高岭土选矿提纯实验研究

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1、乌海煤系高岭土增白实验研究摘要高岭土是一种宝贵的自然资源和重要的非金属矿产，也是地壳上分布最广，被人类利用最为普遍的矿产之一。然而高岭土中普遍含有铁、钛矿物和有机质等染色杂质，且影响其烧结口度及其它性能，因而这样将会大大降低高岭土的质量，并限制了高岭土的应用范围。本文介绍了高岭土的矿物结构和性质，高岭土资源的储量分布，以及高岭土选矿增口技术的发展现状，并且重点介绍使用高梯度磁选法脱去高岭土中含铁、含钛弱磁性矿物，熾烧法脫去高岭土屮有机质、炭质，以提高高岭土口度的实验研究成果。分析了高梯度磁选中矿浆浓度、矿浆流量、磁场强度

2、和锻烧中温度高低、恒温时间等因素对增口效果的影响。高梯度磁选加熾烧的方法显著提高了高岭土的口度，有效降低了高岭土中的染色杂质含量，为高岭土的增白提供了一种简便有效的增口方法。实验结果表明，最后产品口度由原来的75.31提高至83.53%,大大提高了其经济价值。关键词：高岭土；高梯度磁选；锻烧；口度;第1章绪论1・1课题研究背景我国是世界上最早使用高岭土资源的国家2—，英文屮的kaolin一词就源自我国江西省高岭村。高岭土是一种宝贵的自然资源和重要的菲金属矿产Z—，也是地壳上分布最广、被人类利用最为普遍的矿产Z-,对它的认

3、识及其性能的关注，不同学科，不同行业不尽相同。当今时代，随着工业和科学技术的发展，高岭土的应用领域也越来越广泛，在工业，农业，国防等高新技术领域起着举足轻重的作用，是一种用途广泛的工业矿物资源，与云母、石英、碳酸钙一起并称为四大非金属矿。1.1.1高岭土的矿物结构与性质高岭土，又称瓷土，其主要矿物是高岭石类矿物。在自然界中，完全由高岭石族矿物组成的单矿岩高岭土极少，绝大多数都含有其它矿物杂质，高岭土的矿物成分主要由粘土矿物和非粘土矿物组成。前者主要包括高岭石、迪开石、珍珠陶土、水云母和蒙脱石；后者主要是石英、长石、云母等

4、碎屑矿物及一些自生和次生的矿物，如三水铝石、硕水铝石、黄铁矿、褐铁矿、菱铁矿、赤铁矿和金红石等。另外，沉积型的高岭土常含有机质和各种陆源物质；风化型高岭土含有原岩物质。高岭土类矿物中常见的矿物成分是高岭石，高岭石品体化学式为2Al2Si205(OH)或2SiO2•Al203•2H20,理论化学组成为46.54%的SiO2,39.5%的Al203,13.96%的氏0。高岭石属于1:1型层状结构硅酸盐，品体结构的基本组成单元是Si-0四面体和Al-(0.OH)八面体，高岭石中的水以一0H形式存在⑷。根据1:1型高岭石单位层的

5、排列方式不同，高岭土类矿物可分为高岭石、迪开石、珍珠石和多水高岭石、水合多水高岭石两大类。其晶体结构特点是单元层由一层一Si—0四面体层和一层一A1-CO,0H)八面体层组成，为层状结构硅酸盐矿物。每个结构单元层的0与相邻单元层的八面体层的一0H通过氢键相结合，使高岭土结构为二八面体，属三斜晶系(见图1-1)。在该矿物的晶格中，存在少量离子的相互置换。图1T咼岭右晶体结构不恵图高岭土表面存在轻基，亲水性较强。高岭石结构单元呈层状堆积，这种层间力由于是弱的氢键或范德华力，层间结合力较弱。高岭石的形态特征，一般为假六边形，当

6、某一面特别发育吋，它可以是宽板状。结晶好的高岭石集合体，在扫描电镜下多呈书页状。无序的结品差的高岭石，一般从不完整的六边形到近似椭圆形的鳞片状。在自然界中，高岭土多以鳞片状存在。通常鳞片长宽为0・2〜5Pin⑸。1・1・2高岭土资源分布目前世界上有60多个国家和地区拥有高岭土资源，中国、美国、英国、巴西、乌克兰是世界最主要的高岭土生产国，其产量占世界总产量的78%。2002年全世界高岭土的探明储量大约在320亿t左右，其中美国以86亿t居第一位，主要是佐治亚州的一条绵延长达800km的矿带，其含矿量超过70%—90%,资

7、源非常丰富。美国是全球最大的高岭土生产国，2002年生产高岭土1080万t,占全球总产量的25.60%；其中熾烧高岭土240万t,占全球总产量的68%。近几年来，巴曲高岭土的发展势头十分迅猛，其储量据报道为23亿t⑵。中国的高岭土资源同样丰富，截止2001年底，保有高岭土矿产地212处，保有矿石储量143169万to矿石储量大于100万t的大、中型矿区有97处，保有储量为134410.2万t,占总储量的94%,小型矿区111处，保有储量为875万t,占总储量的6%。中国高岭土资源分为煤系高岭土和非煤系高岭土两种。其中非煤

8、系高岭土按高岭土矿石致密性、可塑性和砂质的含量，又可以划分为硬质、软质和砂质高岭土三种工业类型。我国非煤系高岭土资源储量居世界前列我国非煤系高岭土矿床以中小型的为主。矿床相对集中分布在广东、福建、江苏、陕四、江曲、云南和湖南，七省的储量约为13亿吨，占全国总储量的85%,详见表l-lo表1-1我国非煤系高岭土主耍产出