CN105855064A - 一种脱除高岭土中石英的方法 - Google Patents

一种脱除高岭土中石英的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种脱除高岭土中石英的方法，属于非金属矿高岭土提质加工技术领域。该方法包括：首先用磨矿机将高岭土矿磨细至粒度为0.045 mm以下，再将磨细的高岭土矿与微生物选择性絮凝分离液调配成矿浆，并调节其pH值，搅拌一段时间后静置，使高岭石颗粒沉降，石英颗粒悬浮于选择性絮凝分离液中，分离沉降物与选择性絮凝分离液即可实现高岭石与石英的分离。本发明中选择性絮凝分离液兼具絮凝高岭石和分散石英的能力，可有效脱除高岭土矿中的微细粒石英，工艺流程简单。

Description

一种脱除高岭土中石英的方法
技术领域
本发明涉及一种脱除高岭土中石英的方法，属于非金属矿高岭土提质加工技术领域。
背景技术
高岭土是陶瓷制品的重要原料。作为陶瓷大国，我国拥有得天独厚的高岭土资源，但是用于制造高级陶瓷的优质高岭土资源缺乏。劣质高岭土经过选矿和深加工优质化的趋势也越来越明显。随着经济的发展与科学技术的进步，高岭土也被不断应用于高新技术领域，其重要性日益凸显。高岭土中的石英杂质影响其性能，对于粗颗粒石英，通常采用螺旋分级机、水力旋流器和振动筛等进行分级去除。但细粒级石英经分级法脱除效果不明显。
浮选法是分离细粒级矿物的有效手段，在矿石浮选中，石英和高岭石是常见的脉石矿物，使用阴离子捕收剂，以二价或三价金属离子活化石英，可改变石英的电动电位，从而在一定程度上将二者分离，浮选分离过程中捕收剂选择性较差。黄凯研究了季胺盐对一水硬铝石、高岭石和石英沉降行为的影响，在pH为6.7时，一定浓度的季胺盐溶液中，高岭石与石英的聚团或分散效果不同，高浓度季胺盐溶液中石英完全分散，而高岭石部分分散。根据两种矿物的不同的聚团或分散行为，可以对其进行分离，但黄凯的研究更关注的是一水硬铝石与高岭石、石英的分离。
考虑到高岭石与石英具有不同的聚团或分散行为，可采用絮凝剂对其进行分离。微生物絮凝剂是一类利用生物技术由微生物产生的可沉降水中悬浮颗粒和胶体颗粒的特殊高分子有机物，主要由胞外多糖、糖蛋白、蛋白质、纤维素、核酸等高分子物质组成。自1930年日本的Butterfield报道以来，微生物絮凝剂以其来源广、种类多、絮凝性能良好、培养条件粗放、可降解性和安全性等特点而引起广大环境工作者的极大兴趣。微生物具有比表面积大、转化能力强、繁殖速度快、易变异及絮凝处理的对象广泛等特点，开发利用潜力巨大。对于高岭土中石英的微生物絮凝脱除，微生物絮凝剂必须对高岭石与石英中的一种矿物产生聚团或分散作用，或者对二者作用截然相反才能实现高岭石与石英的分离。
发明内容
本发明旨在提供一种脱除高岭土中石英的方法，用以解决微细粒石英与高岭石分离、提纯高岭土的问题。
本发明提供了一种脱除高岭土中石英的方法，包括以下步骤：
(1) 将高岭土矿磨细至粒度为0.045 mm以下；
(2) 制备选择性絮凝分离液：首先配制微生物生长液体培养基，以圆褐固氮菌为菌种，将该菌种接种到盛有液体培养基的锥形瓶中，于28～32℃水浴振荡培养箱中培养24～96h，获得圆褐固氮菌培养液，其次将圆褐固氮菌培养液超声破碎30~45 min后进行离心分离，所得上清液为选择性絮凝分离液；
(3) 将选择性絮凝分离液与步骤（1）制得的高岭土配成矿浆，调节pH值为6~11，并搅拌20~150 min；
(4) 将步骤(3)中的矿浆静置5~90 min，使矿浆中的微细高岭石颗粒絮凝沉降，分离出沉降物与选择性絮凝分离液即可实现高岭石与石英的分离。
上述方法中，步骤(2)中培养基的配方为：蔗糖3.0~6.0 g/L，Na2HPO4 1.0~3.0 g/L，MgSO4•7H2O 0.3~1.0 g/L，FeCl3 0.001~0.01 g/L，CaCl2 0.05~0.2 g/L，AlCl3 0.25~0.75 g/L，NaSiO3•9H2O 0.5~3.0 g/L。
上述方法中，步骤(2)中培养基的pH值为6.5~7.8，水浴振荡培养箱转速为150~200r/min。
上述方法中，步骤(3)中，矿浆中高岭土的浓度为10~80 g/L。
上述方法中，步骤(3)中搅拌方式为机械搅拌，搅拌速度为100~250 r/min。
本发明的有益效果：
本发明能够有效脱除高岭土中的微细粒石英，所用微生物絮凝剂絮凝性能良好、培养条件粗放，具有可降解性和安全性等特点。选择性絮凝分离液不但可有效絮凝高岭石，且对石英起分散作用，双重作用下，更有利于高岭土中石英的脱除。
附图说明
图1为脱除高岭土中石英的方法工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：人工混合高岭土矿中脱除石英的方法：
人工混合矿由90%的高岭石与10%的石英组成，Al2O3和SiO2的质量含量分别为35.28%和50.67%；高岭石中Al2O3和SiO2的质量含量分别为39.2%和45.3%；石英纯度为99%。
脱除高岭土中石英的具体步骤如下：
(1)将高岭土人工混合矿磨细至粒度为0.045mm以下；
(2)制备选择性絮凝分离液，首先按蔗糖5.0 g/L，Na2HPO4 2.0 g/L，MgSO4•7H2O 1.0g/L，FeCl3 0.005 g/L，CaCl2 0.1 g/L，AlCl3 0.5 g/L，NaSiO3•9H2O 1.1 g/L配制微生物生长液体培养基，调节培养基pH值为7.3，将圆褐固氮菌菌种接种到盛有液体培养基的锥形瓶中于30℃水浴振荡培养96h，摇床转速为150 r/min，获得圆褐固氮菌培养液，再将圆褐固氮菌培养液超声破碎30 min后进行离心分离，离心上清液为选择性絮凝分离液；
(3) 将选择性絮凝分离液与人工混合矿配成浓度为50g/L的矿浆，调节pH为7.5，并以110r/min的速度搅拌100 min；
(4) 将步骤(3)中矿浆静置40min，分离沉降物与选择性絮凝分离液。沉降物过滤，105℃烘干待分析。
根据X射线粉末衍射法进行测试，本实施例检测结果是：沉降物中Al2O3和SiO2含量分别为38.03%和46.83%，石英脱除率72.3%。
实施例2： 高岭土矿样中脱除石英的方法：
分级除砂后，含Al2O3和SiO2分别为35.28%、46.50%（质量百分比）的高岭土矿样中存在微细粒石英杂质。
脱除高岭土中石英的具体步骤如下：
(1)将高岭土矿样磨细至粒度为0.045mm以下；
(2)制备选择性絮凝分离液，首先按蔗糖3.0 g/L，Na2HPO4 1.0 g/L，MgSO4•7H2O 0.5g/L，FeCl3 0.005 g/L，CaCl2 0.2 g/L，AlCl3 0.75 g/L，NaSiO3•9H2O 2.0 g/L配制微生物生长液体培养基，调节培养基pH值为7.0，将圆褐固氮菌菌种接种到盛有液体培养基的锥形瓶中于28℃水浴振荡培养72 h，摇床转速为200 r/min，获得圆褐固氮菌培养液，再将圆褐固氮菌培养液超声破碎45 min后进行离心分离，离心上清液为选择性絮凝分离液；
(3) 将选择性絮凝分离液与人工混合矿配成浓度为80g/L的矿浆，调节pH为7.0，并以200r/min的速度搅拌120 min；
(4) 将步骤(3)中矿浆静置80 min，分离沉降物与选择性絮凝分离液。沉降物过滤，105℃烘干待分析。
本实施例检测结果是：Al2O3含量从35.28%提高到36.01%、SiO2含量从46.50%降低至45.49%。

Claims (5)

1.一种脱除高岭土中石英的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1) 将高岭土矿磨细至粒度为0.045 mm以下；
(2) 制备选择性絮凝分离液：首先配制微生物生长液体培养基，以圆褐固氮菌为菌种，将该菌种接种到盛有液体培养基的锥形瓶中，于28～32℃水浴振荡培养箱中培养24～96h，获得圆褐固氮菌培养液，其次将圆褐固氮菌培养液超声破碎30~45 min后进行离心分离，所得上清液为选择性絮凝分离液；
(3) 将选择性絮凝分离液与步骤（1）制得的高岭土配成矿浆，调节pH值为6~11，并搅拌20~150 min；
(4) 将步骤(3)中的矿浆静置5~90 min，使矿浆中的微细高岭石颗粒絮凝沉降，分离出沉降物与选择性絮凝分离液即可实现高岭石与石英的分离。
2.根据权利要求1所述的脱除高岭土中石英的方法，其特征在于：步骤(2)中培养基的配方为：蔗糖3.0~6.0 g/L，Na2HPO4 1.0~3.0 g/L，MgSO4•7H2O 0.3~1.0 g/L，FeCl3 0.001~0.01 g/L，CaCl2 0.05~0.2 g/L，AlCl3 0.25~0.75 g/L，NaSiO3•9H2O 0.5~3.0 g/L。
3.根据权利要求1所述的脱除高岭土中石英的方法，其特征在于：步骤(2)中培养基的pH值为6.5~7.8，水浴振荡培养箱转速为150~200 r/min。
4.根据权利要求1所述的脱除高岭土中石英的方法，其特征在于：步骤(3)矿浆中高岭土的浓度为10~80 g/L。
5.根据权利要求1所述的脱除高岭土中石英的方法，其特征在于：步骤(3)中搅拌方式为机械搅拌，搅拌速度为100~250 r/min。
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