膨潤土的加工是指利用各種方法、措施提高天然膨潤土的質量,改變天然膨潤土的礦物結構、化學組成等以提高或改變膨潤土的物理、化學性能,擴大膨潤土的應用領域的工藝過程。其包括膨潤土的提純、改性、改型、納米化等。
膨潤土的提純方法一般分為物理提純方法和化學提純方法。物理提純方法即選礦提純方法,又分為手癬風選(干法提純)和水選(濕法提純)2種方法。
膨潤土在國內的儲量豐富,是一種優質的非金屬礦產資源,通過高效的提純之后能夠廣泛應用于石油、化工、建材、冶金、醫藥等行業,應用價值非常高。所以,我們十分注重對膨潤土提純的研究,以提高最終的產品質量。本文就膨潤土提純的工藝及方法進行介紹。膨潤土在國內的儲量豐富,是一種優質的非金屬礦產資源,通過高效的提純之后能夠廣泛應用于石油、化工、建材、冶金、醫藥等行業,應用價值非常高。所以,我們十分注重對膨潤土提純的研究,以提高最終的產品質量。
膨潤土礦的各種產品,對其蒙脫石的含量和屬型都有要求,否則是達不到產品質量標準的。因此對膨潤土的分選提純是其綜合利用的基礎。膨潤土選礦工藝提純分干法和濕法。干法提純主要針對品位較高的膨潤土原礦(蒙脫石含量大于80%),常用的干選方法有手選法和風選法。世界上90%以上的膨潤土精礦均由風選獲得。為了充分利用蒙脫石含量低于80%的中低品位膨潤土資源,采用濕法選礦工藝可獲得高純蒙脫石精礦。
一、干法
干法是傳統的方法,該法是依據天然膨潤土中雜質礦物粒度、硬度和密度都比較大,通過逐級分離沉降把雜質分離,而得到純度很高的膨潤土,手選主要用于原礦蒙脫石含量較高的膨潤土。在采礦場由人工將礦石中的大塊廢石挑選出來,也可以根據應用領域的技術指標要求分地段、分層位采礦,分別堆放,單獨加工。其加工流程如下:
根據膨潤土的原礦情況,軟質膨潤土無須破碎,硬質膨潤土則須利用顎式破碎機或雷蒙磨將其破碎至粒徑(≠)在2cm左右的碎塊;然后,采用自然干燥或加熱干燥去除水分(含水量≤6%-12%);手選或用振動篩剔除≠≥2cm的大塊;最后利用雷蒙磨將細粒礦石粉碎(約200目)。
風選(干法提純)是目前普遍使用的膨潤土提純方法,該方法適用于蒙脫石含量高(蒙脫石含量大于80%)、粒度較細,而脈石礦物(石英、長石)粒度較租的礦五。其工藝流程如下:
干燥分兩段進行。首先,通過自然干燥,使原礦的水分從40%降至25%以下;然后,將原礦破碎至3-4cm;進一步采用流態化干燥機、回轉百葉窗式烘干機、旋風式烘干機、回轉干燥機等使膨潤土的水分含量小于6%~l2%。在膨潤土加工過程中,需要用到很多的膨潤土設備。為防止因蒙脫石結構變化面引起膨潤土的性能改變,烘干溫度應低于250℃,而且時間不宜過長。
利用雷蒙磨將其粉磨至100-325目后,采用氣流分級機進行分級,同時去除長石、石英等砂質礦物,即得最終產品。王澤民等采用該方法提純的膨潤土,其蒙脫石含量可達99%以上,而且蒙脫石的回收率很高,可達95%以上。該方法操作簡便,成本低,而且提純效果好。
風干膨潤土→粉碎→反應釜→干燥→粗粉碎→旋轉焙燒爐→粉碎機→包裝→成品
具體的提純過程為:
(1)將采掘的原礦經傳送帶送至出貯倉;
(2)因原礦含水量較大,且具有一定的粘性,所以應經一特殊的滾筒粉碎機將原礦粉碎至10mm以下,再經回轉窯干燥至水分含量為8%左右,然后由回轉篩除去10mm以上的原礦;
(3)將粉碎干燥好的礦石送人加料斗,再經粉碎分級機進行粉碎、分級、除雜;
(4)除雜后的膨潤土經旋風收塵器收集、打包得產品。
該法提純效果較好,提純后膨潤土中蒙脫石含量可達99%以上,且蒙脫石的回收率很高,可達95%,設備處理能力大。常用的干選方法有手選法和風選法。
1、手選法
手選是由人工將礦石中的大塊廢石挑選除去?;玖鞒虨椋涸V一破碎一干燥一手選一粉磨一包裝。此法工藝簡便,生產過程靈活性高,但是只能針對原礦純度較高的膨潤土進行加工,與國內大多為中低含量膨潤土的事實相悖,因此工業應用較少,適合小規模生產。
2、風選法
風選又稱干法提純,它是利用天然土中膨潤土礦物和雜質礦物的硬度和密度的差異,通過逐級分離沉降,將雜質和膨潤土分離。原礦經過破碎、干燥、風選分級、碾磨,得到精礦產品。風選法操作簡便、處理量大,但是容易造成空氣污染,對于雜質礦物同蒙脫石粒度相近的超細粒級產品來說分離不徹底,而且國內大多數膨潤土屬中低品位,因而該法在工業生產中應用很少。
二、濕法
濕法工藝以重選為主,用球磨機等磨礦設備超細磨,旋流器或離心機分級,磁選除掉磁性礦物。濕法工藝耗水量大,脫水干燥困難。濕法又可分為以下幾種。
膨潤土原礦→選礦→干燥→加料→活化→分酸→漂洗→濃縮→干燥→磨粉→包裝→成品
1、分級法
對于蒙脫石含量較低(30%~80%)或所含長石及石英的粒度極小的膨潤土礦,以空氣為介質,利用干法分離不可能得到高品質產品,所以必須使用濕法分選。
分級法通常采用水力旋流器進行。從整體濕法提純看,濕法分級分離效果好,操作簡便,能有效獲得各品級的蒙脫石產品,適用于普通級別蒙脫石產品的分離提純。但分級法也存在一定缺點,蒙脫石的最終含量在90%左右,不可能再高。因為里面夾雜著很少量的石英、方石英、長石、云母等雜質,這些雜質顆粒細微,夾雜在蒙脫石的晶層之間。
2、高速離心法
該法是利用膨潤土漿在高速離心力作用下,粒度較大、密度較大的雜質粒子被拋向分離壁而除去,進而使膨潤土得到提純。該法的優點是提純分離周期短,生產連續化,設備占地面積小,適合工業生產的需要,但要消耗相當數量的能量,提純成本較高。
3、化學處理法
該法的優點是當膨潤土中雜質顆粒很細小時,仍能達到較好的提純效果,對鈣基土也有一定的提純效果;缺點是要消耗一定量化學試劑。
膨潤土是寶貴的不可再生資源,不僅對現代工業有重要意義,并且在維持自然界平衡起著重大的作用,因此,我們要充分利用好膨潤土資源,提高膨潤土的利用率,減少資源的浪費,這要求我們提高膨潤土的加工技術水平,促進先進的提純技術開發向更環保、低能耗方向發展。
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