高嶺（巖）土原礦中程度不同地存在石英、長石和云母以及鋁的氧化物和氫氧化物、鐵礦物（褐鐵礦、白鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦）、鐵的氧化物（鈦鐵礦、金紅石等）以及有機物（植物纖維、有機泥炭及煤）等雜質(zhì)。在要求較高的應用領域必須對其進行選礦提純。
高嶺土的選礦方法依原礦中擬除去雜質(zhì)的種類、賦存狀態(tài)、嵌布粒度及所要求的產(chǎn)品質(zhì)量指標而定。對于原礦雜質(zhì)含量較少、白度較高、含鐵雜質(zhì)少、主要雜質(zhì)為砂質(zhì)（石英、長石等）的高嶺土，可采用簡單的粉碎后風選分級的方法除去（即干法選礦）；對與雜質(zhì)含量較多、白度較低、砂質(zhì)礦物及鐵質(zhì)礦物含量較高的高嶺土，一般要綜合采用重選（除砂）、強磁選或高梯度磁選（除鐵、鈦礦物）、化學漂白（除鐵質(zhì)礦物并將三價鐵還原為二價鐵）、浮選（與含鋁礦物，如明礬石分離或除去銳鈦礦）等方法；對于有機質(zhì)含量較高的高嶺土，除了前述方法之外，還要采用打漿后篩分（除植物纖維）和煅燒（除機泥炭及煤）等方法。
高嶺土的選礦工藝依礦石類型而定。以下具體介紹軟質(zhì)高嶺土和砂質(zhì)高嶺土、硬質(zhì)高嶺土（高嶺石巖）這二種不同類型高嶺土礦的選礦方法。
① 軟質(zhì)高嶺土和砂質(zhì)高嶺土
軟質(zhì)高嶺土和砂質(zhì)高嶺土一般采用濕法選礦工藝。其原則工藝流程如下：
原礦®堆存或混勻®制漿®除植物纖維®分級除砂®磁選®漂白®壓濾脫水®干燥
原礦或堆存混勻后的原礦按設定好的濃度要求加入水和分散劑在攪拌機或搗漿機中制漿。制漿的目的是使高嶺土分散并與砂質(zhì)礦物、植物纖維分離以便為下續(xù)除雜和除砂作業(yè)準備合適濃度的漿料。制備好的礦漿用振動篩去除植物纖維及粗顆粒砂，再采用水力旋流器組、臥式螺旋卸料沉降式離心分級機去除細砂。如果除砂后的產(chǎn)品能滿足某一領域的應用要求，可以加入絮凝劑（如明礬）使其凝聚后進行壓濾和干燥。如需得到優(yōu)質(zhì)或高品質(zhì)的高嶺土，絕大多數(shù)情況下還需要進行強磁選或高梯度磁選、化學漂白、甚至于浮選和選擇性絮凝等。目前工業(yè)上大多采用強磁選或高梯度磁選和化學漂白。高嶺土中的染色礦物雜質(zhì)如褐鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦、銳鈦礦、金紅石等均具有弱磁性，因此，除砂后的高嶺土可進一步用強磁選機或高梯度磁選機中進行磁選。由于高嶺土中的含鐵、鈦礦物大多嵌布粒度較細，一般強磁選往往脫除率不高，因此目前工業(yè)上大多采用高梯度磁選機進行高嶺土的磁選。此外，性能更好的超導磁選機也已用高嶺土的磁選除鐵，這種磁選機不僅磁場強度進一步提高，可得到質(zhì)量更高的優(yōu)質(zhì)高嶺土，而且能耗減少。磁選后的高嶺土如果白度指標仍達不到優(yōu)質(zhì)高嶺土的要求，一般再采用化學漂白。高嶺土的化學漂白工藝是將先在攪拌槽中用硫酸調(diào)整pH值至4～4.5，然后給入漂白反應罐內(nèi)，加入還原劑連二亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉或亞硫酸鋅（Na2S2O4或ZnS2O4），使高嶺土中的三價鐵還原為二價鐵并溶于礦漿內(nèi)，然后用清水洗滌使之與高嶺土分離。還原的主要反應式如下：
Fe2O3+ Na2S2O4+3H2SO4=Na2SO4+2FeSO4+H2O+2SO2
為了去除深色的有機質(zhì)還可以用強氧化劑（過氧化氫、次氯酸鈉等）進行漂白。
工業(yè)上最常用的漂白劑是Na2S2O4和ZnS2O4。但Na2S2O4很不穩(wěn)定。ZnS2O4雖然較為穩(wěn)定一些，但排出的廢水中鋅離子濃度過高，污染環(huán)境。利用硼氫化鈉漂白可以避免這種缺點。具體加藥順序是：在pH=7～10的條件下，將一定量的硼氫化鈉和氫氧化鈉混合物（其量為能夠生成所需的Na2S2O4），通入SO2氣體或用別的方法使SO2氣體與礦漿接觸，調(diào)節(jié)pH=6～7，這時的pH值有利于在礦漿內(nèi)生成最大量的Na2S2O4，再用亞硫酸（或SO2）調(diào)節(jié)pH=2.5～4，即可發(fā)生漂白反應。其基本原理如下：
NaBH+9NaOH+9SO2®4Na2S2O4+NaBO2+NaHSO3+6H2O
漂白工藝一般能顯著提高高嶺土產(chǎn)品的白度，但生產(chǎn)成本較高，而且要對漂白后的洗滌廢水進行處理，否則將對環(huán)境造成一定的污染。
② 硬質(zhì)高嶺土或高嶺巖
對于純度較高、白度較好的硬質(zhì)高嶺土或高嶺巖，一般可直接將原礦破碎和根據(jù)應用領域?qū)Ξa(chǎn)品細度的要求進行磨礦和分級即可；對含有少量砂質(zhì)的礦石可在粉碎至適當細度后進行干法和濕法分級；對于鐵雜質(zhì)含量較高的礦石可進行磁選。如果含鐵礦物的嵌布粒度較粗，可在粗粉碎（小于200目）后進行干式強磁選；但如果鐵的嵌布粒度較細，則要在細磨后進行濕式強磁選或高梯度磁選。如果磁選后仍不能滿足優(yōu)質(zhì)高嶺土產(chǎn)品的要求，還可再采用化學漂白。化學漂白的工藝與前述軟質(zhì)高嶺土相似。
目前硬質(zhì)高嶺土或高嶺巖常用的破碎篩分設備是顎式破碎機、對輥破碎機、振動篩等，磨粉設備主要是懸輥磨（雷蒙磨）、壓輥磨、機械沖擊磨、球磨機等；干法分級除砂設備主要是空氣離心式分級（選）機，濕法分級設備主要是旋流器組和臥式螺旋卸料沉降式離心機；干式磁選設備主要是振動式強磁選機（永磁或電磁），濕式磁選設備與前述軟質(zhì)高嶺土相同。
在部分硬質(zhì)高嶺土，尤其是我國儲量極為豐富的煤層共（伴）生高嶺巖（目前統(tǒng)稱為“煤系高嶺土”）中含有一定量的煤泥或碳質(zhì)。這些碳質(zhì)或煤泥嚴重影響高嶺土的白度。目前去除這些碳質(zhì)的主要工藝是煅燒。通過煅燒不僅可以有效去除碳質(zhì)，顯著提高煤系高嶺土的白度，同時可以脫除高嶺石中高達14%左右的結(jié)晶或結(jié)構(gòu)水，變成一種新的功能粉體材料——煅燒高嶺土。高嶺土的煅燒工藝將在后面作專門介紹。
|
