UA136777U - Каолін марки akform - Google Patents

Abstract

Каолін містить Аl2О3 та Fе2О3 та додаткові інгредієнти: діоксид кремнію, діоксид титану, оксиди кальцію, калію, натрію, вологу у вигляді зв'язаної води кристалічної ґратки.

Description

Корисна модель належить до галузі збагачення нерудної сировини, переважно до каолінів, і може бути використана для отримання концентратів, придатних для керамічної, фарфоро- фаянсової промисловості, металургійної та будівельної промисловості. Більш детально, каолін марки АКЕопт застосовують як наповнювач при виробництві виробів санітарно-будівельної кераміки і при виробництві керамічної плитки і виготовлення глазурі і т.п.

З геолого-мінералогічної (петрографічної) точки зору каолін - гірнича порода, глиниста частина якої представлена переважно каолінітом або, рідше, іншими мінералами однойменної групи і аналогічного складу (дикит, накрит), що утворилися в результаті екзогенної або гідротермальної каолінізації алюмосилікатів.

Зі споживчої точки зору каолін - це глина, яка складається переважно з чистого каолініту або споріднених глинистих мінералів аналогічного складу, що має в природному або збагаченому стані білий або майже білий колір, піддатлива збагаченню і облагороджуванню відомими методами і придатна в збагаченому вигляді для подальшого використання у виробництві білої кераміки, паперу, гуми, фарб та ін. За визначенням каолінового проекту Міжнародної програми геологічної кореляції каолін - порода, що характеризується корисним змістом каолінітових мінералів.

Найближчим аналогом є каолін, склад якого описано у патенті НО 2647549 СІ, опубл. 16.03.2018 р., і який містить АІг2Оз 29,1-31 95, ГегОз 1,6-1,7 95 (див. Таблиця 1 приклади 1- 3; Таблиця 2 приклади 5-10). Я видно, описаний каолін містить у в своєму складі незначний вміст оксиду алюмінію й високий вміст домішок у вигляді оксиду заліза.

В основу запропонованої корисної моделі поставлена задача створити каолін такого складу, в якому враховані виявлені та усунені недоліки відомого рівня техніки, й який має покращений склад.

Технічний результат полягає у зміні фізико-хімічних властивостей каоліну й одержання каоліну кращого хімічного складу, із високим вмістом оксиду алюмінію, більш високою білизною, низьким вмістом оксиду заліза, більш високою плинністю, оптимальною в'язкістю, оптимальною товщиною кубка.

Поставлена задача вирішується тим, що каолін, який містить Аіг2Оз та ЕегОз, згідно з корисною моделлю, містить додаткові інгредієнти, у наступному співвідношенні компонентів, 90: масова частка АЇ2Оз, 37,0-/-1,5 масова частка ЕегО»з, 95, не 0 65 більше шк додаткові інгредієнти решта.

Як додаткові інгредієнти містить: масова частка діоксиду 46,54/-1,5 кремнію, масова частка діоксиду 120 титану, не більше ' масова частка оксиду 020 кальцію, не більше ' масова частка оксиду калію 0,30-1,10 масова частка оксиду натрію, 005 не більше ' волога у вигляді зв'язаної води кристалічної гратки, не 16,0. більше

Каолін має наступні фізико-хімічні характеристики: залишок на сітці Мо 0063, 95, - 0,60 не більше залишок на сітці Мо 0045, 95, 15 не більше " величина концентрації водневих іонів водної 6,5-8,5 витяжки (рН), од. РН кількість часток розміром 2 65-75 шт (дисперсність), 90 втрати при прожарюванні, 905, 130 не менше ' в'язкість за методом 30

Лемаїша, секунд, не більше товщина кубка, мм, не менше 5,0.

Запропонований каолін є каоліном із покращеними фізико-хімічними властивостями, більш детально, із високим вмістом оксиду алюмінію, більш високою білизною, низьким вмістом оксиду заліза, більш високою плинністю, оптимальною в'язкістю, оптимальною товщиною кубка.

Запропонований каолін одержують відповідно до методики мокрого збагачення каоліну, згідно з чим каолінову сировину подають до промивального барабана, звідки каолінову пульпу подають на вібросито для відділення від каолініту крупних фракцій піску, після чого каолінову пульпу піддають водній класифікації, причому водну класифікацію проводять у дві стадії, де на першій стадії каолінову пульпу подають на батарею гідроциклонів із діаметром не більше ніж 325 мм, звідки верхній злив подають на другу стадію водної класифікації, а нижній злив подають для додаткової очистки на гідроциклон із діаметром не більше ніж 200 мм, з якого верхній злив подають на другу стадію водної класифікації, а нижній злив подають на гідроциклони із діаметром не більше ніж 325 мм; на другій стадії водної класифікації каолінову пульпу подають на батарею гідроциклонів із діаметром не більше ніж 75 мм, звідки верхній злив подають на згущення, а нижній злив подають для додаткової очистки на батарею гідроциклонів із діаметром не більше ніж 40 мм, звідки верхній злив подають на згущення, а нижній злив повторно для додаткової очистки подають до промивальних барабанів й на батарею гідроциклонів із діаметром не більше ніж 325 мм; перед згущенням каолінову пульпу подають не вібросито для відділення органічних речовин, після чого для згущення до каолінової пульпи додають флокулянт - катіонний коагулятор, яким є співполімер акриламіду і акрилату натрію, згущену каолінову суспензію подають на зневоднення до фільтрпресів, причому зневоднення проводять до вологості не більше 27-32 95, після чого проводять сушіння.

Відповідно до методики мокрого збагачення каоліну, кількість гідроциклонів на першій стадії водної класифікації з діаметром не більше ніж 325 мм, складає не менше ніж 3.

Відповідно до методики мокрого збагачення каоліну, тиск гідроциклонів на першій стадії водної класифікації з діаметром не більше ніж 325 мм, складає 0,8-1,5 бар.

Відповідно до методики мокрого збагачення каоліну, нижній злив із першого гідроциклона додатково відділяють на віброситі, з якого каолінову пульпу повторно подають у перший гідроциклон.

Відповідно до методики мокрого збагачення каоліну, кількість гідроциклонів із діаметром не

Ко) більше ніж 200 мм, складає 1.

Відповідно до методики мокрого збагачення каоліну, тиск гідроциклона із діаметром не більше ніж 200 мм, складає 1,0-1,7 бар.

Відповідно до методики мокрого збагачення каоліну, тиск гідроциклонів на другій стадії водної класифікації з діаметром не більше ніж 75 мм, складає 1,5-3 бар.

Відповідно до методики мокрого збагачення каоліну, кількість гідроциклонів на другій стадії водної класифікації з діаметром не більше ніж 75 мм, складає не менше ніж 20.

Відповідно до методики мокрого збагачення каоліну, тиск гідроциклонів із діаметром не більше ніж 40 мм, складає 1,5-3,0 бар.

Відповідно до методики мокрого збагачення каоліну, кількість гідроциклонів із діаметром не більше ніж 14.

Відповідно до методики мокрого збагачення каоліну, флокулянт використовують у формі твердого грануляту.

Відповідно до методики мокрого збагачення каоліну, як флокулянт використовують 95-

Р ОС5-А112.

Відповідно до методики мокрого збагачення каоліну, одержують каолін із покращеними фізико-хімічними характеристиками складу, наведеного у таблиці 1.

Таблиця 1 залишокнасітції ///7777711111111111111111Ї111111111111111111111101060111111111111с1с1 у розміром 2 ут (дисперсність), о

Каолінова сировина, з якої одержують запропонований каолін, є унікальною сировиною з родовищ й її властивості й характеристики описано нижче.

Каолін родовищ, використовуваний як сировина, належить до первинних каолінів і має три основні різновиди, що сформувалися за Чудново-Бердичівському гранітах і їх мігматити, біотит - плагіоклазових гнейсами, в тому числі гранатомісткі, порфіроподібні гранітам кіровоградського типу і апелюють - пегматоїдним гранітам і пегматитам. Каолін по Чудново-Бердичівському гранітах представлений щільною породою сірувато-білого або жовтувато-білого кольору з добре вираженою успадкованою середньо-і дрібнозернистою структурою. Залишкова структура проявляється більш-менш рівномірним чергуванням невеликих (5-7 мм) ділянок каолініту (білого по польових шпатах і жовтого або палевого) і зерен кварцу. У каоліні, що утворився за гранітової різновидністю вихідної породи, спостерігаються охристі плями. На шліфах видно елементи структури материнської породи, дисперсний (по польових шпатах) або лускатий (по буттях) каолініт, кварц з розміром зерен 0,1-4 мм, домішки пилоподібних оксидів заліза, що асоціюються з великими лусочками каолініту, акцесорних (циркон, монацит) і вторинних мінералів. У цій літологічній різновидності каоліну міститься 51-56 Фо каолініту, 42-47 9о кварцу, до 5 95 циркону, апатиту, ільменіту, лейкоксену.

Каолініт по порфіроподібному граніту відрізняється більш грубозернистою реліктовою структурою (д--1-7 мм), обумовленої псевдоморфози каолініту по порфіроподібному виділенню калієвого шпату, каолініт по буттях-жовтувато-білим кольором і меншим вмістом крупнозернистих частинок.

Крупнолускатий різновид каолініту, що утворився по біотиту, представлена відносно великими частками (д-»0,01-0,1 мм) і їх агрегатами віялоподібної, червоподібної і сноподібної форм, тонколуската - частинками, що містять тонкодисперсні оксиди заліза і титану.

Гранулометричний і хімічний склад каолінів родовищ залежить від їх належності до тієї чи іншої літологічного різновиду.

Збагачені каоліни різко відрізняються від вихідних меншим вмісту кварцу і значенням відношення 5102:АЇ2Оз а також значно меншим вмістом барвних оксидів - ГегОз і ТіО» Найбільш

Зо низькі концентрації цих оксидів характерні для самої дрібної, глинистої фракції (050,01 мм), в якій співвідношення мінералоутворюючих компонентів дуже близькі до теоретичних.

Найвищим ступенем впорядкованості кристалічної структури складає каолініт з профілю вивітрювання біотит - плагіоклазового гнейсу (ЙУ-1,3-1,6), найменший - каолініт, що утворився за порфіроподібним гранітом (ЙУ-0,5-0,7). Проміжні значення мають каолініт по аплітопегматоїдному граніту і каолініт по Чудново-Бердичівському граніту (ИУ-1,2-1,3).

Загальною тенденцією є збільшення індексу впорядкованості каолініту в межах профілю вивітрювання з материнських порід у міру переходу від нижче лежачих зон до повної каолінізації За даними електронно-мікроскопічних досліджень каолініт родовища представлений більшою чи меншою мірою обмеженими різко сплощеними індивідами таблитчастого, пластинчастого і листуватого вигляду. Переважаюча більшість кристалів мають неповне огранювання.

Хімічний склад, 95, різних літологічних різновидів збагаченого каоліну родовищ (4-0,056 мм) наведено у Таблиці 2.

Таблиця 2

Компонент Порфіроподібні Чудново- - ІБіотитплагіоклазовіБіотитплагіоклазові шо, граніти Бердичівські мігматити гнейси Пегматоїдні граніти

Гранулометричний склад літологічних різновидів каоліну родовищ наведено у Таблиці 3.

Таблиця З йе»20,056 мм | (дче«0,056 мм ММ ММ "

Чудново - бердичівські

Збагачення каоліну основане на поділі методом класифікації у водному середовищі топкодисперсних частинок каолініту, гідрослюди, крупних зерен кварцу, польового шпату, слюди та інших мінералів, що містяться в каоліновій сировині.

Даний опис не є обмежувальний, тобто спеціалісту мають бути зрозумілими можливі подальші удосконалення не виходячи за межі розкритої у формулі суті.

Запропонований каолін із покращеними фізико-хімічними характеристиками одержують в такий спосіб.

Каолінову сировину подають до промивальних барабанів. Одночасно в промивальні барабани подають технічну воду.

Отримана каолінова пульпа самопливом надходить на вібросита, де проходить розподіл каолініту від крупних фракцій піску. Пісок стрічковими конвеєрами відводять на площадку складування піску.

Після вібросит каолінова пульпа надходить до ємностей звідкіль насосами подається на стадію водної класифікації: 1 стадія: гідроциклони діаметром 325 мм (тиск - 0,8-1,5 раї; кількість З шт), - верхній злив подається на гідроциклони діаметром 75 мм - нижній злив подається на гідроциклони діаметром 200 мм

Для додаткової очистки використовують гідроциклони 200 мм (тиск - 1,0-1,7 Баг; кількість 1 шт), - верхній злив подається на гідроциклони діаметром 75 мм - нижній злив подається на гідроциклони діаметром 325 мм

Для розвантаження першої стадії водної класифікації служить сито. Кварцовий пісок 20,8 мм відділяють від суспензії і подають на зовнішній відвал.

Суспензія з частинками «0,86 мм, пройшовши станцію відсіювання подається в зумпф насоса, звідки її закачують в циклонну установку. 2 стадія: гідроциклони діаметром 75 мм (тиск - 1,5-3,0 Баг; кількість 20 шт), - верхній злив подається на згущення - нижній злив подається на гідроциклони діаметром 40 мм

Для додаткової очистки використовують гідроциклони 40 мм (тиск - 1,5-3,0 Баг; кількість 14 шт.) - верхній злив подається на згущення - нижній злив подається до промивальних барабанів

Використання водної класифікації у дві стадії шляхом пропускання каолінової пульпи через батареї циклонів для відділення частинок дозволяє отримати каолін покращеного хімічного складу, із високим вмістом оксиду алюмінію, низьким вмістом оксиду заліза, більш високою плинністю, більш високою білизною, оптимальною в'язкістю, оптимальною товщиною кубка й провести збагачення каолінової сировини більш ефективно, ніж відомі способи.

Весь технологічний процес водної класифікації здійснюють автоматично за допомогою операторської панелі. Оператор технологічних установ згідно режимної карти вибирає заданий режим на панелі управління і проводить автоматичний пуск технологічного процесу. На операторській панелі запрограмований весь технологічний процес водної класифікації від завантаження сировиною живильників до подачі каолінової суспензії в відділення згущення.

Очищену каолінову пульпу з водної класифікації насосами подають у відділення згущення на вібросита, де проходить відділення органічних речовин (дрібної жорстви, слюди), яка може бути в каоліновій пульпі. Після вібросит каолінову пульпу подають в розподільну ємкість, звідки розподіляють на б згущувачів. В розподільну ємність насосом МЕМО подають також і флокулянт. Як флокулянт використовують катіонний коагулятор, яким є співполімер акриламіду і акрилату натрію, у формі твердого грануляту марки 5-РІ ОС5-А112.

Використання співполімеру акриламіду і акрилату натрію не забруднює каолін і рідку фазу суспензії, не призводить до накопичення шкідливих продуктів, не ускладнює процес диспергації каолінової суспензії, не ускладнює зневоднення і сушіння каоліну.

Згущену каолінову суспензію насосами типу СМ подають в 600 м3 ємності для подальшого зневоднення у фільтрпресовому відділенні Мо 1.

Далі насосами типу МЕМО, М'АВМАКМ суспензію закачується у фільтрпреси АМОВІТ2.

Зневоднення каолінової суспензії проходить в фільтрпресовому відділенні Мо 1 й Мо 2.

В фільтрпресовому відділенні Мо 1 знаходиться 2 фільтрпреси АМОВІТ2.

Станина фільтрпреса

Зо 1. Розмір камерних плит 1500х2000х80 мм 2. Кількість камер 218 3. Глибина камери фільтрпреса 25 мм 4. Площа фільтра макс. 1003 ме 5. Об'єм фільтраційного кеку макс. 10 914 дм3. 6. Матеріал плит РР (поліпропілен) 7. Довжина пакета плит МІ. 17 000 мм 8. Тиск фільтрації макс. 20 бар 9. Робоча сторона їх праворуч, їх зліва 10. Габаритні розміри фільтрпреса (довжина х ширина х висота) 23 282х3300х4293 мм

Пуск обладнання фільтрпресів здійснюють автоматично з операторської панелі оператором.

Після фільтрації проводять розвантаження фільтрпресів. Коржі з вологою 27-29 96 системою конвеєрів подають до сушильного відділення.

Згущену каолінову суспензію насосами типу СМ подають в контактні чапи для подальшого зневоднення у фільтрпресовому відділенні Мо 2.

В фільтрпресовому відділенні Мо 2 знаходиться 28 фільтрпресів ФОМ-52. Після розвантаження коржі з вологою 30-32 96 подаються системою конвеєрів в ящикові живильники стрічкових сушарок.

Станина фільтрпреса: 1. Робоча поверхня фільтрпреса - 52 м? 2. Кількість ф/плит - 58-60 шт 3. Об'єм камерного простору - 0,9 м3 4. Діаметр ф/плит - 800 мм 5. Робочий тиск -10 кгс/см?

Після зневоднення каолінової суспензії в фільтрпресовому відділенні Мо 1 сушіння коржів проходить в сушильному комплексі "ТЕМА".

Технологічний процес сушарки складається з наступних етапів. Призначений для сушіння каолін подають в передній частині стрічкового транспортера всередину змішувача; після змішування матеріал в задній частині змішувача потрапляє до гранулятора, після чого його бо подають стрічковим транспортером до осушувача із псевдозрідженим шаром. Матеріал падає на розподільну плиту з перфорацією, через яку проходить тепле повітря. Навколишнє повітря, яке забирається і спрямовується в осушувач, всмоктується ззовні (у разі необхідності попередньо нагрівається в підігрівачі повітря) і спрямовується вентилятором через систему пальників до осушувача із псевдозрідженим шаром. Це тепле повітря проходить крізь розподільну плиту та шар продукту. Під дією вібрації осушувача із псевдозрідженим шаром продукт переміщується і подається через розподільну плиту в напрямку зони охолодження осушувача. Тут вентилятор подає холодне (навколишнє) повітря крізь шар продукту, охолоджуючи його. Швидкість вібрації, а також швидкість, із якою продукт подається через розподільну плиту, може змінюватись регулятором частоти. При сушінні у сушарці температура повітря, яке надходить з теплогенератора, складає 450 град. С, продукт сохне при температурі 70-80 град. С протягом приблизно 20 хвилин.

Після зневоднення каолінової суспензії в фільтрпресовому відділенні Мо 2 сушіння каолінових коржів відбувається в трьох стрічкових 12-ти камерних сушарках "Мірко" і "АКВ".

Сушіння каолінових коржів відбувається в трьох стрічкових 12-ти камерних сушарках "Мірко" і "АКВ".

Матеріал для сушіння рівномірно розподіляється по всій поверхні на верхній стрічці сушарки і проходить зону з високою температурою, де відбувається випаровування з усією площі поверхні. З першої стрічки матеріал переходить на середню. У зоні просушування другої стрічки волога видаляється зсередини матеріалу. З другої стрічки матеріал переходить на нижню, на якій відбувається остаточне досушування. В останній камері сушарки просушений матеріал охолоджується повітрям, що надходить ззовні. При сушінні у сушарці "Мірко" температура повітря, яке надходить з теплогенератора, складає 250 град. С, продукт сохне при температурі 70-90 град. С. протягом приблизно 40 хвилин. При сушінні у сушарці "АКВ" температура повітря, яке надходить з теплогенератора, складає 220-230 град. С, продукт сохне при температурі 70- 90 град. С. протягом приблизно 40 хвилин.

Пуск обладнання сушарок здійснюється автоматично з операторської панелі кочегаром технологічних печей. На операторській панелі запрограмований весь процес сушіння каоліну.

З сушарок висушений каолін попадає на стрічкові конвеєра, з яких подається до системи трубних конвеєрів і розподіляється по боксах складу готової продукції

Відповідного до описаного вище способу, одержали каолін такого складу: масова частка АІ29Оз, 37,0 масова частка діоксиду 46 5 кремнію, " масова частка ЕегО»з, 95, не й 0,65. більше масова частка діоксиду 120 титану, не більше ' масова частка оксиду 020 кальцію, не більше ' масова частка оксиду калію 0,30 масова частка оксиду натрію, 005 не більше " волога у вигляді зв'язаної води кристалічної гратки, не 141. більше

Одержаний каолін має наступні фізико-хімічні характеристики: волога у вигляді зв'язаної води кристалічної гратки, не 16,0 більше залишок на сітці Мо 0063, 95, - 0,60 не більше залишок на сітці Мо 0045, 95, 15 не більше " величина концентрації водневих іонів водної 6,5-8,5 витяжки (рН), од. РН кількість часток розміром 2 65-75 шт (дисперсність), 90 втрати при прожарюванні, 905, 130 не менше '

в'язкість за методом 30

Лемаїша, секунд, не більше товщина кубка, мм, не менше 5,0

Запропонована корисна модель не містить будь-яких складових частин, які б неможливо було відтворити на практиці, що підтверджує його промислову придатність.

Слід розуміти, що описані вище приклади та варіанти втілення є лише ілюстративними і спеціалістам у даній галузі пропонуються різні модифікації та зміни, які охоплюються сутністю цієї заявки та обсягом формули.

Слід розуміти, шо наведена вище інформація ніяким чином не обмежує обсяг прав за заявкою

Claims (2)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

1. Каолін, який містить АІг2Оз та РегОз, який відрізняється тим, що містить додаткові інгредієнти, у наступному співвідношенні компонентів, 90: масова частка АГ2Оз, 37,04/-1,5 масова частка Бег2Оз, Об, не 0 65 більше шк додаткові інгредієнти решта.

2. Каолін за п. 1, який відрізняється тим, що як додаткові інгредієнти містить: масова частка діоксиду кремнію, 46,5-/-1,5 масова частка діоксиду титану, у 20 не більше " масова частка оксиду кальцію, 0 20 не більше " масова частка оксиду калію 0,30-1,10 масова частка оксиду натрію, не 0 05 більше " волога у вигляді зв'язаної води 160 кристалічної гратки, не більше й

2. Каолін за будь-яким із пп. 1-2, який відрізняється тим, що має наступні фізико-хімічні характеристики: залишок на сітці Мо 0063, 90, не ( во більше " залишок на сітці Мо 0045, 95, не. 5 більше " величина концентрації водневих с 5-85 іонів водної витяжки (рН), од.рнНн о кількість часток розміром 2 рт 65-75 (дисперсність), Уо втрати при прожарюванні, 95, не 130 менше ' в'язкість за методом Лемаїша, 30 секунд, не більше товщина кубка, мм, не менше 5,0. 0 КомпютернаверсткаВ. Юкін.ї 00000000 Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601