El caolín es un mineral no metálico, un tipo de arcilla y arcillita dominada por minerales arcillosos del grupo de la caolinita. Debido a su color blanco y textura delicada, también se le conoce como arcilla dolomítica, nombre que recibe de la aldea de Gaoling en Jingdezhen, provincia de Jiangxi. Es caolín puro, de color blanco y textura delicada, de textura suelta, con buena plasticidad y resistencia al fuego. Posee otras propiedades. Está compuesto principalmente de caolinita, eclogita, mica, illita, montmorillonita, cuarzo, feldespato y otros minerales. El caolín tiene múltiples usos. Se utiliza principalmente en la fabricación de papel, cerámica y materiales refractarios. Además, se emplea en pinturas, rellenos de caucho, esmaltes y cemento blanco. También se utiliza en algunos plásticos y muelas abrasivas. Está presente en jabones, pesticidas, medicamentos, productos químicos y materiales de construcción. Asimismo, se emplea en la defensa nacional y otras industrias.
Principal tecnología de procesamiento del caolín
El procesamiento del caolín consta de dos etapas principales: el procesamiento del mineral y su purificación. También incluye la trituración ultrafina, la calcinación y la modificación de la superficie. Caolín El mineral en bruto tiene como componente principal minerales del grupo de la caolinita. También contiene cantidades variables de montmorillonita, ilmenita, alúmina, cuarzo, feldespato, mica y minerales de hierro (limonita, hematita, rodocrosita, pirita, etc.). Además, presenta óxidos de titanio (ilmenita, rutilo, etc.), materia orgánica (fibras vegetales, turba orgánica, carbón) y otras impurezas. Como relleno mineral, requiere un proceso de beneficio y purificación.
El proceso de beneficio del caolín depende del tipo de mineral. El caolín blando y el caolín arenoso son diferentes del caolín duro (caolinita). Para cada uno se utilizan procesos de beneficio y purificación distintos.
Proceso principal de producción de caolín lavado
sumidero
Se añade agua y dispersante al mineral crudo hasta alcanzar la consistencia deseada, y la pulpa se prepara en una mezcladora o trituradora. El proceso de despulpado dispersa el caolín y lo separa de la arena y las impurezas vegetales. Esto da como resultado una pulpa de buena consistencia para el siguiente paso.
Clasificador de tornillo para eliminar arena gruesa
El tamaño de las partículas de cuarzo, feldespato, mica y otras impurezas en el mineral de caolín crudo es grueso, generalmente mayor que 325 mallas, mientras que el caolín es fino, principalmente enriquecido en -2 μm. La mayor parte de la arena gruesa de cuarzo y feldespato se puede eliminar con un clasificador en espiral.
clasificación por hidrociclones
El proceso utiliza la clasificación por hidrociclones. Elimina la arena fina de caolín (cuarzo fino, feldespato y otras impurezas). Se emplean hidrociclones de Ø75, Ø50, Ø25 y otros diámetros diferentes para la clasificación múltiple.
Clasificación de la centrífuga espiral horizontal
La centrífuga clasifica los materiales en espiral. La clasificación se basa en los materiales. El proceso se ajusta para mantener la calidad del producto, modificando parámetros como el factor de separación. Actualmente, en el procesamiento de caolín a nivel nacional también se utiliza la clasificación por selección mediante hidrociclones. Sin embargo, las variaciones de flujo y presión dificultan la estabilización de la calidad del producto a -2 μm. Estos sistemas alcanzan una eficiencia de clasificación superior a 901 TP3T, pero no son tan eficaces como los clasificadores centrífugos de espiral horizontal.
separación magnética
Si se requiere caolín de buena calidad, en la mayoría de los casos también se necesitan separación magnética fuerte o de alto gradiente, blanqueo químico, flotación y floculación selectiva. Las impurezas minerales colorantes del caolín, como limonita, hematita, rodocrosita, pirita, anatasa, rutilo, etc., son débilmente magnéticas, por lo que el caolín, después de la eliminación de arena, puede separarse magnéticamente mediante un separador magnético fuerte o un separador magnético de alto gradiente.
Debido a que la mayoría de los minerales de hierro y titanio en el caolín están incrustados en partículas finas, la separación magnética, generalmente intensa, suele tener una baja tasa de eliminación. Por ello, la mayoría de la industria actual utiliza separadores magnéticos de alto gradiente para la separación magnética del caolín. Además, se ha utilizado un separador magnético superconductor de mejor rendimiento para la separación magnética del hierro del caolín. Este separador no solo mejora la intensidad del campo magnético, sino que también permite obtener caolín de mayor calidad y reducir el consumo de energía. Si el índice de blancura del caolín después de la separación magnética aún no cumple con los requisitos de alta calidad, generalmente se recurre al blanqueo químico.
El separador magnético especial para el lavado de caolín es un separador magnético húmedo de alta potencia con una fuerza magnética de hasta 16000 GS, capaz de eliminar el hierro regenerado y mejorar la blancura del caolín durante el proceso de molienda. Este separador elimina el hierro regenerado presente en el caolín durante la molienda, mejorando así su blancura y eliminando otras sustancias débilmente magnéticas.
blanqueamiento químico
El blanqueo altera químicamente el caolín. Este proceso suele estar relacionado con el rendimiento del caolín y las impurezas que contiene. Los minerales de hierro, los minerales de titanio y la materia orgánica son las principales impurezas del caolín y reducen su rendimiento. Se suelen utilizar diversos métodos de blanqueo químico, como el método de reducción, el método de oxidación, el método combinado de oxidación-reducción y el tratamiento de lixiviación ácida.
Proceso de filtración
Utiliza alimentación de lodos a alta presión. Esto mejora la productividad y mantiene la humedad del producto por debajo del 32-351% TP3T. Además, ahorra energía y mejora el entorno laboral.
Proceso de secado y rotura
Se puede utilizar el secado eléctrico.
Actualmente, la mayoría de nuestros productos de caolín nacionales son de baja calidad, y el 80% solo puede utilizarse en la industria cerámica. La calidad y cantidad de los productos de caolín de alta calidad deben satisfacer las exigencias del mercado nacional.
Diversos factores influyen en la blancura de los productos de caolín lavado. Estos factores pueden analizarse desde cuatro perspectivas: la procedencia del mineral, los métodos de beneficio empleados, la granulometría del producto y su contenido de agua.
(1) Fuente de mineral
El contenido de impurezas del caolín crudo lavado, procedente de distintos orígenes o zonas de extracción, varía, y por consiguiente, su blancura también difiere. Los compuestos de titanio y hierro son las principales impurezas que afectan a la blancura del caolín. Cuando la suma de ambos contenidos supera los 11 TP3T, su valor de blancura suele ser inferior a 851 TP3T.
Las investigaciones demuestran que el hierro en el caolín se presenta en formas como limonita, hematita, pirita, rodocrosita e ilmenita. Esta variedad hace que el caolín presente diferentes colores. Estos elementos de hierro se encuentran en el caolín en diversas formas, y su combinación con él también varía. Los cristales se presentan como partículas finas, mientras que los amorfos se encuentran en la superficie de las partículas de caolín, formando encapsulaciones. Los amorfos son los más comunes.
Durante el proceso, tenga en cuenta que el mineral del mismo tono debe procesarse conjuntamente. El color del mineral debe clasificarse rigurosamente según el tipo de procesamiento. No mezcle diferentes tonalidades de mineral durante el procesamiento. Solo así se garantiza la pureza del mineral y se mejora la blancura del producto.
(2) Métodos de aprovechamiento
En primer lugar, es necesario analizar correctamente el estado de presencia del hierro en el caolín para poder seleccionar el método de eliminación de hierro más adecuado. Existen tres categorías principales de métodos de eliminación de hierro y blanqueamiento del caolín: físicos, químicos y biológicos.
Generalmente utilizamos métodos físicos (re-selección, flotación, separación magnética) para enriquecer las materias primas de caolín o eliminar sustancias nocivas. Primero, se separan la mayoría de los minerales impuros para purificar el caolín. Los separadores magnéticos de alto gradiente y superconductores han mejorado la eliminación de hierro en el caolín.
Pero el método físico tiene sus limitaciones. No funciona con minerales de impureza de bajo contenido y tamaño reducido. El resultado de la separación no es claro. Tampoco permite separar el hierro reticular. Por lo tanto, para obtener caolín blanco de alta calidad, no podemos depender únicamente de la clasificación física.
Eliminamos el hierro de los minerales mediante productos químicos. Estos disuelven el hierro, pero no los demás minerales. El método químico para eliminar el hierro es muy sencillo: la oxidación-reducción. Este método es consolidado y de amplio uso, pero resulta costoso y altamente contaminante.
Tras la comparación, resulta evidente que el método químico tiene sus inconvenientes. Sin embargo, en la práctica sigue siendo el método preferido, ya que blanquea el hierro muy bien.
(3) Tamaño de granularidad del producto
En general, cuanto más fino sea el tamaño de partícula del mineral, mayor será su blancura. Sin embargo, los distintos usos de los minerales requieren diferentes tamaños de partícula para su procesamiento. Además, un procesamiento posterior incrementa la carga de trabajo y reduce la eficiencia, lo que podría contribuir a ahorrar costes.
(4) Contenido de humedad
El contenido de agua del mineral es un factor clave en su blancura. Reducir su contenido de agua mejora significativamente su pureza. Por lo tanto, en el procesamiento del mineral, debemos emplear métodos científicos y eficaces para disminuir su contenido de agua. Esta es la única manera de obtener un mineral procesado de mayor pureza.
El caolín posee propiedades para eliminar el hierro y blanquearlo. Estas propiedades lo hacen más blanco y de mejor calidad, lo que le otorga un alto valor. Los tipos y las causas del mineral de caolín varían según la región, lo que da lugar a diferentes formas de hierro. Para eliminarlo, debemos elegir el método adecuado para cada situación. Es necesario realizar numerosos experimentos para encontrar la mejor manera de eliminar el hierro.