विशेष भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांसह, केओलिन हे सिरॅमिक्स, पेपर बनवणे, रबर, प्लास्टिक, रीफ्रॅक्टरीज, पेट्रोलियम शुद्धीकरण आणि इतर औद्योगिक आणि कृषी आणि राष्ट्रीय संरक्षण अत्याधुनिक तंत्रज्ञान क्षेत्रातील एक अपरिहार्य नॉनमेटॅलिक खनिज संसाधन आहे. काओलिनचा शुभ्रपणा हे त्याच्या वापराच्या मूल्याचे महत्त्वपूर्ण सूचक आहे.
काओलिनच्या शुभ्रपणावर परिणाम करणारे घटक
काओलिन हा एक प्रकारचा बारीक चिकणमाती किंवा चिकणमातीचा खडक आहे जो प्रामुख्याने काओलिनाइट खनिजांनी बनलेला असतो. त्याचे क्रिस्टल रासायनिक सूत्र 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O आहे. क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार, लोह खनिजे, टायटॅनियम, ॲल्युमिनियम हायड्रॉक्साईड आणि ऑक्साइड, सेंद्रिय पदार्थ इ.
काओलिनची क्रिस्टलीय रचना
केओलिनमधील अशुद्धतेची स्थिती आणि स्वरूपानुसार, काओलिनचा शुभ्रपणा कमी होण्यास कारणीभूत असलेल्या अशुद्धतेचे तीन प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकते: सेंद्रिय कार्बन; रंगद्रव्य घटक, जसे की Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn, इ. गडद खनिजे, जसे की बायोटाइट, क्लोराईट, इ. साधारणपणे, केओलिनमधील V, Cr, Cu, Mn आणि इतर घटकांचे प्रमाण कमी असते, ज्याचा शुभ्रपणावर फारसा परिणाम होत नाही. लोह आणि टायटॅनियमची खनिज रचना आणि सामग्री हे काओलिनच्या शुभ्रतेवर परिणाम करणारे मुख्य घटक आहेत. त्यांचे अस्तित्व केवळ काओलिनच्या नैसर्गिक शुभ्रतेवरच परिणाम करणार नाही तर त्याच्या कॅलक्लाइंड गोरेपणावर देखील परिणाम करेल. विशेषतः, लोह ऑक्साईडच्या उपस्थितीचा चिकणमातीच्या रंगावर नकारात्मक प्रभाव पडतो आणि त्याची चमक आणि अग्निरोधकता कमी होते. आणि जरी ऑक्साईड, हायड्रॉक्साईड आणि हायड्रेटेड ऑक्साईडचे प्रमाण लोह ऑक्साईडचे 0.4% असले तरी, ते चिकणमातीचा गाळ लाल ते पिवळा रंग देण्यासाठी पुरेसे आहे. हे आयर्न ऑक्साईड्स आणि हायड्रॉक्साईड्स हेमॅटाइट (लाल), मॅघमाइट (लाल-तपकिरी), गोएथाइट (तपकिरी पिवळा), लिमोनाइट (केशरी), हायड्रेटेड आयर्न ऑक्साईड (तपकिरी लाल) इत्यादी असू शकतात. असे म्हणता येईल की लोह अशुद्धी काढून टाकणे. kaolin मध्ये kaolin चा उत्तम वापर करण्यात अत्यंत महत्वाची भूमिका बजावते.
लोह घटकाची घटना स्थिती
काओलिनमधील लोहाची घटना ही लोह काढण्याची पद्धत ठरवणारा मुख्य घटक आहे. मोठ्या प्रमाणात अभ्यासांचा असा विश्वास आहे की स्फटिकासारखे लोह सूक्ष्म कणांच्या रूपात काओलिनमध्ये मिसळले जाते, तर अनाकार लोह काओलिनच्या सूक्ष्म कणांच्या पृष्ठभागावर लेपित केलेले असते. सध्या, केओलिनमधील लोहाची घटना देशांतर्गत आणि परदेशात दोन प्रकारांमध्ये विभागली गेली आहे: एक काओलिनाइट आणि सहायक खनिजांमध्ये आहे (जसे की अभ्रक, टायटॅनियम डायऑक्साइड आणि इलाइट), ज्याला संरचनात्मक लोह म्हणतात; दुसरे स्वतंत्र लोह खनिजांच्या स्वरूपात आहे, ज्याला मुक्त लोह म्हणतात (पृष्ठभागावरील लोखंड, सूक्ष्म स्फटिकासारखे लोह आणि आकारहीन लोह).
लोह काढून टाकून आणि काओलिन पांढरे करून काढलेले लोह हे मुक्त लोह आहे, ज्यात प्रामुख्याने मॅग्नेटाइट, हेमॅटाइट, लिमोनाइट, साइडराइट, पायराइट, इल्मेनाइट, जारोसाइट आणि इतर खनिजांचा समावेश होतो; बहुतेक लोह अत्यंत विखुरलेल्या कोलोइडल लिमोनाइटच्या स्वरूपात आणि गोलाकार, ॲसिक्युलर आणि अनियमित गोथाइट आणि हेमॅटाइटच्या रूपात अल्प प्रमाणात अस्तित्वात आहे.
लोह काढण्याची आणि काओलिनची पांढरी करण्याची पद्धत
पाणी वेगळे करणे
ही पद्धत प्रामुख्याने क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार आणि अभ्रक यांसारखी हानिकारक खनिजे आणि खडकातील ढिगारा, तसेच काही लोह आणि टायटॅनियम खनिजे काढून टाकण्यासाठी वापरली जाते. काओलिन सारखी घनता आणि विद्राव्यता असलेली अशुद्धता खनिजे काढून टाकली जाऊ शकत नाहीत आणि पांढरेपणा सुधारणे तुलनेने स्पष्ट नाही, जे तुलनेने उच्च-गुणवत्तेच्या काओलिन धातूच्या फायदेशीर आणि पांढरे करण्यासाठी योग्य आहे.
चुंबकीय पृथक्करण
काओलिनमधील लोह खनिज अशुद्धी सामान्यतः कमकुवत चुंबकीय असतात. सध्या, उच्च ग्रेडियंट मजबूत चुंबकीय पृथक्करण पद्धत प्रामुख्याने वापरली जाते किंवा कमकुवत चुंबकीय खनिजे भाजल्यानंतर मजबूत चुंबकीय लोह ऑक्साईडमध्ये रूपांतरित केली जातात आणि नंतर सामान्य चुंबकीय पृथक्करण पद्धतीद्वारे काढली जातात.
अनुलंब रिंग उच्च ग्रेडियंट चुंबकीय विभाजक
इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्लरीसाठी उच्च ग्रेडियंट चुंबकीय विभाजक
कमी तापमान सुपरकंडक्टिंग चुंबकीय विभाजक
फ्लोटेशन पद्धत
प्राथमिक आणि दुय्यम ठेवींमधून केओलिनवर उपचार करण्यासाठी फ्लोटेशन पद्धत लागू केली गेली आहे. फ्लोटेशन प्रक्रियेत, काओलिनाइट आणि अभ्रक कण वेगळे केले जातात आणि शुद्ध उत्पादने अनेक योग्य औद्योगिक दर्जाचा कच्चा माल आहेत. कॅओलिनाइट आणि फेल्डस्पारचे निवडक फ्लोटेशन वेगळे करणे सहसा नियंत्रित pH सह स्लरीमध्ये केले जाते.
कपात पद्धत
कमी करण्याची पद्धत म्हणजे कमी करणाऱ्या एजंटचा वापर करून लोहाची अशुद्धता (जसे की हेमॅटाइट आणि लिमोनाईट) काओलिनच्या त्रिसंयोजक अवस्थेत विरघळणारे बायव्हॅलेंट लोह आयन, जे गाळणे आणि धुवून काढले जाते. औद्योगिक काओलिनमधून Fe3+ अशुद्धता काढून टाकणे सामान्यतः भौतिक तंत्रज्ञान (चुंबकीय पृथक्करण, निवडक फ्लोक्युलेशन) आणि आम्लयुक्त किंवा कमी करणाऱ्या परिस्थितीत रासायनिक उपचार एकत्र करून साध्य केले जाते.
सोडियम हायड्रोसल्फाईट (Na2S2O4), ज्याला सोडियम हायड्रोसल्फाईट असेही म्हणतात, ते काओलिनपासून लोह कमी करण्यात आणि बाहेर काढण्यासाठी प्रभावी आहे आणि सध्या ते काओलिन उद्योगात वापरले जाते. तथापि, ही पद्धत मजबूत अम्लीय परिस्थितीत (पीएच<3) चालविली जाणे आवश्यक आहे, परिणामी उच्च परिचालन खर्च आणि पर्यावरणीय प्रभाव. याव्यतिरिक्त, सोडियम हायड्रोसल्फाइटचे रासायनिक गुणधर्म अस्थिर आहेत, ज्यासाठी विशेष आणि महाग स्टोरेज आणि वाहतूक व्यवस्था आवश्यक आहे.
थिओरिया डायऑक्साइड: (NH2) 2CSO2, TD) एक मजबूत कमी करणारा घटक आहे, ज्यामध्ये मजबूत कमी करण्याची क्षमता, पर्यावरण मित्रत्व, कमी विघटन दर, सुरक्षा आणि बॅच उत्पादनाची कमी किंमत असे फायदे आहेत. काओलिनमधील अघुलनशील Fe3+ TD द्वारे विरघळणारे Fe2+ मध्ये कमी केले जाऊ शकते.
त्यानंतर, गाळणे आणि धुतल्यानंतर केओलिनचा शुभ्रपणा वाढविला जाऊ शकतो. खोलीच्या तपमानावर आणि तटस्थ परिस्थितीत टीडी खूप स्थिर आहे. TD ची मजबूत कमी करण्याची क्षमता केवळ मजबूत क्षारता (pH>10) किंवा गरम (T>70 ° C) च्या परिस्थितीत मिळू शकते, परिणामी उच्च ऑपरेशन खर्च आणि अडचण येते.
ऑक्सिडेशन पद्धत
ऑक्सिडेशन उपचारामध्ये ओझोन, हायड्रोजन पेरॉक्साइड, पोटॅशियम परमँगनेट आणि सोडियम हायपोक्लोराईटचा वापर गोरेपणा सुधारण्यासाठी शोषलेल्या कार्बनचा थर काढून टाकणे समाविष्ट आहे. जाड ओव्हरबर्डनखाली खोल जागी असलेले काओलिन धूसर असते आणि काओलिनमधील लोखंड कमी होण्याच्या अवस्थेत असते. ओझोन किंवा सोडियम हायपोक्लोराईट सारख्या मजबूत ऑक्सिडायझिंग एजंट्सचा वापर करा ज्यामुळे पायराइटमधील अघुलनशील FeS2 ते विद्रव्य Fe2+ ते ऑक्सिडाइझ करा, आणि नंतर सिस्टममधून Fe2+ काढून टाकण्यासाठी धुवा.
ऍसिड लीचिंग पद्धत
ऍसिड लीचिंग पद्धत म्हणजे केओलिनमधील अघुलनशील लोह अशुद्धतेचे आम्लीय द्रावणातील विद्रव्य पदार्थांमध्ये (हायड्रोक्लोरिक ऍसिड, सल्फ्यूरिक ऍसिड, ऑक्सॅलिक ऍसिड इ.) रूपांतर करणे, अशा प्रकारे केओलिनपासून वेगळे होणे लक्षात येते. इतर सेंद्रिय ऍसिडच्या तुलनेत, ऑक्सॅलिक ऍसिड हे त्याच्या ऍसिडची ताकद, चांगली जटिल गुणधर्म आणि उच्च कमी करण्याच्या क्षमतेमुळे सर्वात आशाजनक मानले जाते. ऑक्सॅलिक ऍसिडसह, विरघळलेले लोह फेरस ऑक्सलेटच्या रूपात लीचिंग द्रावणातून तयार केले जाऊ शकते आणि कॅल्सीनेशनद्वारे शुद्ध हेमॅटाइट तयार करण्यासाठी पुढे प्रक्रिया केली जाऊ शकते. ऑक्सॅलिक ॲसिड इतर औद्योगिक प्रक्रियांमधून स्वस्तात मिळू शकते आणि सिरॅमिक उत्पादनाच्या फायरिंग स्टेजमध्ये, उपचारित सामग्रीमधील कोणत्याही अवशिष्ट ऑक्सलेटचे कार्बन डायऑक्साइडमध्ये विघटन केले जाईल. अनेक संशोधकांनी ऑक्सॅलिक ऍसिडसह लोह ऑक्साईड विरघळण्याच्या परिणामांचा अभ्यास केला आहे.
उच्च तापमान कॅल्सीनेशन पद्धत
कॅलसिनेशन ही विशेष दर्जाची काओलिन उत्पादने तयार करण्याची प्रक्रिया आहे. उपचाराच्या तपमानानुसार, कॅलक्लाइंड कॅओलिनचे दोन भिन्न ग्रेड तयार केले जातात. 650-700 ℃ तापमान श्रेणीतील कॅल्सीनेशन स्ट्रक्चरल हायड्रॉक्सिल गट काढून टाकते आणि बाहेर पडणारी पाण्याची वाफ कॅओलिनची लवचिकता आणि अपारदर्शकता वाढवते, जे पेपर कोटिंग वापरण्याचे एक आदर्श गुणधर्म आहे. याव्यतिरिक्त, काओलिन 1000-1050 ℃ तापमानात गरम करून, ते केवळ ॲब्रॅडेबिलिटी वाढवू शकत नाही तर 92-95% पांढरेपणा देखील मिळवू शकते.
क्लोरीनेशन कॅल्सीनेशन
लोह आणि टायटॅनियम मातीच्या खनिजांमधून, विशेषत: कॅओलिन क्लोरीनेशनद्वारे काढून टाकले गेले आणि चांगले परिणाम प्राप्त झाले. क्लोरीनेशन आणि कॅल्सिनेशनच्या प्रक्रियेत, उच्च तापमानात (700 ℃ - 1000 ℃), केओलिनाइटचे डिहायड्रॉक्सिलेशन होऊन मेटाकाओलिनाइट तयार होते आणि उच्च तापमानात, स्पिनल आणि म्युलाइट फेज तयार होतात. ही परिवर्तने सिंटरिंगद्वारे हायड्रोफोबिसिटी, कडकपणा आणि कणांचा आकार वाढवतात. अशा प्रकारे प्रक्रिया केलेली खनिजे कागद, पीव्हीसी, रबर, प्लास्टिक, चिकटवता, पॉलिशिंग आणि टूथपेस्ट यांसारख्या अनेक उद्योगांमध्ये वापरली जाऊ शकतात. उच्च हायड्रोफोबिसिटी ही खनिजे सेंद्रिय प्रणालींशी अधिक सुसंगत बनवते.
सूक्ष्मजीवशास्त्रीय पद्धत
खनिजांचे सूक्ष्मजंतू शुद्धीकरण तंत्रज्ञान हे तुलनेने नवीन खनिज प्रक्रिया विषय आहे, ज्यामध्ये मायक्रोबियल लीचिंग तंत्रज्ञान आणि मायक्रोबियल फ्लोटेशन तंत्रज्ञान समाविष्ट आहे. खनिजांचे मायक्रोबियल लीचिंग तंत्रज्ञान हे एक निष्कर्षण तंत्रज्ञान आहे जे सूक्ष्मजीव आणि खनिजे यांच्यातील खोल परस्परसंवादाचा वापर खनिजांच्या क्रिस्टल जाळी नष्ट करण्यासाठी आणि उपयुक्त घटक विरघळण्यासाठी करते. काओलिनमध्ये असलेले ऑक्सिडाइज्ड पायराइट आणि इतर सल्फाइड अयस्क सूक्ष्मजीव निष्कर्षण तंत्रज्ञानाद्वारे शुद्ध केले जाऊ शकतात. सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या सूक्ष्मजीवांमध्ये थिओबॅसिलस फेरोऑक्सिडन्स आणि फे-कमी करणारे जीवाणू यांचा समावेश होतो. मायक्रोबायोलॉजिकल पद्धतीमध्ये कमी खर्च आणि कमी पर्यावरणीय प्रदूषण आहे, ज्यामुळे काओलिनच्या भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांवर परिणाम होणार नाही. केओलिन खनिजांच्या विकासाच्या संभाव्यतेसह ही एक नवीन शुद्धीकरण आणि पांढरी पद्धत आहे.
सारांश
काओलिनचे लोखंड काढून टाकणे आणि पांढरे करणे या उपचारासाठी विविध रंग कारणे आणि विविध अनुप्रयोग उद्दिष्टांनुसार सर्वोत्तम पद्धत निवडणे आवश्यक आहे, काओलिन खनिजांच्या सर्वसमावेशक शुभ्रतेचे कार्यप्रदर्शन सुधारणे आणि त्याचे उच्च वापर मूल्य आणि आर्थिक मूल्य असणे आवश्यक आहे. भविष्यातील विकासाचा ट्रेंड रासायनिक पद्धती, भौतिक पद्धती आणि सूक्ष्मजीवशास्त्रीय पद्धतीची वैशिष्ट्ये एकत्रितपणे एकत्रित करणे आवश्यक आहे, जेणेकरुन त्यांच्या फायद्यांना पूर्ण खेळता येईल आणि त्यांचे तोटे आणि कमतरता रोखता येतील, जेणेकरून अधिक चांगला पांढरा प्रभाव प्राप्त होईल. त्याच वेळी, विविध अशुद्धता काढण्याच्या पद्धतींच्या नवीन यंत्रणेचा अधिक अभ्यास करणे आणि लोह काढून टाकणे आणि काओलिन पांढरे करणे हिरव्या, कार्यक्षम आणि कमी कार्बनच्या दिशेने विकसित होण्यासाठी प्रक्रिया सुधारणे देखील आवश्यक आहे.
पोस्ट वेळ: मार्च-02-2023