CN109336126A - 一种高铁低品级高岭土的提纯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高铁低品级高岭土的提纯方法,属于非金属矿物加工领域。本发明的方法包括以下步骤:捣浆、精细分级、高梯度磁选、沉降分离、分阶段控温漂白,得到的漂白精土产品Fe2O3含量低于1.1%,Al2O3的含量高于35.0%,白度大于83%,组分含量指标均达到了工业上多领域应用的要求。本发明的方法实用易实现,适合高铁低品级高岭土原矿的加工纯化,有效合理利用高铁低品级高岭土资源,适合推广应用。
Description
技术领域
本发明属于非金属矿物加工领域,特别涉及砂质高岭土提纯技术领域,具体涉及一种高铁低品级高岭土的提纯方法。
背景技术
高岭土是一种非金属矿产,是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩,其矿物成分为高岭石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脱石以及石英、长石等。质纯的高岭土呈洁白细腻、松软土状,具有良好的可塑性和耐火性。高岭土用途十分广泛,主要用于造纸、陶瓷和耐火材料,其次用于涂料、橡胶填料、搪瓷釉料和白水泥原料,少量用于塑料、油漆、颜料、砂轮、铅笔、日用化妆品、肥皂、农药、医药、纺织、石油、化工、建材、国防等工业部门。
国内六大高岭土矿产地为:湖南省衡阳县界牌镇高岭土、茂名地区高岭土、龙岩高岭土、苏州阳山高岭土、广西合浦高岭土和北方煤系高岭土,各地出产的高岭土的矿物成分及化学组成略有差异,因此加工纯化的方法也不尽相同。广西合浦地区分布有大量的高铁低品级高岭土,在广西远景储量基本与Ⅲ级品高岭土矿相当,资源量近亿吨,虽然其组分含量指标均达边界工业指标,但由于Fe2O3和TiO2含量高,Fe2O3+TiO2>2.5%,目前尚未能规模利用,因此潜在经济价值巨大。如果能有效降低广西合浦高岭土中的有害杂质Fe2O3和TiO2含量,将使其大规模的工业应用成为可能,这将大大缓解国内矿物资源的压力,也将拉动当地经济发展。因此,有必要探索一种高铁低品级高岭土的提纯方法,为高铁低品级高岭土寻找一种可利用途径。
发明内容
本发明的目的是提供一种高铁低品级高岭土的提纯方法,本发明的方法包括捣浆、精细分级、高梯度磁选、沉降分离、分阶段加温和漂白等步骤,得到的漂白精土产品Fe2O3含量低于1.1%,Fe2O3+TiO2<1.5%,Al2O3的含量高于35.0%,白度大于83%,组分含量指标均达到了工业上多领域应用的要求。
本发明通过以下技术方案实现:
一种高铁低品级高岭土的提纯方法,具体包括以下步骤:
(1)捣浆:将高铁低品级高岭土原矿投入浆池中进行捣浆,得到浓度为15-25%的原矿浆;
(2)精细分级:将原矿浆先后经过和的水力旋流器进行精细分级,获得-0.045mm粒级的初级精土;
(3)高梯度磁选:先将-0.045mm粒级的初级精土调成浓度为21-25%的初级精土浆,然后将初级精土浆以0.8-1.0cm/s的给料流速投入高梯度磁选机中进行高梯度磁选,选出精矿,备用;
(4)沉降分离:先将精矿调成浓度为21-28%的精矿浆,然后往精矿浆中加碱调节pH为8-9,再加入由六偏磷酸钠、聚丙烯酸铵和硅酸钠组成的混合分散剂并充分搅拌10-25min,然后沉降分离处理30-60min,分离出中级精土,备用;
(5)分阶段控温漂白:先将中级精土调成浓度为15-19%的中级精土浆,加入酸调节pH值为3-4,然后加入组合漂白剂进行分阶段控温漂白60-90min,得到漂白精土产品。
本发明的高铁低品级高岭土原矿的主要化学成分为:SiO2 72-75%,Al2O3 15-18%,Fe2O3 2-4%,TiO2 0.1-0.3%。
作为技术方案的优选,所述-0.045mm粒级的初级精土的主要化学成分为:SiO248-52%,Al2O3 30-32%,Fe2O3 4-5%,TiO2 0.1-0.3%。
作为技术方案的优选,所述高梯度磁选机所用场强强度为1.2-1.3T。
作为技术方案的优选,所述碱为氢氧化钠,纯度为99%,用量为3.5-5.0kg/吨矿石。
作为技术方案的优选,所述混合分散剂中六偏磷酸钠、聚丙烯酸铵和硅酸钠的质量比为3-5:3:3,用量为2.5-5.0kg/t矿石。
作为技术方案的优选,所述酸为由纯度为96%的草酸和质量分数为33-35%的盐酸以3-4:2的质量比均匀混合得到的,用量为5.5-8.5kg/t矿石。
作为技术方案的优选,所述组合漂白剂为连二亚硫酸钠和硫代硫酸钠按照质量比为3-5:2均匀混合得到的,用量为6.0-9.0kg/吨矿石。
作为技术方案的优选,所述分阶段控温漂白具体为:在中级精土浆的温度为50℃以下时,加入酸调节pH值为3-4,并以0.5-2℃/min的速率升温,当温度升温至50℃以上时,每隔15-30min加入等量的组合漂白剂,控制中级精土浆的温度为60-75℃。
作为技术方案的优选,所述漂白精土产品中Al2O3的含量为35.3-37.0%,Fe2O3的含量为0.9-1.01%,白度为84-85%。
本发明作业的各流程废水依次返回沉降分离环节循环利用,漂白废液通过静置和石灰乳水溶液处理,达到排放标准。
与现有技术相比,本发明的优点及有益效果为:
(1)本发明的高铁低品级高岭土的提纯方法,以广西合浦地区的高铁低品级高岭土为原料,通过捣浆、精细分级、高梯度磁选、沉降分离、分阶段控温漂白等步骤,简单易实现,适合高铁低品级高岭土原矿的加工纯化,适合推广应用。
(2)本发明采用的分散剂为由六偏磷酸钠、聚丙烯酸铵和硅酸钠组成的混合分散剂,采用的酸为由草酸和盐酸组成的混合酸,采用的漂白剂为由连二亚硫酸钠和硫代硫酸钠组成的组合漂白剂,混合药剂各组分相互协同作用,不仅使得混合药剂的作用效果更好,反应时间更短,而且用量也较单一药剂的用量少,成本更低。
(3)本发明对中级精土进行调浆后进行分阶段控温漂白,这样相比于直接升温和漂白,更有效减少药剂快速分解造成的消耗,提高漂白效果。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明进一步详细说明,但不限于本发明的保护范围。
实施例1
一种高铁低品级高岭土的提纯方法,具体包括以下步骤:
(1)捣浆:将含有74%SiO2、17%Al2O3、3%Fe2O3、0.2%TiO2的高铁低品级高岭土原矿投入浆池中进行捣浆,得到浓度为20%的原矿浆;
(2)精细分级:将原矿浆先后经过和的水力旋流器进行精细分级,获得含有50%SiO2、31%Al2O3、4%Fe2O3、0.2%TiO2的-0.045mm粒级的初级精土;
(3)高梯度磁选:先将-0.045mm粒级的初级精土调成浓度为23%的初级精土浆,然后将初级精土浆以0.9cm/s的给料流速投入场强强度为1.3T的高梯度磁选机中进行高梯度磁选,选出精矿,备用;
(4)沉降分离:先将精矿调成浓度为25%的精矿浆,然后往精矿浆中按照4.2kg/吨矿石的用量加入纯度为99%的氢氧化钠调节pH为8.5,再按照3.8kg/t矿石的用量加入质量比为4:3:3的六偏磷酸钠、聚丙烯酸铵和硅酸钠组成的混合分散剂并充分搅拌18min,然后沉降分离处理50min,分离出中级精土,备用;
(5)分阶段控温漂白:先将中级精土调成浓度为17%的中级精土浆,在中级精土浆的温度为40℃时,按照7kg/t矿石的用量加入由纯度为96%的草酸和质量分数为34%的盐酸以2:1的质量比均匀混合得到的酸调节pH值为3.5,并以1.0℃/min的速率升温,当温度升温至55℃时,每隔25min按照2.8kg/吨矿石的用量加入由连二亚硫酸钠和硫代硫酸钠按照质量比为2:1均匀混合得到的的组合漂白剂,控制中级精土浆的温度为65℃,持续75min,得到漂白精土产品。
本实施例的漂白精土产品中Al2O3的含量为37.0%,Fe2O3的含量为0.9%,白度为85%。
实施例2
一种高铁低品级高岭土的提纯方法,具体包括以下步骤:
(1)捣浆:将含有73%SiO2、16%Al2O3、2.5%Fe2O3、0.2%TiO2的高铁低品级高岭土原矿投入浆池中进行捣浆,得到浓度为17%的原矿浆;
(2)精细分级:将原矿浆先后经过和的水力旋流器进行精细分级,获得含有51%SiO2、31.5%Al2O3、4%Fe2O3、0.2%TiO2的-0.045mm粒级的初级精土;
(3)高梯度磁选:先将-0.045mm粒级的初级精土调成浓度为22%的初级精土浆,然后将初级精土浆以0.9cm/s的给料流速投入场强强度为1.3T的高梯度磁选机中进行高梯度磁选,选出精矿,备用;
(4)沉降分离:先将精矿调成浓度为23%的精矿浆,然后往精矿浆中按照3.8kg/吨矿石的用量加入纯度为99%的氢氧化钠调节pH为8.2,再按照3.2kg/t矿石的用量加入质量比为4:3:3的六偏磷酸钠、聚丙烯酸铵和硅酸钠组成的混合分散剂并充分搅拌20min,然后沉降分离处理45min,分离出中级精土,备用;
(5)分阶段控温漂白:先将中级精土调成浓度为16%的中级精土浆,在中级精土浆的温度为45℃时,按照6kg/t矿石的用量加入由纯度为96%的草酸和质量分数为34%的盐酸以3:2的质量比均匀混合得到的酸调节pH值为3.8,并以0.8℃/min的速率升温,当温度升温至52℃时,每隔20min按照1.8kg/吨矿石的用量加入由连二亚硫酸钠和硫代硫酸钠按照质量比为2:1均匀混合得到的的组合漂白剂,控制中级精土浆的温度为68℃,持续80min,得到漂白精土产品。
本实施例的漂白精土产品中Al2O3的含量为36.6%,Fe2O3的含量为0.92%,白度为84.7%。
实施例3
一种高铁低品级高岭土的提纯方法,具体包括以下步骤:
(1)捣浆:将含有73.5%SiO2、16.5%Al2O3、3.5%Fe2O3、0.2%TiO2的高铁低品级高岭土原矿投入浆池中进行捣浆,得到浓度为23%的原矿浆;
(2)精细分级:将原矿浆先后经过和的水力旋流器进行精细分级,获得含有49%SiO2、30.5%Al2O3、4.5%Fe2O3、0.2%TiO2的-0.045mm粒级的初级精土;
(3)高梯度磁选:先将-0.045mm粒级的初级精土调成浓度为24%的初级精土浆,然后将初级精土浆以0.9cm/s的给料流速投入场强强度为1.3T的高梯度磁选机中进行高梯度磁选,选出精矿,备用;
(4)沉降分离:先将精矿调成浓度为22%的精矿浆,然后往精矿浆中按照4.5kg/吨矿石的用量加入纯度为99%的氢氧化钠调节pH为8.8,再按照4.5kg/t矿石的用量加入质量比为4:3:3的六偏磷酸钠、聚丙烯酸铵和硅酸钠组成的混合分散剂并充分搅拌15min,然后沉降分离处理40min,分离出中级精土,备用;
(5)分阶段控温漂白:先将中级精土调成浓度为18%的中级精土浆,在中级精土浆的温度为35℃时,按照8kg/t矿石的用量加入由纯度为96%的草酸和质量分数为33%的盐酸以2:1的质量比均匀混合得到的酸调节pH值为3.3,并以1.8℃/min的速率升温,当温度升温至55℃时,每隔22min按照2kg/吨矿石的用量加入由连二亚硫酸钠和硫代硫酸钠按照质量比为5:2均匀混合得到的的组合漂白剂,控制中级精土浆的温度为73℃,持续88min,得到漂白精土产品。
本实施例的漂白精土产品中Al2O3的含量为36.2%,Fe2O3的含量为0.95%,白度为84.5%。
实施例4
一种高铁低品级高岭土的提纯方法,具体包括以下步骤:
(1)捣浆:将含有75%SiO2、18%Al2O3、4%Fe2O3、0.3%TiO2的高铁低品级高岭土原矿投入浆池中进行捣浆,得到浓度为25%的原矿浆;
(2)精细分级:将原矿浆先后经过和的水力旋流器进行精细分级,获得含有52%SiO2、32%Al2O3、5%Fe2O3、0.3%TiO2的-0.045mm粒级的初级精土;
(3)高梯度磁选:先将-0.045mm粒级的初级精土调成浓度为25%的初级精土浆,然后将初级精土浆以1.0cm/s的给料流速投入场强强度为1.2T的高梯度磁选机中进行高梯度磁选,选出精矿,备用;
(4)沉降分离:先将精矿调成浓度为28%的精矿浆,然后往精矿浆中按照3.5kg/吨矿石的用量加入纯度为99%的氢氧化钠调节pH为8,再按照5.0kg/t矿石的用量加入质量比为5:3:3的六偏磷酸钠、聚丙烯酸铵和硅酸钠组成的混合分散剂并充分搅拌25min,然后沉降分离处理60min,分离出中级精土,备用;
(5)分阶段控温漂白:先将中级精土调成浓度为19%的中级精土浆,在中级精土浆的温度为40℃时,按照5.5kg/t矿石的用量加入由纯度为96%的草酸和质量分数为35%的盐酸以3:2的质量比均匀混合得到的酸调节pH值为4,并以0.5℃/min的速率升温,当温度升温至51℃时,每隔15min按照1.5kg/吨矿石的用量加入由连二亚硫酸钠和硫代硫酸钠按照质量比为5:2均匀混合得到的的组合漂白剂,控制中级精土浆的温度为60℃,持续60min,得到漂白精土产品。
本实施例的漂白精土产品中Al2O3的含量为35.7%,Fe2O3的含量为0.98%,白度为84.2%。
实施例5
一种高铁低品级高岭土的提纯方法,具体包括以下步骤:
(1)捣浆:将含有72%SiO2、15%Al2O3、2%Fe2O3、0.1%TiO2的高铁低品级高岭土原矿投入浆池中进行捣浆,得到浓度为15%的原矿浆;
(2)精细分级:将原矿浆先后经过和的水力旋流器进行精细分级,获得含有48%SiO2、30%Al2O3、5%Fe2O3、0.1%TiO2的-0.045mm粒级的初级精土;
(3)高梯度磁选:先将-0.045mm粒级的初级精土调成浓度为21%的初级精土浆,然后将初级精土浆以0.8cm/s的给料流速投入场强强度为1.2T的高梯度磁选机中进行高梯度磁选,选出精矿,备用;
(4)沉降分离:先将精矿调成浓度为21%的精矿浆,然后往精矿浆中按照5.0kg/吨矿石的用量加入纯度为99%的氢氧化钠调节pH为9,再按照2.5kg/t矿石的用量加入质量比为1:1:1的六偏磷酸钠、聚丙烯酸铵和硅酸钠组成的混合分散剂并充分搅拌10min,然后沉降分离处理30min,分离出中级精土,备用;
(5)分阶段控温漂白:先将中级精土调成浓度为15%的中级精土浆,在中级精土浆的温度为49℃时,按照8.5kg/t矿石的用量加入由纯度为96%的草酸和质量分数为33%的盐酸以2:1的质量比均匀混合得到的酸调节pH值为3,并以2℃/min的速率升温,当温度升温至60℃时,每隔30min按照3kg/吨矿石的用量加入由连二亚硫酸钠和硫代硫酸钠按照质量比为3:2均匀混合得到的的组合漂白剂,控制中级精土浆的温度为75℃,持续90min,得到漂白精土产品。
本实施例的漂白精土产品中Al2O3的含量为35.3%,Fe2O3的含量为1.01%,白度为84%。
Claims (10)
1.一种高铁低品级高岭土的提纯方法,其特征在于,包括如下步骤,
(1)捣浆:将高铁低品级高岭土原矿投入浆池中进行捣浆,得到浓度为15-25%的原矿浆;
(2)精细分级:将原矿浆先后经过和的水力旋流器进行精细分级,获得-0.045mm粒级的初级精土;
(3)高梯度磁选:先将-0.045mm粒级的初级精土调成浓度为21-25%的初级精土浆,然后将初级精土浆以0.8-1.0cm/s的给料流速投入高梯度磁选机中进行高梯度磁选,选出精矿,备用;
(4)沉降分离:先将精矿调成浓度为21-28%的精矿浆,然后往精矿浆中加碱调节pH为8-9,再加入由六偏磷酸钠、聚丙烯酸铵和硅酸钠组成的混合分散剂并充分搅拌10-25min,然后沉降分离处理30-60min,分离出中级精土,备用;
(5)分阶段控温漂白:先将中级精土调成浓度为15-19%的中级精土浆,加入酸调节pH值为3-4,然后加入组合漂白剂进行分阶段控温漂白60-90min,得到漂白精土产品。
2.根据权利要求1所述的高铁低品级高岭土的提纯方法,其特征在于,所述高铁低品级高岭土原矿的主要化学成分为:SiO2 72-75%,Al2O3 15-18%,Fe2O3 2-4%,TiO2 0.1-0.3%。
3.根据权利要求1所述的高铁低品级高岭土的提纯方法,其特征在于,所述-0.045mm粒级的初级精土的主要化学成分为:SiO2 48-52%,Al2O3 30-32%,Fe2O3 4-5%,TiO2 0.1-0.3%。
4.根据权利要求1所述的高铁低品级高岭土的提纯方法,其特征在于,所述高梯度磁选机所用场强强度为1.2-1.3T。
5.根据权利要求1所述的高铁低品级高岭土的提纯方法,其特征在于,所述碱为氢氧化钠,纯度为99%,用量为3.5-5.0kg/吨矿石。
6.根据权利要求1所述的高铁低品级高岭土的提纯方法,其特征在于,所述混合分散剂中六偏磷酸钠、聚丙烯酸铵和硅酸钠的质量比为3-5:3:3,用量为2.5-5.0kg/t矿石。
7.根据权利要求1所述的高铁低品级高岭土的提纯方法,其特征在于,所述酸为由纯度为96%的草酸和质量分数为33-35%的盐酸以3-4:2的质量比均匀混合得到的,用量为5.5-8.5kg/t矿石。
8.根据权利要求1所述的高铁低品级高岭土的提纯方法,其特征在于,所述组合漂白剂为连二亚硫酸钠和硫代硫酸钠按照质量比为3-5:2均匀混合得到的,用量为6.0-9.0kg/吨矿石。
9.根据权利要求1所述的高铁低品级高岭土的提纯方法,其特征在于,所述分阶段控温漂白具体为:在中级精土浆的温度为50℃以下时,加入酸调节pH值为3-4,并以0.5-2℃/min的速率升温,当温度升温至50℃以上时,每隔15-30min加入等量的组合漂白剂,控制中级精土浆的温度为60-75℃。
10.根据权利要求1-9任一所述的高铁低品级高岭土的提纯方法,其特征在于,所述漂白精土产品中Al2O3的含量为35.3-37.0%,Fe2O3的含量为0.9-1.01%,白度为84-85%。
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