Kanthi sipat fisik lan kimia sing khusus, kaolin minangka sumber mineral nonlogam sing penting banget ing keramik, pembuatan kertas, karet, plastik, refraktori, penyulingan minyak bumi, lan bidang teknologi canggih industri, pertanian, lan pertahanan nasional liyane. Putihe kaolin minangka indikator penting saka nilai aplikasine.
Faktor-faktor sing mengaruhi putihing kaolin
Kaolin iku jinis lempung utawa watu lempung berbutir alus sing kasusun saka mineral kaolinit. Formula kimia kristalé yaiku 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O. Sapérangan cilik mineral non-lempung yaiku kuarsa, feldspar, mineral wesi, titanium, aluminium hidroksida lan oksida, bahan organik, lan liya-liyané.
Struktur kristal kaolin
Miturut kahanan lan sifat rereged ing kaolin, rereged sing nyebabake mudhune putih kaolin bisa dipérang dadi telung kategori: karbon organik; Unsur pigmen, kayata Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn, lan liya-liyane; Mineral peteng, kayata biotit, klorit, lan liya-liyane. Umumé, kandungan V, Cr, Cu, Mn lan unsur liyané ing kaolin cilik, sing ora pati mengaruhi putih. Komposisi mineral lan kandungan wesi lan titanium minangka faktor utama sing mengaruhi putih kaolin. Anane ora mung bakal mengaruhi putih alami kaolin, nanging uga mengaruhi putih sing dikalsinasi. Utamane, anané oksida wesi nduweni pengaruh negatif marang warna lempung lan nyuda padhange lan tahan geni. Lan sanajan jumlah oksida, hidroksida lan oksida terhidrasi saka oksida wesi yaiku 0,4%, cukup kanggo menehi warna abang nganti kuning ing endapan lempung. Oksida lan hidroksida wesi iki bisa awujud hematit (abang), maghemite (abang-coklat), goethite (kuning coklat), limonit (oranye), oksida wesi terhidrasi (abang coklat), lan liya-liyane. Bisa diarani yen mbusak rereged wesi ing kaolin nduweni peran sing penting banget kanggo panggunaan kaolin sing luwih apik.
Kahanan kedadeyan unsur wesi
Kahanan kedadeyan wesi ing kaolin minangka faktor utama sing nemtokake cara ngilangi wesi. Akeh panliten sing percaya yen wesi kristal ing wangun partikel alus dicampur ing kaolin, dene wesi amorf dilapisi ing permukaan partikel alus kaolin. Saiki, kahanan kedadeyan wesi ing kaolin dipérang dadi rong jinis ing njero lan njaba negeri: siji ana ing kaolinit lan mineral aksesoris (kayata mika, titanium dioksida lan ilit), sing diarani wesi struktural; Liyane ana ing wangun mineral wesi independen, sing diarani wesi bebas (kalebu wesi permukaan, wesi kristal alus lan wesi amorf).
Wesi sing dicopot kanthi ngilangi wesi lan pemutihan kaolin yaiku wesi bebas, utamane kalebu magnetit, hematit, limonit, siderit, pirit, ilmenit, jarosit lan mineral liyane; Sebagéan gedhé wesi ana ing wangun limonit koloid sing kasebar banget, lan jumlah cilik ing wangun goethite lan hematit bunder, acicular lan ora teratur.
Cara ngilangi wesi lan memutihake kaolin
Pamisahan banyu
Cara iki utamane digunakake kanggo mbusak mineral detrital kayata kuarsa, feldspar lan mika, lan rereged sing luwih kasar kayata lebu watu, uga sawetara mineral wesi lan titanium. Mineral rereged kanthi kapadhetan lan kelarutan sing padha karo kaolin ora bisa diilangi, lan peningkatan keputihan relatif ora jelas, sing cocog kanggo benefisiasi lan pemutihan bijih kaolin sing berkualitas tinggi.
Pamisahan magnetik
Regedan mineral wesi ing kaolin biasane magnetik lemah. Saiki, metode pamisahan magnetik kuwat gradien dhuwur utamane digunakake, utawa mineral magnetik lemah diowahi dadi oksida wesi magnetik kuwat sawise dipanggang, banjur diilangi kanthi metode pamisahan magnetik biasa.
Pemisah magnetik gradien dhuwur cincin vertikal
Pemisah magnetik gradien dhuwur kanggo bubur elektromagnetik
Separator magnetik superkonduktor suhu rendah
Metode flotasi
Metode flotasi wis diterapake kanggo ngolah kaolin saka endapan primer lan sekunder. Ing proses flotasi, partikel kaolinit lan mika dipisahake, lan produk sing dimurnèkaké minangka sawetara bahan mentah kelas industri sing cocog. Pamisahan flotasi selektif kaolinit lan feldspar biasane ditindakake ing bubur kanthi pH sing dikontrol.
Metode reduksi
Cara reduksine yaiku nggunakake agen reduksi kanggo ngurangi rereged wesi (kayata hematit lan limonit) ing kahanan trivalen kaolin dadi ion wesi bivalen sing larut, sing diilangi kanthi filtrasi lan pencucian. Ngilangi rereged Fe3+ saka kaolin industri biasane ditindakake kanthi nggabungake teknologi fisik (pemisahan magnetik, flokulasi selektif) lan perawatan kimia ing kahanan asam utawa reduksi.
Natrium hidrosulfit (Na2S2O4), uga dikenal minangka natrium hidrosulfit, efektif kanggo ngurangi lan uculake wesi saka kaolin, lan saiki digunakake ing industri kaolin. Nanging, metode iki kudu ditindakake ing kahanan asam sing kuwat (pH <3), sing nyebabake biaya operasi sing dhuwur lan dampak lingkungan. Kajaba iku, sifat kimia natrium hidrosulfit ora stabil, mbutuhake pengaturan panyimpenan lan transportasi khusus lan larang.
Tiourea dioksida: (NH2) 2CSO2, TD) minangka agen reduksi sing kuwat, sing nduweni kaluwihan kemampuan reduksi sing kuwat, ramah lingkungan, tingkat dekomposisi sing endhek, keamanan lan biaya produksi batch sing murah. Fe3+ sing ora larut ing kaolin bisa direduksi dadi Fe2+ sing larut liwat TD.
Sabanjure, putihe kaolin bisa ditambah sawise filtrasi lan pencucian. TD stabil banget ing suhu ruangan lan kondisi netral. Kemampuan reduksi TD sing kuwat mung bisa dipikolehi ing kondisi alkalinitas sing kuwat (pH>10) utawa pemanasan (T>70 °C), sing nyebabake biaya operasi lan kesulitan sing dhuwur.
Metode oksidasi
Perawatan oksidasi kalebu panggunaan ozon, hidrogen peroksida, kalium permanganat, lan natrium hipoklorit kanggo mbusak lapisan karbon sing diserap kanggo nambah keputihan. Kaolin ing panggonan sing luwih jero ing sangisore overburden sing luwih kandel warnane abu-abu, lan wesi ing kaolin ana ing kahanan reduksi. Gunakake agen oksidasi sing kuwat kayata ozon utawa natrium hipoklorit kanggo ngoksidasi FeS2 sing ora larut ing pirit dadi Fe2+ sing larut, banjur wisuh kanggo mbusak Fe2+ saka sistem.
Metode pelindian asam
Cara pelindian asam yaiku ngowahi rereged wesi sing ora larut ing kaolin dadi zat sing larut ing larutan asam (asam klorida, asam sulfat, asam oksalat, lan liya-liyane), saengga bisa misahake saka kaolin. Dibandhingake karo asam organik liyane, asam oksalat dianggep paling njanjeni amarga kekuwatan asam, sifat kompleks sing apik, lan kemampuan reduksi sing dhuwur. Kanthi asam oksalat, wesi sing larut bisa diendapkan saka larutan pelindian ing bentuk fero oksalat, lan bisa diproses luwih lanjut kanggo mbentuk hematit murni liwat kalsinasi. Asam oksalat bisa dipikolehi kanthi murah saka proses industri liyane, lan ing tahap pembakaran manufaktur keramik, sisa oksalat ing bahan sing diolah bakal diurai dadi karbon dioksida. Akeh peneliti sing wis nyinaoni asil pelarutan oksida wesi karo asam oksalat.
Metode kalsinasi suhu dhuwur
Kalsinasi iku proses ngasilake produk kaolin kelas khusus. Miturut suhu pangolahan, ana rong kelas kaolin sing dikalsinasi sing diprodhuksi. Kalsinasi ing kisaran suhu 650-700 ℃ mbusak gugus hidroksil struktural, lan uap banyu sing metu nambah elastisitas lan opasitas kaolin, sing minangka atribut ideal kanggo aplikasi lapisan kertas. Kajaba iku, kanthi manasi kaolin ing 1000-1050 ℃, ora mung bisa nambah abrasi, nanging uga entuk keputihan 92-95%.
Kalsinasi klorinasi
Wesi lan titanium diilangi saka mineral lempung, utamane kaolin kanthi klorinasi, lan asil sing apik dipikolehi. Ing proses klorinasi lan kalsinasi, ing suhu dhuwur (700 ℃ - 1000 ℃), kaolinit wis ngalami dehidroksilasi kanggo mbentuk metakaolinit, lan ing suhu sing luwih dhuwur, fase spinel lan mullit kawangun. Transformasi kasebut nambah hidrofobisitas, kekerasan lan ukuran partikel liwat sintering. Mineral sing diolah kanthi cara iki bisa digunakake ing pirang-pirang industri, kayata kertas, PVC, karet, plastik, perekat, polesan lan odol. Hidrofobisitas sing luwih dhuwur ndadekake mineral kasebut luwih kompatibel karo sistem organik.
Metode mikrobiologis
Teknologi pemurnian mikroba mineral minangka subjek pangolahan mineral sing relatif anyar, kalebu teknologi pelindian mikroba lan teknologi flotasi mikroba. Teknologi pelindian mikroba mineral minangka teknologi ekstraksi sing nggunakake interaksi jero antarane mikroorganisme lan mineral kanggo ngrusak kisi kristal mineral lan nglarutake komponen sing migunani. Pirit teroksidasi lan bijih sulfida liyane sing ana ing kaolin bisa dimurnèkaké kanthi teknologi ekstraksi mikroba. Mikroorganisme sing umum digunakake kalebu Thiobacillus ferrooxidans lan bakteri pangurang Fe. Metode mikrobiologis iki nduweni biaya murah lan polusi lingkungan sing sithik, sing ora bakal mengaruhi sifat fisik lan kimia kaolin. Iki minangka metode pemurnian lan pemutihan anyar kanthi prospek pangembangan kanggo mineral kaolin.
Ringkesan
Perawatan ngilangi lan memutihake wesi kaolin kudu milih metode sing paling apik miturut panyebab warna sing beda-beda lan tujuan aplikasi sing beda-beda, ningkatake kinerja keputihan mineral kaolin sing komprehensif, lan ndadekake duwe nilai guna sing dhuwur lan nilai ekonomi. Tren pangembangan ing mangsa ngarep kudu nggabungake karakteristik metode kimia, metode fisik, lan metode mikrobiologis kanthi organik, supaya bisa nggunakake kaluwihane kanthi maksimal lan mbatesi kekurangan lan kekurangane, supaya bisa entuk efek pemutihan sing luwih apik. Ing wektu sing padha, uga perlu kanggo nyinaoni mekanisme anyar saka macem-macem metode ngilangi rereged lan ningkatake proses supaya ngilangi lan memutihake wesi kaolin berkembang menyang arah ijo, efisien, lan rendah karbon.
Wektu kiriman: 02-Mar-2023