[Հուատեի հանքային վերամշակման հանրագիտարան] Կաոլինի գաղտնիքների բացահայտում. հողից բարձր տեխնոլոգիական նյութերի հիասքանչ վերափոխում

[Հուատեի հանքային վերամշակման հանրագիտարան] Կաոլինի գաղտնիքների բացահայտում. հողից բարձր տեխնոլոգիական նյութերի հիասքանչ վերափոխում

Կաոլին ոչ մետաղական հանքանյութ է, կավի և կավե ապարների տեսակ, որը հիմնականում կազմված էԿաոլինիտի կավե միներալներ։ Քանի որ այն սպիտակ և նուրբ է, այն նաև կոչվում է դոլոմիտային հող։ Այն անվանվել է Ցզյանսի նահանգի Ցզինդեժեն քաղաքի Գաոլինգ գյուղի անունով։ Դրա մաքուր կաոլինը սպիտակ, նուրբ, փափուկ և հողային է, և ունի լավ ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ, ինչպիսիք են պլաստիկությունը և հրակայունությունը։ Դրա միներալային կազմը հիմնականում բաղկացած է կաոլինիտից, հալոյզիտից, հիդրոմիկայից, իլիտից, մոնտմորիլոնիտից, քվարցից, դաշտային սպաթից և այլ միներալներից։

Կաոլինը բնության մեջ տարածված և շատ կարևոր կավային հանքանյութ է։ Այն առաջանում է մագմատիկ և մետամորֆիկ ապարներում դաշտային սպաթների կամ այլ սիլիկատային հանքանյութերի հողմնահարման հետևանքով՝ ալկալիական և հողալկալիական մետաղներից զուրկ թթվային միջավայրերում։

01 Դասակարգում

Հողի դասակարգում

Բնության մեջ կաոլինի մեջ պարունակվող միներալները հիմնականում բաժանվում են կավե և ոչ կավե միներալների։ Դրանց թվում կավե միներալներից հիմնականում կան կաոլինիտային միներալներ են և փոքր քանակությամբ մոնտմորիլոնիտ, փայլար և քլորիտ։ Ոչ կավե միներալներից հիմնականում կան դաշտային սպաթ, քվարց և հիդրատացված միներալներ, ինչպես նաև որոշ երկաթային միներալներ, ինչպիսիք են հեմատիտը և ռոզիտը, երկաթի հանքաքարը, լիմոնիտը և այլն, տիտանի միներալներ, ինչպիսիք են ռուտիլը և այլն, և օրգանական նյութեր, ինչպիսիք են բուսական մանրաթելերը և այլն։ Կաոլինի հատկությունները հիմնականում որոշվում են կավե միներալներով։

Պատճառների դասակարգում

Կաոլինի հանքավայրերի ծագման և հանքայնացման երկրաբանության, աշխարհագրական պայմանների, հանքավայրի մասշտաբի, հանքային մարմնի ձևաբանության և առաջացման բնութագրերի տարբերությունների, տարբեր հանքայնացման գործընթացներում արտացոլված հանքանյութի բաղադրիչների հիման վրա՝ «Կաոլինի հանքավայրերի երկրաբանական հետախուզման օրենսգիրքը» Չինաստանի կաոլինի հանքավայրերը բաժանում է երեք տեսակի և վեց ենթատիպի։

Եղանակային տեսակը.Այն հետագայում բաժանվում է հողմահարման մնացորդային ենթատիպի և հողմահարման-արտահոսքի ենթատիպի։

Հիդրոթերմալ փոփոխության տեսակը՝Այն հետագայում բաժանվում է հիդրոթերմալ փոփոխության ենթատիպի և ժամանակակից տաք աղբյուրների փոփոխության ենթատիպի։

Նստվածքային տեսակ՝Ածուխ պարունակող շերտերում այն ​​բաժանվում է նստվածքային և նստվածքային-մթնեցնող ենթատիպերի, ինչպես նաև կաոլինիտային կավաքարային ենթատիպի։

Արդյունաբերական տեսակ

Կաոլինի հանքավայրերի ծագման հիման վրա, «Կաոլինի հանքավայրերի երկրաբանական հետախուզման սպեցիֆիկացիաները» Չինաստանի կաոլինի հանքավայրերը բաժանում են երեք տեսակի և վեց ենթատիպերի՝ ըստ հանքայնացման երկրաբանության, աշխարհագրական պայմանների, հանքավայրի մասշտաբի, հանքային մարմնի ձևաբանության և առաջացման բնութագրերի, ինչպես նաև տարբեր հանքայնացման գործընթացներով արտացոլված հանքանյութի բաղադրիչների տարբերությունների։ Ըստ իրենց կառուցվածքի, պլաստիկության և ավազի զանգվածային մասի՝ դրանք բաժանվում են երեք տեսակի՝

ԴժվարԿաոլին: կոշտ և ոչ պլաստիկ, դառնում է պլաստիկ մանրացվելուց և աղալուց հետո։

ՄեղմԿաոլին:փափուկ, բարձր պլաստիկությամբ, ավազոտ զանգվածային մասնաբաժինը <50% է։

ՍենդիԿաոլին:փափուկ կառուցվածք, թույլ պլաստիկություն, ավազի զանգվածային մասնաբաժին > 50%։

02 Ծագումը

Չինաստանի կաոլինի հանքային պաշարները աշխարհում առաջատարներից են՝ 267 ապացուցված հանքավայրերով և 2.91 միլիարդ տոննա ապացուցված պաշարներով։ Դրանց թվում են՝ մեր երկրի ոչ ածխային շինարարական կաոլինի պաշարները աշխարհում հինգերորդ տեղում են։ Ապացուցված պաշարները կազմում են 1.468 միլիարդ տոննա, հիմնականում կենտրոնացած են Գուանդուն, Շանսի, Ֆուցզյան, Ցզյանսի, Հունան և Ցզյանսու նահանգներում՝ կազմելով երկրի ընդհանուր պաշարների 84.55%-ը։ Չինաստանի ածխային շինարարական կաոլինի (կաոլինիտի) պաշարները աշխարհում առաջին տեղում են՝ 1.442 միլիարդ տոննա ապացուցված պաշարներով, հիմնականում տեղակայված են Դատոնգում, Հուայրենում, Շուոչժոուում, Շանսիում, Ջունգարում, Ուդայում, Ներքին Մոնղոլիայում, Հուայբեյում, Անհոյում, Հանչենում, Շանսիում և այլն, որոնցից ամենաշատ պաշարներն ունի Ներքին Մոնղոլիայի Ջունգար ածխային հանքավայրը։

Չինաստանում կաոլինի հինգ հիմնական հանքավայր կա.

(1) Հունան նահանգի Հենգյան շրջանի Ջիեպայ քաղաքը հարուստ է հանքային պաշարներով։ Կաոլինի, նեֆելինի, դաշտային սպատի և քվարցի պաշարները հասնում են 200 միլիոն տոննայի, և գործում են մոտ 40 հանքարդյունաբերական և հանքանյութերի վերամշակման ընկերություններ: Դապայլինգի հանքարդյունաբերական շրջանը (հիմնականում կաոլինի հանքեր) ունի 80 միլիոն տոննա հանքային պաշար, որը առաջինն է Ասիայում: Քաղաքի տարեկան հանքարդյունաբերական արտադրանքը կազմում է ավելի քան 500,000 տոննա, որը մատակարարում է երկրի հարյուրավոր կերամիկական գործարանների:

(2) Կաոլին Մաոմինգի տարածքում։ Մաոմինգի ավազանում կաոլինի հանքանյութը նստվածքային ապարից հողմահարված էլյուվիալ ենթատիպի հանքավայր է: Դրա քվարցի և այլ ավազի պարունակությունը գերազանցում է 50%-ը, ուստի այն կոչվում է ավազոտ կաոլինի հանքանյութ: Ծագման առումով Մաոմինգի կաոլինը անցել է հողմահարման երեք փուլով՝ տեղափոխում և ինքնահղկում, և այնուհետև հողմահարում: Կաոլինը ամբողջությամբ հողմահարված է, իսկ վաֆլիները հիմնականում մոնոլիտ են՝ մանր մասնիկային չափսերով: Հիմնականում օգտագործվում է որպես թղթի արտադրության ծածկույթների հումք:

(3) Լոնգյան կաոլինը կաոլինի մնացորդային հողմահարված նստվածք է։ Քանի որ երկաթի պարունակությունը 0.3%-ից պակաս է, տիտանը 0.02%-ից պակաս է, և այն պարունակում է որոշակի քանակությամբ ցածր ջերմաստիճանի լուծիչ տարր (Li2O), այն իդեալական հումք է էլեկտրական ճենապակու, բարձրակարգ ամենօրյա օգտագործման և գեղարվեստական ​​ճենապակու համար։

(4) Սուչժոու Յանգշան կաոլին, այս հանքավայրը հիդրոթերմալ փոփոխության կաոլին է։Սուչժոու Յանգշանի ցեխի քիմիական կազմը մաքուր կառուցվածքով շատ մոտ է կաոլինիտի տեսական կազմին։ Al2O3-ի պարունակությունը կարող է հասնել մինչև մոտ 39.0%, սպիտակ գույնով և մանր մասնիկներով։ Հիմնականում օգտագործվում է որպես կատալիզատորային կրիչներ և քիմիական հումք։

(5) Հեպու Կաոլին. Այն կաոլինի մնացորդային հողային շերտ է, որը քայքայվել է և օգտագործվում է որպես հումք շինարարական կերամիկայի համար։

(6) Հյուսիսային ածխային շարքի կաոլին։ Այն նստվածքային կաոլինիտ է, որը հիմնականում տարածված է իմ երկրի ածխարդյունահանող տարածքներում և կարող է օգտագործվել շինարարության, ծածկույթների, ներկերի և թղթի արտադրության ծածկույթների մեջ՝ ածխային հիմքով հողի մեջ։

Վերոնշյալ վեց խոշոր արտադրական տարածքները կազմում են Չինաստանի արտադրանքի ավելի քան 80%-ը և նաև հիմնական ներկայացուցիչներ են ռեսուրսների տեսակների առումով։

03Use

Կաոլինը լայն կիրառություն ունի, հիմնականում իր պլաստիկության, կպչունության, որոշակի չորության ամրության, թրծման հատկությունների և հետթրծված սպիտակության շնորհիվ, ինչը այն դարձնում է կերամիկայի արտադրության հիմնական հումք։ Այն սպիտակ է, փափուկ, բարձր ցրման, կլանման ունակությամբ։ Դրա գերազանց տեխնոլոգիական հատկությունները, ինչպիսիք են քիմիական հատկությունները և քիմիական պատահականությունը, այն լայնորեն օգտագործվում են թղթի արդյունաբերության մեջ։ Բացի այդ, կաոլինը լայնորեն օգտագործվում է նաև արդյունաբերական ոլորտներում, ինչպիսիք են կաուչուկը, պլաստմասսաները, հրակայուն նյութերը և նավթավերամշակումը, ինչպես նաև գյուղատնտեսության և ազգային պաշտպանության առաջատար տեխնոլոգիաներում։ Հիմնականում օգտագործվում է կերամիկական արդյունաբերության, ծածկույթների, հրակայուն նյութերի, թղթի արտադրության, ներկերի, ռետինի, բարձրորակ ճենապակու, լարերի և մալուխների, արդյունաբերական պլաստմասսաների, քիմիական արդյունաբերության լցոնիչների, թանաքների, սննդի, կոսմետիկայի, դեղամիջոցների և այլնի մեջ՝ փոխարինելով լիտոպոնին և տիտանի մի մասին ներկերում և ծածկույթներում՝ սպիտակ փոշի և այլ թանկարժեք նյութերում։

04 Մշակման տեխնոլոգիա

Կաոլինից ոչ կավային հանքանյութերը և օրգանական նյութերը, ինչպիսիք են քվարցը, դաշտային սպաթը, փայլարը, երկաթի հանքանյութերը, տիտանի հանքանյութերը և այլն, առանձնացնելու և տարբեր արդյունաբերական ոլորտների կարիքները բավարարող կաոլինային արտադրանք ստանալու համար, կաոլինից մաքրելու և խառնուրդները հեռացնելու համար գրավիտացիոն բաժանման, լողացման, մագնիսական բաժանման և այլնի կիրառումից բացի, երբեմն անհրաժեշտ է լինում նաև օգտագործել խորը մշակման մեթոդներ, ինչպիսիք են քիմիական սպիտակեցումը, գերմանր թեփոտումը, կալցինացումը և մակերեսային մոդիֆիկացիան՝ կաոլինը մշակելու համար։

(1) Հիդրավլիկ դասակարգում

Հիդրավլիկ դասակարգումը ներառում է պարուրաձև դասակարգում (+1 մմ խոշոր ավազի բաժանում), նստվածքային բաքի դասակարգում (+0.053 մմ մանր ավազի բաժանում), հիդրոցիկլոնային դասակարգում (-0.053 մմ մանր ավազի բաժանում), կենտրոնախույս դասակարգիչով կամ փոքր տրամագծով հիդրոցիկլոնային դասակարգում (0.002-0.010 մմ գերմանր մասնիկների դասակարգման համար):

(2) Բարձր գրադիենտային մագնիսական բաժանում

Մագնիսական կոնցենտրատորային միջավայրի միջոցով կաոլինից Fe2O3-ը և TiO2-ը հեռացնելու և թղթե ծածկույթներ ու բարձրորակ կերամիկական հումք ստանալու համար ստեղծվում է 1600 կԱ/մ-ից ավելի մագնիսական դաշտի լարվածություն։

(3) Ընտրողական ֆլոկուլյացիա

Ֆլոկուլանտներ ավելացնելով՝ մանրահատիկ քվարցի, պիրիտի, ալունիտի և այլնի նման խառնուրդները ընտրողաբար առանձնացվում են՝ ստանալով շեղբապատ կաոլին: Հաճախ օգտագործվող ֆլոկուլանտներից են նատրիումի հեքսամետաֆոսֆատը, ամոնիումի պոլիակրիլամիդը, ջրային ապակին և այլն:

(4) Քիմիական սպիտակեցում

Սպիտակեցնող նյութեր, ինչպիսիք են ապահովագրական փոշին, ավելացվում են լիմոնիտի և կաոլինի հեմատիտի մեջ պարունակվող բարձր արժեք ունեցող երկաթը լուծելի երկաթի վերածելու համար, կամ օքսիդանտներ են ավելացվում պիրիտը և ներկող խառնուրդները օքսիդացնելու համար՝ կաոլինի սպիտակությունը բարելավելու համար։

(5) Պիլինգ

Փաթիլազերծող մեքենայում օգտագործվում են մանր միջին չափի գնդիկներ՝ մանրացման էֆեկտ ստանալու համար, որպեսզի կաոլինի ագրեգատի մասնիկները բաժանվեն բարակ բյուրեղների՝ ստանալով շեղբերով պատված կաոլին, որի մասնիկի չափը փոքր է 2 մկմ-ից և պարունակությունը՝ ավելի քան 90%։

(6) Կալցինացում

800-1000℃ ջերմաստիճանում կաոլինը կորցնում է ջուր, տեղի է ունենում փուլային փոխակերպում, և որոշ խառնուրդներ գոլորշիանում են, ինչը բարելավում է կաոլինի սպիտակությունը և մեկուսացումը և օգտագործվում է մալուխներ, ռետինե և պլաստիկե լցոնիչներ արտադրելու համար: Կալցինացումը ածխային (կարծր) կաոլինի մշակման անհրաժեշտ մեթոդ է:

(7) Մակերեսի փոփոխություն

Կաոլինային կավը պատվում է միացնող նյութով և այլն՝ պլաստմասե ռետինին ավելացված կաոլինային կավի քանակը մեծացնելու համար, և օգտագործվում է ռետինե և պլաստմասսայի կաոլինային կավե լցոնիչները մշակելու համար։

Դրանց թվում մագնիսական տարանջատումը ֆիզիկական հանքանյութերի տարանջատման մեթոդ է, որը լայնորեն կիրառվում է հանքանյութերի վերամշակման ոլորտում: Դրա հիմնական սկզբունքն է օգտագործել հանքանյութերի մագնիսական տարբերությունները տարանջատման հասնելու համար: Հանքանյութերի մագնիսացված հատկությունների համաձայն՝ մագնիսական տարանջատումը կարելի է բաժանել ուժեղ մագնիսական տարանջատման, թույլ մագնիսական տարանջատման, հակադարձ մագնիսական տարանջատման և բարձր գրադիենտ մագնիսական տարանջատման՝ տարբեր հանքանյութերի կարիքները բավարարելու համար: Հանքանյութերի վերամշակման սարքավորումները հիմնականում ներառում են թիթեղային մագնիսական տարանջատիչներ, ուղղահայաց օղակաձև բարձր գրադիենտ մագնիսական տարանջատիչներ, էլեկտրամագնիսական խառնուրդի բարձր գրադիենտ մագնիսական տարանջատիչներ, ցածր ջերմաստիճանի գերհաղորդիչ մագնիսական տարանջատիչներ և այլն:

05 Հանքանյութերի վերամշակման կիրառման դեպքեր

Գործընթաց 1: Որպես օրինակ վերցնելով օտարերկրյա կաոլինային կավը, այս նմուշում հիմնական խառնուրդներն են երկաթի օքսիդը, տիտանի օքսիդը և երկաթի սիլիկատը: Հում հանքաքարում Fe2O3-ի և TiO2-ի խառնուրդների պարունակությունը համապատասխանաբար 0.89% և 0.17% է, մինչդեռ սպիտակությունը հասնում է 67.29%-ի:

Այս խառնուրդները արդյունավետորեն հեռացնելու համար մենք սահմանեցինք հետևյալ փորձարկման պլանը. Նախ, հում հանքաքարը անցկացնել էլեկտրամագնիսական շաղախի մագնիսական բաժանիչի միջով՝ երկու մագնիսական բաժանման գործընթացների համար՝ կոպիտ բաժանում և նուրբ ընտրություն, սկզբնապես խառնուրդների մեծ մասը հեռացնելու համար: Այնուհետև ստացված խտանյութը լրացուցիչ մաքրվում է գերհաղորդիչ մագնիսական բաժանիչի միջոցով՝ խառնուրդների պարունակությունը հետագայում նվազեցնելու և կաոլինի որակը բարելավելու համար:

Փորձարկման հոսքագիծ

Փորձարկման արդյունքներից երևում է, որ հում հանքաքարը կարելի է առանձնացնել էլեկտրամագնիսական շաղախի + էլեկտրամագնիսական շաղախի + գերհաղորդիչ մագնիսական բաժանման միջոցով՝ ստանալով կաոլինի խտանյութ՝ Fe2O3 0.35% պարունակությամբ և 87.52% սպիտակությամբ։

Գործընթաց 2:Հում հանքաքարը ենթարկվում է գերհաղորդիչ 5T մագնիսական բաժանման: Փորձարկման գործընթացը ներկայացված է նկար 2-ում, իսկ փորձարկման արդյունքները՝ աղյուսակ 2-ում:

ՆԿ. 2. Հարստացման փորձարարական հոսք

Հում հանքաքարը ենթարկվել է գերհաղորդիչ 5T մագնիսական բաժանման՝ կաոլինի խտանյութ ստանալու համար, որը պարունակում է Fe2O3 0.40%, Al2O3 22.92%, SiO2 68.78%, TiO2 0.10%, CaO 1.90%, սպիտակություն 86.97% և ելքային արդյունավետություն 90.90%:

Որպես բազմաֆունկցիոնալ արդյունաբերական հումք, կաոլինը լայն կիրառման հեռանկարներ ունի: Գիտության և տեխնոլոգիաների շարունակական զարգացման և արդյունաբերության կայուն զարգացման շնորհիվ կաոլինը կարևոր դեր կխաղա ավելի շատ ոլորտներում: Ապագայում մենք ակնկալում ենք կաոլինի կիրառման շրջանակի հետագա ընդլայնում ավելի խորը հետազոտությունների և տեխնոլոգիական նորարարությունների միջոցով՝ հասնելով ավելի արդյունավետ և կայուն օգտագործման, ինչպես նաև մարդկային հասարակության զարգացմանը ավելի մեծ ներդրում ունենալով: Միևնույն ժամանակ, մենք պետք է ուշադրություն դարձնենք նաև կաոլինի արդյունահանման և վերամշակման ընթացքում առաջացող բնապահպանական խնդիրներին և ակտիվ միջոցներ ձեռնարկենք՝ ապահովելու համար, որ կաոլինի պաշարների ռացիոնալ զարգացումը համակարգված լինի էկոլոգիական միջավայրի պաշտպանության հետ: