Kaolin aýratyn fiziki we himiki häsiýetleri bilen keramika, kagyz önümçiligi, rezin, plastmassa, odadawaç materiallar, nebiti gaýtadan işlemek we beýleki senagat, oba hojalyk hem-de milli goranyşyň öňdebaryjy tehnologiýa pudaklarynda möhüm metal däl mineral serişde bolup durýar. Kaoliniň aklygy onuň ulanylyş gymmatynyň möhüm görkezijisidir.
Kaoliniň aklygyna täsir edýän faktorlar
Kaolin, esasan kaolinit minerallaryndan düzülen inçe däneli toýun ýa-da toýun jynslarynyň bir görnüşidir. Onuň kristal himiki formulasy 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O. Toýun däl minerallaryň az mukdary kwarts, feldispat, demir minerallary, titan, alýumin gidroksid we oksidler, organiki maddalar we ş.m.
Kaoliniň kristal gurluşy
Kaolindäki hapaçylyklaryň ýagdaýyna we tebigatyna görä, kaoliniň aklygynyň peselmegine sebäp bolýan hapaçylyklary üç kategoriýa bölmek bolýar: organiki uglerod; Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn we ş.m. ýaly pigment elementleri; biotit, hlorit we ş.m. ýaly gara minerallar. Umuman alanyňda, kaolindäki V, Cr, Cu, Mn we beýleki elementleriň mukdary az, bu bolsa aklyga az täsir edýär. Demiriň we titanyň mineral düzümi we mukdary kaoliniň aklygyna täsir edýän esasy faktorlardyr. Olaryň bolmagy diňe bir kaoliniň tebigy aklygyna täsir etmän, eýsem onuň kalsinlenen aklygyna hem täsir eder. Hususan-da, demir oksidiniň bolmagy toýunyň reňkine ýaramaz täsir edýär we onuň ýagtylygyny we ot çydamlylygyny peseldýär. Oksid, gidroksid we gidratlanan demir oksidiniň mukdary 0,4% bolsa-da, toýun çökündisine gyzyldan sary reňk bermek üçin ýeterlikdir. Bu demir oksidleri we gidroksidleri gematit (gyzyl), maghemit (gyzyl-goňur), goetit (goňur sary), limonit (mämişi), gidratlanan demir oksidi (goňur gyzyl) we ş.m. bolup biler. Kaolinde demir garyndylarynyň aýrylmagynyň kaoliniň has gowy ulanylmagynda örän möhüm rol oýnaýandygyny aýtmak bolar.
Demir elementiniň ýüze çykma ýagdaýy
Kaolinde demriň duş gelýän ýagdaýy demri aýyrmagyň usulyny kesgitleýän esasy faktordyr. Köp sanly gözlegler kristal demriň kaolinde inçe bölejikler görnüşinde garyşýandygyna, amorf demriň bolsa kaoliniň inçe bölejikleriniň ýüzünde örtülýändigine ynanýar. Häzirki wagtda kaolinde demriň duş gelýän ýagdaýy ýurtda we daşary ýurtlarda iki görnüşe bölünýär: biri kaolinitde we goşmaça minerallarda (meselem, slýuda, titan dioksidi we illit), bu bolsa gurluşyk demiri diýilýär; beýlekisi bolsa erkin demir diýilýän garaşsyz demir minerallary görnüşinde (ýüzleýiş demiri, inçe däneli kristal demri we amorf demri goşmak bilen).
Kaoliniň demiri aýyrmak we agartmak arkaly aýrylýan demir erkin demir bolup, esasan magnetit, gematit, limonit, siderit, pirit, ilmenit, ýarozit we beýleki minerallary öz içine alýar; Demiriň köpüsi ýokary derejede disperslenen kolloid limonit görnüşinde, az mukdary bolsa sferiki, gözenekli we düzgünsiz goetit we gematit görnüşinde bolýar.
Kaoliniň demiri aýyrmak we agartmak usuly
Suwuň bölünişi
Bu usul, esasan, kwars, dala şpaty we slýuda ýaly detrit minerallaryny, şeýle hem dag galyndylary ýaly iri garyndylary, şeýle hem käbir demir we titan minerallaryny aýyrmak üçin ulanylýar. Kaolin bilen meňzeş dykyzlygy we eremegi bolan garyndy minerallaryny aýryp bolmaýar we aklygynyň gowulanmagy belli däl, bu bolsa deňeşdirme boýunça ýokary hilli kaolin magdanyny baýlaşdyrmak we agartmak üçin amatlydyr.
Magnit bölmek
Kaolindäki demir mineral garyndylary adatça gowşak magnitli bolýar. Häzirki wagtda esasan ýokary gradientli güýçli magnit bölmek usuly ulanylýar ýa-da gowşak magnit minerallary bişirilenden soň güýçli magnit demir oksidine öwrülýär we soňra adaty magnit bölmek usuly bilen aýrylýar.
Dik halkaly ýokary gradientli magnit bölüji
Elektromagnit şlam üçin ýokary gradientli magnit bölüji
Pes temperaturaly supergeçiriji magnit bölüji
Flotasiýa usuly
Flotasiýa usuly kaolini ilkinji we ikinji derejeli çökündilerden arassalamak üçin ulanyldy. Flotasiýa prosesinde kaolinit we slýuda bölejikleri bölünýär we arassalanan önümler birnäçe amatly senagat derejeli çig mal bolup durýar. Kaolinitiň we dala şpatynyň selektiw flotasiýa bölünişi, adatça, pH derejesi gözegçilikde bolan şlamda amala aşyrylýar.
Azaltma usuly
Reduksiýa usuly, kaoliniň üç walentli ýagdaýyndaky demir garyndylaryny (gematit we limonit ýaly) ereýän iki walentli demir ionlaryna çenli azaltmak üçin reduksiýa serişdesini ulanmakdyr, olar süzgüçden geçirmek we ýuwmak arkaly aýrylýar. Senagat kaolinden Fe3+ garyndylaryny aýyrmak, adatça, fiziki tehnologiýany (magnit bölmek, selektiw flokkulýasiýa) we kislotaly ýa-da reduksiýa şertlerinde himiki işlemegi utgaşdyrmak arkaly amala aşyrylýar.
Natriý gidrosulfiti (Na2S2O4), şeýle hem natriý gidrosulfiti diýlip atlandyrylýar, kaolinden demiri reduksiýa etmekde we süzmekde netijelidir we häzirki wagtda kaolin senagatynda ulanylýar. Şeýle-de bolsa, bu usul güýçli kislotaly şertlerde (pH<3) amala aşyrylmaly, bu bolsa ýokary işleýiş çykdajylaryna we daşky gurşawa täsirine getirýär. Mundan başga-da, natriý gidrosulfitiniň himiki häsiýetleri durnuksyzdyr, bu bolsa ýörite we gymmat saklama we daşamak çärelerini talap edýär.
Tiourea dioksidi: (NH2) 2CSO2, TD) güýçli reduksiýa ediji agent bolup, güýçli reduksiýa ukyby, ekologiýa taýdan arassalygy, pes dargama tizligi, howpsuzlygy we tapgyrlaýyn önümçiligiň arzanlygy ýaly artykmaçlyklara eýedir. Kaolinde eremeýän Fe3+ TD arkaly ereýän Fe2+-e reduksiýa edilip bilner.
Soňra kaoliniň aklygy süzgüçden we ýuwulmadan soň ýokarlanyp biler. TD otagyň temperaturasynda we neýtral şertlerde örän durnuklydyr. TD-niň güýçli gaýtarma ukybyny diňe güýçli şellik (pH>10) ýa-da gyzdyrma (T>70 ° C) şertlerinde alyp bolýar, bu bolsa ýokary işleýiş çykdajylaryna we kynçylyga getirýär.
Oksidlenme usuly
Oksidleşdiriş bejergisi ak reňkini gowulandyrmak üçin adsorbsiýa edilen uglerod gatlagyny aýyrmak üçin ozon, wodorod peroksidi, kaliý permanganaty we natriý gipohloritini ulanmagy öz içine alýar. Galyň örtügiň aşagyndaky has çuň ýerde ýerleşýän kaolin çal reňkde, kaolindäki demir bolsa reduksiýa ýagdaýynda bolýar. Piritdäki eremeýän FeS2-ni ereýän Fe2+-e çenli oksidleşdirmek üçin ozon ýa-da natriý gipohlorit ýaly güýçli oksidleşdiriji serişdeleri ulanyň, soňra bolsa Fe2+-i ulgamdan aýyrmak üçin ýuwuň.
Kislota bilen ýuwmak usuly
Kislota bilen ýuwmak usuly kaolindäki eremeýän demir garyndylaryny kislotaly erginlerde ereýän maddalara (duz turşusy, kükürt turşusy, oksalat turşusy we ş.m.) öwürmekden ybaratdyr, şeýlelik bilen kaolinden bölünip alynýar. Beýleki organiki kislotalar bilen deňeşdirilende, oksalat turşusy kislota güýji, gowy kompleksleşdiriji häsiýeti we ýokary gaýtaryjy ukyby sebäpli iň geljegi uly hasaplanýar. Oksalat turşusy bilen ereýän demir ýuwujy erginden demir oksalat görnüşinde çökdürilip bilner we kalsinasiýa arkaly arassa gematit emele getirmek üçin has-da işlenilip bilner. Oksalat turşusyny beýleki senagat proseslerinden arzan bahadan alyp bolýar we keramika önümçiliginiň otlama tapgyrynda, işlenen materialdaky galan oksalat uglerod dioksidine parçalanar. Köp sanly ylmy işgärler demir oksidini oksalat turşusy bilen eremegiň netijelerini öwrendiler.
Ýokary temperaturada kalsinasiýa usuly
Kalsinasiýa ýörite derejeli kaolin önümlerini öndürmek prosesidir. Işläp bejeriş temperaturasyna görä, kalsinleşdirilen kaoliniň iki dürli derejesi öndürilýär. 650-700 ℃ temperatura aralygynda kalsinasiýa gurluş gidroksil toparyny aýyrýar we çykýan suw bugy kaoliniň elastikligini we çylşyrymlylygyny ýokarlandyrýar, bu bolsa kagyz örtügini ulanmagyň ideal aýratynlygydyr. Mundan başga-da, kaolini 1000-1050 ℃-de gyzdyrmak arkaly diňe bir aşynma ukybyny ýokarlandyrmak bilen çäklenmän, eýsem 92-95% aklyk hem alyp bolýar.
Hlorlamak kalsinasiýa
Demir we titan toýun minerallaryndan, esasanam kaolinden hlorlamak arkaly aýryldy we gowy netijeler gazanyldy. Hlorlamak we kalsinlemek prosesinde, ýokary temperaturada (700 ℃ - 1000 ℃), kaolinit metakaolinit emele getirmek üçin degidroksilasiýa geçdi we has ýokary temperaturada şpinel we mullit fazalary emele gelýär. Bu özgerişler sinterlemek arkaly bölejikleriň gidrofobikligini, gatylygyny we ölçegini ýokarlandyrýar. Şeýle usulda işlenen minerallar kagyz, PVX, rezin, plastmassa, ýelmeşdiriji maddalar, jylamak we diş pastasy ýaly köp pudaklarda ulanylyp bilner. Ýokary gidrofobiklik bu minerallary organiki ulgamlar bilen has utgaşykly edýär.
Mikrobiologik usul
Minerallary mikrobial arassalamak tehnologiýasy, mikrobial ýuwujy tehnologiýasyny we mikrobial flotasiýa tehnologiýasyny öz içine alýan mineral gaýtadan işlemegiň täze ugrydyr. Minerallary mikrobial ýuwujy tehnologiýasy, minerallaryň kristall toruny ýok etmek we peýdaly komponentleri eremek üçin mikroorganizmleriň we minerallaryň arasyndaky çuňňur özara täsiri ulanýan ekstraksiýa tehnologiýasydyr. Kaolinde saklanýan oksidlenen pirit we beýleki sulfid magdanlaryny mikrobial ekstraktsiýa tehnologiýasy arkaly arassalap bolýar. Köp ulanylýan mikroorganizmlere Thiobacillus ferrooxidans we Fe-reducing bakteriýalary girýär. Mikrobiologik usulyň bahasy pes we daşky gurşawyň hapalanmagy pes, bu bolsa kaoliniň fiziki we himiki häsiýetlerine täsir etmez. Bu kaolin minerallaryny ösdürmek üçin geljegi bolan täze arassalamak we agartmak usulydyr.
Gysgaça mazmun
Kaoliniň demiri aýyrmak we agartmak üçin dürli reňk sebäplerine we dürli ulanylyş maksatlaryna görä iň gowy usuly saýlamaly, kaolin minerallarynyň toplumlaýyn aklyk görkezijilerini ýokarlandyrmaly we ony ýokary ulanyş gymmatyna we ykdysady gymmata eýe etmeli. Geljekki ösüş ugry himiki usulyň, fiziki usulyň we mikrobiologik usulyň aýratynlyklaryny organiki taýdan utgaşdyrmak, şeýlelik bilen olaryň artykmaçlyklaryny doly ulanmak we kemçiliklerini we ýetmezçiliklerini çäklendirmek, şeýlelik bilen has gowy agartmak täsirine ýetmek bolmaly. Şol bir wagtyň özünde, dürli hapaçylyk aýyrmak usullarynyň täze mehanizmini has-da öwrenmek we kaoliniň demiri aýyrmak we agartmak işiniň ýaşyl, netijeli we az uglerodly ugurda ösmegi üçin prosesi kämilleşdirmek zerurdyr.
Ýerleşdirilen wagty: 2023-nji ýylyň 2-nji marty