jié)構(gòu)單元層的0與相鄰單元層的八面體層的一0H通過氫鍵相結(jié)合，使高嶺土結(jié)構(gòu)為二八面體，屬三斜晶系(見圖1-1)。在該礦物的晶格中，存在少量離子的相互置換。圖1T咼嶺右晶體結(jié)構(gòu)不恵圖高嶺土表面存在輕基，親水性較強(qiáng)。高嶺石結(jié)構(gòu)單元呈層狀堆積，這種層間力由于是弱的氫鍵或范德華力，層間結(jié)合力較弱。高嶺石的形態(tài)特征，一般為假六邊形，當(dāng)

6、某一面特別發(fā)育吋，它可以是寬板狀。結(jié)晶好的高嶺石集合體，在掃描電鏡下多呈書頁狀。無序的結(jié)品差的高嶺石，一般從不完整的六邊形到近似橢圓形的鱗片狀。在自然界中，高嶺土多以鱗片狀存在。通常鱗片長寬為0?2?5Pin⑸。1?1?2高嶺土資源分布目前世界上有60多個國家和地區(qū)擁有高嶺土資源，中國、美國、英國、巴西、烏克蘭是世界最主要的高嶺土生產(chǎn)國，其產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的78%。2002年全世界高嶺土的探明儲量大約在320億t左右，其中美國以86億t居第一位，主要是佐治亞州的一條綿延長達(dá)800km的礦帶，其含礦量超過70%—90%,資

7、源非常豐富。美國是全球最大的高嶺土生產(chǎn)國，2002年生產(chǎn)高嶺土1080萬t,占全球總產(chǎn)量的25.60%；其中熾燒高嶺土240萬t,占全球總產(chǎn)量的68%。近幾年來，巴曲高嶺土的發(fā)展勢頭十分迅猛，其儲量據(jù)報道為23億t⑵。中國的高嶺土資源同樣豐富，截止2001年底，保有高嶺土礦產(chǎn)地212處，保有礦石儲量143169萬to礦石儲量大于100萬t的大、中型礦區(qū)有97處，保有儲量為134410.2萬t,占總儲量的94%,小型礦區(qū)111處，保有儲量為875萬t,占總儲量的6%。中國高嶺土資源分為煤系高嶺土和非煤系高嶺土兩種。其中非煤

8、系高嶺土按高嶺土礦石致密性、可塑性和砂質(zhì)的含量，又可以劃分為硬質(zhì)、軟質(zhì)和砂質(zhì)高嶺土三種工業(yè)類型。我國非煤系高嶺土資源儲量居世界前列我國非煤系高嶺土礦床以中小型的為主。礦床相對集中分布在廣東、福建、江蘇、陜四、江曲、云南和湖南，七省的儲量約為13億噸，占全國總儲量的85%,詳見表l-lo表1-1我國非煤系高嶺土主耍產(chǎn)出