[हुआते खनिज प्रक्रिया विश्वकोश] केओलिनची रहस्ये उलगडत आहे: मातीपासून उच्च-तंत्रज्ञान सामग्रीमध्ये एक भव्य परिवर्तन.

[हुआते खनिज प्रक्रिया विश्वकोश] केओलिनची रहस्ये उलगडत आहे: मातीपासून उच्च-तंत्रज्ञान सामग्रीमध्ये एक भव्य परिवर्तन.

काओलिन हे एक अधातू खनिज आहे, जे प्रामुख्याने चिकणमाती आणि चिकणमातीच्या खडकांपासून बनलेले असते.केओलिनाइट चिकणमाती खनिजे. ते पांढरे आणि नाजूक असल्यामुळे त्याला डोलोमाइटिक माती असेही म्हणतात. त्याचे नाव जिआंग्शी प्रांतातील जिंगदेझेन येथील गाओलिंग गावावरून ठेवण्यात आले आहे. त्यातील शुद्ध केओलिन पांढरे, नाजूक, मऊ आणि मातीसारखे असते, तसेच त्यात लवचिकता आणि अग्निरोधकता यांसारखे चांगले भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म आहेत. त्याची खनिज रचना प्रामुख्याने केओलिनाइट, हॅलोसाइट, हायड्रोमायका, इलाईट, मॉन्टमोरिलोनाइट, क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार आणि इतर खनिजांनी बनलेली असते.

केओलिन हे निसर्गातील एक सामान्य आणि अत्यंत महत्त्वाचे चिकणमातीचे खनिज आहे. अल्कली धातू आणि अल्कलाइन अर्थ धातू नसलेल्या आम्लधर्मी माध्यमात, अग्निजन्य आणि रूपांतरित खडकांमधील फेल्डस्पार किंवा इतर सिलिकेट खनिजांच्या अपक्षयाने ते तयार होते.

०१ वर्गीकरण

मातीचे वर्गीकरण

निसर्गात केओलिनमध्ये आढळणाऱ्या खनिजांचे मुख्यत्वे चिकणमाती खनिजे आणि गैर-चिकणमाती खनिजे असे वर्गीकरण केले जाते. त्यांपैकी, चिकणमाती खनिजांमध्ये प्रामुख्याने केओलिनाइट खनिजे आणि अल्प प्रमाणात मॉन्टमोरिलोनाइट, अभ्रक व क्लोराइट यांचा समावेश होतो; गैर-चिकणमाती खनिजांमध्ये प्रामुख्याने फेल्डस्पार, क्वार्ट्ज आणि जलयुक्त खनिजे, तसेच हेमॅटाइट आणि ऱ्होसाइट, लोहखनिज, लिमोनाइट इत्यादींसारखी काही लोह खनिजे, रुटाइल इत्यादींसारखी टायटॅनियम खनिजे आणि वनस्पती तंतू इत्यादींसारख्या सेंद्रिय पदार्थांचा समावेश होतो. केओलिनचे गुणधर्म मुख्यत्वे चिकणमाती खनिजांमुळेच निश्चित होतात.

कारण वर्गीकरण

केओलिन साठ्यांच्या उगमावर आणि खनिजीकरण भूविज्ञान, भौगोलिक परिस्थिती, साठ्याचे प्रमाण, धातुक पिंडाची आकारिकी व आढळण्याची वैशिष्ट्ये, तसेच विविध खनिजीकरण प्रक्रियांमध्ये प्रतिबिंबित होणाऱ्या धातुक पदार्थांच्या घटकांमधील फरकांच्या आधारावर, "केओलिन खाण भूवैज्ञानिक अन्वेषण संहिते"नुसार चीनमधील केओलिन साठ्यांचे तीन प्रकार आणि सहा उपप्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाईल.

अपक्षयाचा प्रकार:त्याचे पुढे अपक्षय अवशिष्ट उपप्रकार आणि अपक्षय निक्षालन उपप्रकारात विभाजन केले जाते.

जलऔष्णिक परिवर्तनाचा प्रकार:याचे पुढे जलऔष्णिक परिवर्तन उपप्रकार आणि आधुनिक गरम पाण्याच्या झऱ्यातील परिवर्तन उपप्रकार असे विभाजन केले जाते.

गाळाचा प्रकार:कोळसा असलेल्या थरांमध्ये याचे गाळाचे खडक आणि गाळाच्या खडकाचा अपक्षय असे उपप्रकार आणि केओलिनाइट चिकणमातीचा खडक असा उपप्रकार आढळतो.

औद्योगिक प्रकार

केओलिन साठ्यांच्या उत्पत्तीच्या आधारावर, "केओलिन खाण भूवैज्ञानिक अन्वेषण तपशील" चीनमधील केओलिन साठ्यांचे, खनिजीकरण भूविज्ञान, भौगोलिक परिस्थिती, साठ्याचे प्रमाण, धातुक पिंडाची आकारिकी आणि आढळण्याची वैशिष्ट्ये, आणि विविध खनिजीकरण प्रक्रियांमधून दिसून येणाऱ्या धातुक पदार्थांच्या घटकांमधील फरकांनुसार, तीन प्रकार आणि सहा उपप्रकारांमध्ये विभाजन करते. त्यांच्या पोत, लवचिकता आणि वाळूच्या वस्तुमान अंशाच्या आधारावर, त्यांचे तीन प्रकारांमध्ये विभाजन केले जाते:

कठीणकाओलिन: कठीण आणि लवचिक नसलेले, चिरडल्यावर आणि दळल्यावर लवचिक बनते.

मऊकाओलिन:मऊ, अत्यंत लवचिक, वालुकामय वस्तुमानाचा अंश <५०%.

सँडीकाओलिन:मऊ पोत, कमी लवचिकता, वाळूचे प्रमाण > ५०%.

02 मूळ

चीनची केओलिन खनिज संसाधने जगात अव्वल स्थानावर आहेत, ज्यात २६७ सिद्ध खनिज साठे आणि २.९१ अब्ज टन सिद्ध साठा आहे. त्यापैकी: माझ्या देशाची कोळसा-व्यतिरिक्त बांधकाम केओलिन संसाधने जगात पाचव्या क्रमांकावर आहेत. याचा सिद्ध साठा १.४६८ अब्ज टन असून, तो प्रामुख्याने ग्वांगडोंग, शान्शी, फुजियान, जिआंग्शी, हुनान आणि जिआंग्सू प्रांतांमध्ये केंद्रित आहे, जो देशाच्या एकूण साठ्याच्या ८४.५५% आहे; चीनचा कोळसा-युक्त बांधकाम केओलिन (केओलिनाइट) साठा जगात पहिल्या क्रमांकावर आहे, ज्याचा सिद्ध साठा १.४४२ अब्ज टन आहे. हा साठा प्रामुख्याने दातोंग, हुआइरेन, शुओझोऊ, शान्शी, जुंगार, वुडा, इनर मंगोलिया, हुआइबेई, आन्हुई, हानचेंग, शान्शी इत्यादी ठिकाणी वितरित आहे, ज्यापैकी इनर मंगोलियामधील जुंगार कोळसा क्षेत्रात सर्वाधिक संसाधने आहेत.

चीनमध्ये केओलिनचे पाच प्रमुख साठे आहेत:

(1) हुनान प्रांतातील हेंगयांग काउंटीमधील जिएपाई टाउन खनिज संपत्तीने समृद्ध आहे. केओलिन, नेफेलिन, फेल्डस्पार आणि क्वार्ट्जचे साठे २०० दशलक्ष टन असून, येथे जवळपास ४० खाणकाम आणि खनिज प्रक्रिया कंपन्या आहेत. दापाइलिंग खाण क्षेत्रात (मुख्यतः केओलिनच्या खाणी) एकाच खाणीतून ८० दशलक्ष टन साठा असून, तो आशियामध्ये पहिल्या क्रमांकावर आहे. या शहराचे वार्षिक खाणकाम उत्पादन ५००,००० टनांपेक्षा जास्त असून, ते देशभरातील शेकडो सिरॅमिक कारखान्यांना पुरवठा करते.

(2) माओमिंग परिसरातील केओलिन. माओमिंग खोऱ्यातील केओलिन खनिज हे गाळाच्या खडकांपासून तयार झालेले एक अपक्षरित उप-प्रकारचे खनिज आहे. त्यात क्वार्ट्झ आणि इतर वाळूचे प्रमाण ५०% पेक्षा जास्त असल्यामुळे याला वालुकामय केओलिन खनिज म्हटले जाते. उत्पत्तीच्या दृष्टीने, माओमिंग केओलिन हे अपक्षरित अवशेष - वाहतूक आणि स्व-दळण - आणि त्यानंतर अपक्षरित होण्याच्या तीन टप्प्यांमधून गेले आहे. केओलिन पूर्णपणे अपक्षरित झाल्यावर, त्याचे पातळ थर प्रामुख्याने एकसंध आणि सूक्ष्म कणांच्या आकाराचे असतात. याचा उपयोग मुख्यत्वे कागदनिर्मितीच्या आवरणासाठी कच्चा माल म्हणून केला जातो.

(3) लोंग्यान केओलिन हा अपक्षयित अवशिष्ट केओलिनचा साठा आहे. लोहाचे प्रमाण 0.3% पेक्षा कमी, टायटॅनियमचे प्रमाण 0.02% पेक्षा कमी आणि त्यात कमी तापमानात विरघळणाऱ्या घटकाचे (Li2O) ठराविक प्रमाण असल्यामुळे, ते इलेक्ट्रिक पोर्सिलेन, उच्च दर्जाच्या दैनंदिन वापराच्या वस्तू आणि कलात्मक पोर्सिलेनसाठी एक आदर्श कच्चा माल आहे.

(4) सुझोऊ यांगशान केओलिन, हा साठा हायड्रोथर्मल अल्टरेशन केओलिन आहे.शुद्ध पोत असलेल्या सुझोउ यांगशान चिखलाची रासायनिक रचना केओलिनाइटच्या सैद्धांतिक रचनेच्या अगदी जवळची आहे. यामध्ये Al2O3 चे प्रमाण सुमारे ३९.०% पर्यंत असू शकते, आणि त्याचा रंग पांढरा असून कण बारीक असतात. याचा उपयोग प्रामुख्याने उत्प्रेरक वाहक आणि रासायनिक कच्चा माल म्हणून केला जातो.

(5) हेपू काओलिन. हा हवामानामुळे झिजलेला केओलिनचा अवशिष्ट साठा आहे. याचा उपयोग प्रामुख्याने बांधकाम सिरॅमिक्ससाठी कच्चा माल म्हणून केला जातो.

(6) उत्तरेकडील कोळसा मालिका केओलिन. हा एक गाळाचा केओलिनाइट आहे, जो प्रामुख्याने माझ्या देशाच्या कोळसा उत्पादक क्षेत्रांमध्ये आढळतो आणि बांधकाम, लेप, रंग आणि कागदनिर्मितीच्या लेपांमध्ये वापरला जाऊ शकतो - ही कोळशावर आधारित माती आहे.

वर नमूद केलेल्या सहा प्रमुख उत्पादन क्षेत्रांचा चीनच्या एकूण उत्पादनात ८०% पेक्षा जास्त वाटा आहे आणि संसाधनांच्या प्रकारांच्या बाबतीतही ती प्रमुख प्रतिनिधी आहेत.

03यूse

केओलिनचा वापर त्याच्या लवचिकतेमुळे, चिकटपणामुळे, विशिष्ट कोरड्या मजबुतीमुळे, सिंटरिंग गुणधर्मांमुळे आणि भाजल्यानंतर येणाऱ्या पांढरेपणामुळे मोठ्या प्रमाणावर होतो, ज्यामुळे ते सिरॅमिक उत्पादनासाठी मुख्य कच्चा माल बनते; ते पांढरे, मऊ, अत्यंत विखुरणारे आणि शोषण्यायोग्य आहे. त्याचे उत्कृष्ट प्रक्रिया गुणधर्म जसे की रासायनिक गुणधर्म आणि रासायनिक अनियमितता यामुळे त्याचा कागद उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर वापर होतो. याव्यतिरिक्त, केओलिनचा वापर रबर, प्लॅस्टिक, रिफ्रॅक्टरीज आणि पेट्रोलियम शुद्धीकरण यांसारख्या औद्योगिक क्षेत्रांमध्ये, तसेच कृषी आणि राष्ट्रीय संरक्षणातील अत्याधुनिक तंत्रज्ञानामध्येही मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. याचा उपयोग प्रामुख्याने सिरॅमिक उद्योग, कोटिंग्ज, रिफ्रॅक्टरी साहित्य, कागदनिर्मिती, रंग, रबर, उच्च-दर्जाचे पोर्सिलेन, वायर आणि केबल्स, औद्योगिक प्लॅस्टिक, रासायनिक उद्योगातील फिलर्स, शाई, अन्न, सौंदर्यप्रसाधने, औषधे इत्यादींमध्ये होतो, जिथे ते रंग आणि कोटिंग्जमधील पांढरी पावडर आणि इतर महागड्या साहित्यामध्ये लिथोपोन आणि टायटॅनियमच्या काही भागाची जागा घेते.

04 प्रक्रिया तंत्रज्ञान

केओलिनमधील क्वार्ट्झ, फेल्डस्पार, अभ्रक, लोह खनिजे, टायटॅनियम खनिजे इत्यादींसारखी चिकणमाती नसलेली खनिजे आणि सेंद्रिय पदार्थ वेगळे करण्यासाठी आणि विविध औद्योगिक क्षेत्रांच्या गरजा पूर्ण करू शकणारी केओलिन उत्पादने तयार करण्यासाठी, केओलिन शुद्ध करण्यासाठी आणि त्यातील अशुद्धी दूर करण्यासाठी गुरुत्वाकर्षण विलगीकरण, प्लवन, चुंबकीय विलगीकरण इत्यादी पद्धती वापरण्याव्यतिरिक्त, कधीकधी केओलिनवर रासायनिक विरंजन, अतिसूक्ष्म पापुद्रा काढणे, भस्मीकरण आणि पृष्ठभाग सुधारणा यांसारख्या सखोल प्रक्रिया पद्धती वापरणे देखील आवश्यक असते.

(1) हायड्रॉलिक वर्गीकरण

हायड्रॉलिक वर्गीकरणामध्ये स्पायरल वर्गीकरण (+1 मिमी जाड वाळूचे विलगीकरण), सेडिमेंटेशन टँक वर्गीकरण (+0.053 मिमी बारीक वाळूचे विलगीकरण), हायड्रोसायक्लोन वर्गीकरण (-0.053 मिमी बारीक वाळूचे विलगीकरण), सेंट्रीफ्यूगल क्लासिफायर किंवा लहान व्यासाच्या हायड्रोसायक्लोनचे वर्गीकरण (0.002-0.010 मिमीच्या अतिसूक्ष्म कणांच्या वर्गीकरणासाठी) यांचा समावेश होतो.

(2) उच्च प्रवणता चुंबकीय विलगीकरण

केओलिनमधून Fe2O3 आणि TiO2 काढून टाकण्यासाठी आणि कागदाचे लेपन व उच्च-दर्जाचा सिरॅमिक कच्चा माल तयार करण्यासाठी चुंबकीय संकेंद्रक माध्यमाचा वापर करून 1 600 kA/m पेक्षा जास्त चुंबकीय क्षेत्र सामर्थ्य निर्माण केले जाते.

(3) निवडक फ्लॉक्युलेशन

फ्लॉक्युलंट्स टाकून, बारीक कणांचा क्वार्ट्ज, पायराइट, अॅल्युनाइट इत्यादी अशुद्धी निवडकपणे वेगळ्या केल्या जातात, ज्यामुळे ब्लेड-कोटेड केओलिन तयार होते. सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या फ्लॉक्युलंट्समध्ये सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट, अमोनियम पॉलीएक्रिलामाइड, वॉटर ग्लास इत्यादींचा समावेश होतो.

(4) रासायनिक विरंजन

केओलिनमधील लिमोनाइट आणि हेमेटाइटमधील उच्च-संयुजी लोहाचे विद्राव्य फेरस लोहामध्ये रूपांतर करण्यासाठी इन्शुरन्स पावडरसारखे ब्लीचिंग एजंट मिसळले जातात, किंवा केओलिनचा पांढरेपणा सुधारण्यासाठी पायराइट आणि रंगद्रव्याच्या अशुद्धींचे ऑक्सिडीकरण करण्यासाठी ऑक्सिडायझर्स मिसळले जातात.

(5) सोलणे

फ्लेकिंग मशीनमध्ये, दळण्याचा परिणाम साधण्यासाठी बारीक मध्यम गोळे वापरले जातात, जेणेकरून केओलिनचे एकत्रित कण पातळ स्फटिकांमध्ये वेगळे होतात आणि २μm पेक्षा कमी कण आकार व ९०% पेक्षा जास्त प्रमाण असलेले ब्लेड-कोटेड केओलिन तयार होते.

(6) कॅल्सिनेशन

८००-१०००℃ तापमानावर कॅल्साइन केल्यावर, केओलिनमधील पाणी कमी होते, अवस्थांतरण होते आणि काही अशुद्धी बाष्पीभवन पावतात, ज्यामुळे केओलिनचा पांढरेपणा आणि इन्सुलेशन सुधारते आणि त्याचा उपयोग केबल्स तसेच रबर व प्लॅस्टिक फिलर्सच्या उत्पादनासाठी केला जातो. कोळशावर आधारित (कठीण) केओलिनसाठी कॅल्साइनेशन ही एक आवश्यक प्रक्रिया पद्धत आहे.

(7) पृष्ठभागाचे बदल

प्लास्टिक रबरमध्ये मिसळल्या जाणाऱ्या केओलिन क्लेचे प्रमाण वाढवण्यासाठी केओलिन क्लेवर कपलिंग एजंट इत्यादींचा लेप दिला जातो आणि रबर प्लास्टिकसाठी केओलिन क्ले फिलर्सवर प्रक्रिया करण्यासाठी याचा वापर केला जातो.

त्यापैकी, चुंबकीय विलगीकरण ही खनिज प्रक्रियेच्या क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाणारी एक भौतिक खनिज विलगीकरण पद्धत आहे. याचे मूळ तत्त्व म्हणजे विलगीकरण साधण्यासाठी खनिजांच्या स्वतःच्या चुंबकीय फरकांचा वापर करणे. खनिजांच्या चुंबकीय गुणधर्मांनुसार, वेगवेगळ्या खनिजांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी चुंबकीय विलगीकरणाचे तीव्र चुंबकीय विलगीकरण, क्षीण चुंबकीय विलगीकरण, व्युत्क्रम चुंबकीय विलगीकरण आणि उच्च प्रवणता चुंबकीय विलगीकरण असे वर्गीकरण केले जाऊ शकते. खनिज प्रक्रिया उपकरणांमध्ये प्रामुख्याने प्लेट चुंबकीय विलगीकरण यंत्रे, उभ्या रिंग उच्च प्रवणता चुंबकीय विलगीकरण यंत्रे, विद्युतचुंबकीय स्लरी उच्च प्रवणता चुंबकीय विलगीकरण यंत्रे, कमी तापमान अतिवाहक चुंबकीय विलगीकरण यंत्रे इत्यादींचा समावेश होतो.

05 खनिज प्रक्रिया अनुप्रयोग प्रकरणे

प्रक्रिया १: परदेशी केओलिन मातीचे उदाहरण घेतल्यास, या नमुन्यातील मुख्य अशुद्धींमध्ये आयर्न ऑक्साईड, टायटॅनियम ऑक्साईड आणि आयर्न सिलिकेट यांचा समावेश होतो. कच्च्या धातुकमध्ये Fe2O3 आणि TiO2 चे अशुद्धी प्रमाण अनुक्रमे 0.89% आणि 0.17% आहे, तर पांढरेपणा 67.29% पर्यंत पोहोचतो.

या अशुद्धी प्रभावीपणे दूर करण्यासाठी, आम्ही खालील चाचणी योजना निश्चित केली: प्रथम, सुरुवातीला बहुतेक अशुद्धी काढून टाकण्यासाठी, कच्च्या धातुकला दोन चुंबकीय विलगीकरण प्रक्रिया, स्थूल विलगीकरण आणि सूक्ष्म निवड, यांसाठी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्लरी मॅग्नेटिक सेपरेटरमधून प्रवाहित केले जाते. त्यानंतर, अशुद्धीचे प्रमाण आणखी कमी करण्यासाठी आणि केओलिनची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी, प्राप्त झालेल्या संहत पदार्थाला सुपरकंडक्टिंग मॅग्नेटिक सेपरेटरद्वारे अधिक शुद्ध केले जाते.

चाचणी प्रवाह तक्ता

चाचणीच्या निकालांवरून असे दिसून येते की, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्लरी + इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्लरी + सुपरकंडक्टिंग मॅग्नेटिक सेपरेशन या प्रक्रियेद्वारे कच्च्या धातूचे विलगीकरण करून 0.35% Fe2O3 आणि 87.52% पांढरेपणा असलेले केओलिन कॉन्सन्ट्रेट उत्पादन मिळवता येते.

प्रक्रिया २:कच्च्या धातुकावर अतिवाहक ५ टेस्ला चुंबकीय विलगीकरण प्रक्रिया केली जाते. चाचणी प्रक्रिया आकृती २ मध्ये दर्शविली आहे आणि चाचणीचे निकाल तक्ता २ मध्ये दिले आहेत.

आकृती २ शुद्धीकरणाची प्रायोगिक प्रक्रिया

कच्च्या धातुकवर सुपरकंडक्टिंग 5T चुंबकीय विलगीकरण प्रक्रिया करून Fe2O3 0.40%, Al2O3 22.92%, SiO2 68.78%, TiO2 0.10%, CaO 1.90%, 86.97% पांढरेपणा आणि 90.90% उत्पादनक्षमता असलेले केओलिन संहत उत्पादन मिळवण्यात आले.

एक बहुउपयोगी औद्योगिक कच्चा माल म्हणून, केओलिनला व्यापक उपयोगाची शक्यता आहे. विज्ञान आणि तंत्रज्ञानातील सततच्या प्रगतीमुळे आणि उद्योगाच्या शाश्वत विकासामुळे, केओलिन अधिक क्षेत्रांमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावेल. भविष्यात, अधिक सखोल संशोधन आणि तांत्रिक नवोपक्रमाद्वारे केओलिनच्या उपयोगाची व्याप्ती आणखी वाढवून, त्याचा अधिक कार्यक्षम आणि शाश्वत वापर साध्य करून, मानवी समाजाच्या विकासात मोठे योगदान देण्यास आम्ही उत्सुक आहोत. त्याच वेळी, केओलिनच्या खाणकाम आणि प्रक्रियेदरम्यान उद्भवणाऱ्या पर्यावरणीय समस्यांकडेही आपण लक्ष दिले पाहिजे आणि केओलिन संसाधनांचा तर्कसंगत विकास हा पर्यावरणीय संरक्षणाशी सुसंगत राहील, हे सुनिश्चित करण्यासाठी सक्रिय उपाययोजना केल्या पाहिजेत.