純度高的高嶺土為白色，當(dāng)含有一定量的金屬氧化物或有機(jī)質(zhì)時(shí)就具有不同的顏色，如含F(xiàn)e2+呈淡綠色，含F(xiàn)e2O3時(shí)呈褐黃色，這些雜質(zhì)的存在降低了高嶺土的自然白度，同時(shí)還會(huì)影響其鍛燒白度，使瓷器出現(xiàn)色斑和熔疤。
圖1 高嶺土原礦
高嶺土白度是衡量高嶺土工藝性能的主要參數(shù)之一，不僅決定了其價(jià)格，也決定了其應(yīng)用范圍，故降低高嶺土中鐵雜質(zhì)含量，增加白度，是提高高嶺土產(chǎn)品質(zhì)量的主要途徑。
高嶺土中的鐵雜質(zhì)一般以磁鐵礦、赤鐵礦等弱磁性礦石為主，常規(guī)磁選機(jī)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)不足，很難將高嶺土中的弱磁性鐵雜質(zhì)分離出來(lái)。采用磁場(chǎng)強(qiáng)度非常高的超導(dǎo)磁選機(jī)，能很好去除礦石中的各種弱磁性鐵雜質(zhì)，進(jìn)而提高高嶺土產(chǎn)品品質(zhì)和企業(yè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益
1、高嶺土礦物性質(zhì)分析
?。?/strong>1）高嶺土化學(xué)成分分析
以某地高嶺土為原料，該高嶺土的特點(diǎn)是含鐵量低，粒度細(xì)、白度高，是良好的陶瓷工業(yè)和造紙工業(yè)材料。其原礦化學(xué)成分分析結(jié)果見下表，該高嶺土中SiO2含量很高，F(xiàn)e2O3含量為0.863%。要提高高嶺土產(chǎn)品的檔次，須進(jìn)一步降低其Fe2O3含量。
表1 高嶺土化學(xué)成分分析
?。?/strong>2）高嶺土礦物成分分析
該高嶺土主要礦物組成為石英、云母類礦物和少量長(zhǎng)石、赤褐鐵礦、鈦鐵礦、角閃石、磁鐵礦等，其中石英含量約占原礦的44%，高嶺石占35%，云母14%，鉀長(zhǎng)石6%，其他成分約占1%。
表2 高嶺土主要礦物含量及粒級(jí)分布
根據(jù)原礦工藝礦物學(xué)研究結(jié)果表明，該高嶺土中弱磁性鐵雜質(zhì)的存在方式有3種：第1種是以鐵染形成的氧化鐵淋漓滲透污染高嶺石表面，形成鐵氧化膜；第2種是存在于高嶺石中的晶格鐵；第3種是含氧化鐵的獨(dú)立礦物。
2、超導(dǎo)磁選機(jī)特點(diǎn)及工作原理
高嶺土磁選試驗(yàn)選用磁場(chǎng)強(qiáng)度為5.5T的超導(dǎo)磁選機(jī)，圖2為超導(dǎo)磁選機(jī)的分選腔結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2 超導(dǎo)磁選機(jī)的分選腔結(jié)構(gòu)示意圖
超導(dǎo)磁選機(jī)的分選腔由2個(gè)有效分選區(qū)間和3個(gè)無(wú)效分選區(qū)間構(gòu)成，整個(gè)分選腔處于磁平衡狀態(tài)。分選腔在皮帶上形成往復(fù)的周期運(yùn)動(dòng)，當(dāng)一個(gè)分選腔進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)，分選腔內(nèi)的鋼毛受到磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生磁性吸附高嶺土中弱磁性顆粒，非磁性礦物則隨高壓水從排礦口沖出，分選完畢時(shí)，分選腔移出磁場(chǎng)區(qū)，用高壓水沖洗吸附在鋼毛上的弱磁性礦物，實(shí)現(xiàn)了弱磁性礦物與非磁性礦物分離。此時(shí)，另一個(gè)分選腔剛好進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)進(jìn)行分選，如此交替循環(huán)，達(dá)到連續(xù)分選弱磁性礦物的目的。
3、高嶺土超導(dǎo)磁選除鐵試驗(yàn)
（1）磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)高嶺土除鐵效果的影響
通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)來(lái)對(duì)比不同場(chǎng)強(qiáng)下的除鐵效果。先將高嶺土原礦通過(guò)平板磁選機(jī)進(jìn)行預(yù)處理，平板精礦再進(jìn)入超導(dǎo)磁選機(jī)進(jìn)行超導(dǎo)磁選，試驗(yàn)結(jié)果見表3。
表3 平板磁選與超導(dǎo)磁選聯(lián)合流程
注：“白度”為產(chǎn)品在1200℃溫度煅燒下再保溫2h時(shí)所測(cè)出的白度。
試驗(yàn)結(jié)果表明，5.5T的超導(dǎo)磁選機(jī)對(duì)高嶺土除鐵效果很明顯，經(jīng)過(guò)一段平板與一段超導(dǎo)磁選，高嶺土原礦含鐵量從1.04%下降至0.65%，除鐵率可達(dá)37.5%。鍛燒白度也能達(dá)到79.3。與低磁場(chǎng)除鐵的效果相比可得出，磁場(chǎng)強(qiáng)度越高，除鐵效果越明顯。
由于一次超導(dǎo)磁選之后鐵含量為0.65%，要使之達(dá)到搪瓷工業(yè)TT-0級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，還需要使鐵含量降低至0.60%以下。采用兩段超導(dǎo)磁選能更有效的降低高嶺土鐵含量，并且較明顯的把鍛燒白度提高到85.6，達(dá)到搪瓷工業(yè)TT-0級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。
表4 兩次超導(dǎo)磁選試驗(yàn)結(jié)果
?。?/strong>2）礦漿濃度對(duì)高嶺土除鐵效果的影響
隨著高嶺土礦漿濃度的增加，其除鐵效果變化不大，故確保礦漿充分分散前提下，礦漿濃度越高越好，試驗(yàn)結(jié)果見表5。
表5 礦漿濃度試驗(yàn)結(jié)果
?。?/strong>3）礦漿流速對(duì)高嶺土除鐵效果的影響
礦漿流速也是影響除鐵效果的一個(gè)因素，流速過(guò)快會(huì)使鋼毛的吸附能力變得不均勻，不利于鐵雜質(zhì)的去除，而流速過(guò)慢則會(huì)影響到產(chǎn)率的變化。
表6 礦漿流速試驗(yàn)結(jié)果
由上表可知，礦漿流速會(huì)給高嶺土除鐵效果帶來(lái)一定的影響，但影響并不大，當(dāng)?shù)V漿流速在1.0cm/s時(shí)，除鐵率最高。
4、結(jié)論
（1）磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小對(duì)高嶺土除鐵效果影響最為顯著，礦漿濃度和流速對(duì)其除鐵效果影響較小，在不影響磁選效果的前提下，可適當(dāng)提高礦漿濃度與流速。
?。?）利用超導(dǎo)磁選機(jī)進(jìn)行高嶺土除鐵，鐵含量可從1.04%降低至0.53%，鍛燒白度提高到85.6，達(dá)到搪瓷工業(yè)的TT-0級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，大大地提高高嶺土的產(chǎn)品質(zhì)量。
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