高嶺土是一族粘土礦物的總稱，其基本組成為高嶺石組和多水高嶺石組同肆，主要由高嶺石、埃洛石組成矢妄，含量可達(dá)90%以上屁茁，其次還有水云母，郴惴眨混有黃鐵礦、褐鐵礦捍睡、銳欽礦呛靡、石英、玉髓唧取、明礬等铅鲤，有時還有少量的有機質(zhì)。高嶺士具有可塑性枫弟、粘結(jié)性邢享、燒結(jié)性及耐火性等優(yōu)良的工藝特性所以被廣泛應(yīng)用于陶瓷、造紙淡诗、橡膠骇塘、塑料和耐火材料等工業(yè)。高嶺土礦床的成因類型主要有三類:風(fēng)化型韩容、沉積型和熱液蝕變型款违。
高嶺土原礦的加工工藝取決于原礦的性質(zhì)及產(chǎn)品的最終用途。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的工藝有兩種干法工藝和濕法工藝群凶，通常硬質(zhì)高嶺土采用千法生產(chǎn)插爹，軟質(zhì)高嶺土采用濕法生產(chǎn)。
干法選礦工藝
干法工藝是一種簡單經(jīng)濟的加工工藝请梢。采出的原礦經(jīng)過錘式破碎機碎至25.4mm后赠尾，給入籠式破碎機，使粒度減小到6.35mm笋棵，籠式破碎機內(nèi)的熱空氣將高嶺土的水分由采出的20%降至10%左右次翩。碎后的礦石則經(jīng)配有離心分離機和旋風(fēng)除塵器的吹氣式雷蒙磨進一步磨細(xì)浅腥。該工藝可將大部分砂石除去，產(chǎn)品通常用于橡膠吻拼、塑料及造紙工業(yè)的低價填料鱼雇。用于造紙工業(yè)時，該產(chǎn)品可作為填料層灰分含量小于10%或12%處的填料局权，此時產(chǎn)品的亮度要求不高礼猪。
當(dāng)干法對產(chǎn)品的白度等要求較高時，必須對雷蒙磨產(chǎn)出的產(chǎn)品進行干式除鐵拒徐。干法工藝的優(yōu)點是可省掉產(chǎn)品脫水和干操過程硅盹，減少灰粉流失，工藝流程短莽每，生產(chǎn)成本低又竞，適宜于千旱和缺水地區(qū)。但要得到高純優(yōu)質(zhì)高嶺土還得靠濕法工藝
濕法選礦工藝
濕法工藝包括礦石準(zhǔn)備辖备、選礦加工和產(chǎn)品處理三個階段咸唇。準(zhǔn)備階段包括配料、破碎和搗漿等作業(yè)拷泽。搗漿是將高嶺土原礦與水疫鹊、分散劑混合在搗漿機內(nèi)制漿，搗漿作業(yè)可使原礦分散司致，為選別作業(yè)制備適當(dāng)細(xì)度的高嶺土礦漿拆吆，并同時去掉大粒的砂石。選礦階段可能包括水力分級脂矫、浮選枣耀、選擇性絮凝、磁選庭再、化學(xué)外理(漂白)等作業(yè)捞奕，以除去不同的雜質(zhì)。準(zhǔn)備好的礦漿先經(jīng)把式洗箱佩微、浮槽分級機或旋流器除砂缝彬，然后用連續(xù)式離心機、水力旋流器哺眯、水力分選器或振動細(xì)篩(325目)將其分為粗細(xì)兩個粒級谷浅。分級機的細(xì)粒級送入HGMS(高梯度磁選機)除去鐵欽雜質(zhì)，產(chǎn)品經(jīng)攪拌擦洗剝離后進行氧化鐵浸出止槽，對亮度已足夠高并具有良好涂層性能的粘土可不經(jīng)磁選和剝離而直接送至浸出作業(yè)椅砸。浸出后，在礦漿中添加明磯使粘土礦物凝聚而便于脫水。漂白的粘士用高速離心機嫡服，旋轉(zhuǎn)式真空過濾機或壓濾機脫水桌偎。過濾機或壓濾機脫水。濾餅經(jīng)再分散成55% ~ 65%固體的礦漿伴竹，然后噴霧干燥制成松散的千品徊岂。部分千品被混入到分散的礦漿中制成70%固體，用船運至造紙)
不經(jīng)選別的最終產(chǎn)品亮度較低报叁，只有在流程中配置磁選田漓、泡沫浮選或選擇性絮凝作業(yè)才能獲得高亮度的粘土產(chǎn)品。但這些獨立的作業(yè)均具有各自的優(yōu)勢與缺陷付找，因而工業(yè)上通常采用兩至三種這些工藝的聯(lián)合流程以便粘土資源的綜合利用歧胃。
高梯度磁選
高嶺士中的染色雜質(zhì)(如赤鐵礦等)具有弱磁性，因而可以利用高梯度磁選機將其除去艰争。美國利用PEM-84型濕式高梯度磁選機坏瞄，可使高嶺土原礦中的Fe203由0.9%降至0.6%，Ti203由1.8%~2.0%降至0.8%甩卓。這種高梯度磁選機用不銹鋼毛作介質(zhì)鸠匀，場強為1.5 ~ 2.0T時，需耗電270~500kw猛频。我國對湖南酸陵狮崩、末陽、泊羅鹿寻、衡嶺土進行了濕法研究[3-6]，都取得了良好的試驗結(jié)果特別是用振動高梯度磁選脫除高嶺士中的鐵欽取得了非常好的試驗指標(biāo)诽凌。對湖南末陽高嶺士用我國CLY500型振動高梯度磁選機與美國PEM- 84的高梯度磁選機對比試驗結(jié)果看毡熏，從降鐵、雜質(zhì)含量侣诵，提高白度來看痢法，中國的高梯度磁選機性能優(yōu)于美國。
由于有些高嶺土礦中部分鐵雜質(zhì)以磚酸鹽形式存在杜顺，磁性非常弱财搁，而欽以金紅石的形式存在則磁選方法很難奏效，因此流程中通常配以浮選卿才，選擇性絮凝等其他作業(yè)蝉丧，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。近年來本博，超導(dǎo)磁選機已成功地應(yīng)用于高嶺土分選就留，不僅能耗減少，而且場強可以大大提高，高嶺土精礦的質(zhì)量也更高拭奖。Eriez超導(dǎo)磁選機具有迅速升磁的特點梆载，可在60s內(nèi)達(dá)到最高設(shè)計場強(5T)，而消磁時間短萧状，這就大大縮短了負(fù)載循環(huán)期間從磁體中沖洗磁性雜質(zhì)所需的時間撵刷。其能耗低，比常規(guī)硫選機減少80%左右捣兄，處理量大褐袒，可達(dá)100th以上。英國試驗過一種往復(fù)螺旋管超導(dǎo)磁系坯苹，其設(shè)計類似于常規(guī)的罐形磁濾器隆檀，所不同的是它在工作循環(huán)期間仍將超導(dǎo)磁體保留在激磁狀態(tài)，而無須開關(guān)控制粹湃，并可連續(xù)作業(yè)恐仑。德國洪堡公司設(shè)計的3048mm、超導(dǎo)高梯度磁選機为鳄，結(jié)構(gòu)簡單裳仆，操作及維護費用低，同時具有較好的穩(wěn)定性孤钦。
泡沫浮選
浮選作業(yè)的目的是從高嶺土中浮選出欽雜質(zhì)歧斟。由于雜質(zhì)顆粒極細(xì)，通常采用載體浮選工藝偏形。載體礦物可以是方解石静袖、磚砂(-325目)，載體礦物的用量一般為高嶺土重量的10%~20%俊扭，載體的部分經(jīng)過回可再利用队橙。浮選過程中所用的藥劑包括分散劑硅酸鈉，pH調(diào)整劑氫氧化胺和苛性鋼捕收劑塔爾油贝泞、脂肪酸及石油磺酸鈣淮辕。但是浮選存在不少缺點，載體的疏水化需要大量的藥劑.浮選過程只能在礦漿濃度較低有效牡罚，從而增加脫水費用.所加載體必須從粘土產(chǎn)品中盡可能地清除.并從泡沫產(chǎn)品中回收以循環(huán)使用俯炮。殘留在粘土中的化學(xué)藥劑及載體礦物對最終產(chǎn)品有害。Cundy和Yong等人研究了一種不需載體的浮選工藝缰伶，直接從高嶺士中浮出銳欽礦敦浅，其特點是在分散劑(如硅酸鈉)和pH調(diào)整劑(常用氫氧化胺)存在條件下進行高礦漿濃度(40% 60%固體)洗，清除表面污物一步，同時擦洗也使銳欽礦和赤鐵礦從高嶺土礦物中解離出來剿稼，然后將少量的活化劑及脂肪酸類捕收劑一起加入礦漿，被捕收劑覆蓋的銳欽礦在高剪切攪拌條件下形成選擇性團聚，從而使顆粒尺寸顯著增大茂禁，高剪切攪拌調(diào)漿后的礦漿稀釋至15%~20%固體進行浮選斩角，高嶺士中的明磯石也可用浮選脫除。
選擇性凝聚絮凝
在pH8~11時瞻窗，向高嶺土礦漿中加Ca2+伶丐、Mg2+等堿性土金屬離子可觀察到鐵欽雜質(zhì)的選擇性凝聚，然后用弱陰離子聚合電解質(zhì)進行選擇性絮凝疯特。該工藝要求礦漿濃度要低于20%哗魂，因此必定有大量的水分要在后續(xù)作業(yè)中脫去，同時殘留的絮凝劑對最終產(chǎn)品的質(zhì)量也有影響漓雅。
用高分子絮凝劑對高嶺土進行選擇性絮凝录别，高嶺土顆粒相互絮凝沉向底部，鐵雜質(zhì)則因顆粒微細(xì)而存在于上部的懸浮液中呈紅褐色邻吞，將這上部的懸浮液脫去即可脫去大部分的鐵欽雜質(zhì)组题，再用別的作業(yè)(如磁選)加以處理即得到高品質(zhì)的高嶺士。蘇州高嶺士公司采用選擇性絮凝新工藝取得了較好的指標(biāo)抱冷。采用選擇性絮凝加高梯度磁選處理高嶺士也獲得了滿意的指標(biāo)崔列。
浸出
浸出是在弱酸性溶液(pH3 ~4)有還原劑(NaS204)存在條件下進行的，可使溶解的鐵保持Fe2+狀態(tài)旺遮，避免生成Fe(OH)3赵讯，用水洗滌使之與高嶺土分離。為了除去深色的有機質(zhì)耿眉，可以用強氧化劑(過氧化氣边翼、次氯酸鈉等)進行漂白，蘇州高嶺土公司選廠采用氧化漂白法取得了優(yōu)質(zhì)的高嶺士產(chǎn)品溅鞠。據(jù)報道填丢，用微生物處理高嶺十可以明顯地提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
脫水
選別后的粘土在貯漿桶內(nèi)貯存6~8h夸营，pH調(diào)節(jié)到3~4，接近粘土的零電點漾肩，因而粘土顆粒容易團聚贫介。在礦漿中添加明礬對粘士粒子的團聚有幫助，可促進脫水掘鱼。
圓筒過濾機為常用的脫水裝置翠蓄，它可使礦漿濃度增至55%~60%。過濾作業(yè)的重要作用之一在于除去粘土中的化學(xué)藥劑鸣拦。為強化此作業(yè)抢纹，常采用水噴霧。噴霧干燥已成為粘十工業(yè)中十分有效的種工藝，但其成本昂貴谚剿。近年來缝驳，出現(xiàn)了一種利用電場中荷電顆粒電泳特性的新型過濾工藝。高嶺土粒子在pH3時荷負(fù)電归苍，其周圍由帶相反電荷的離子霧所包圍而形成雙電層用狱。在電場中粘土粒子移向陽極，離子霧中配衡離子則移向陽極拼弃。當(dāng)顆粒抵達(dá)陽極時夏伊，便用來保護電極的陽極薄膜上形成的濾餅.陽極濾餅采用電滲法進一步脫水，多余水分按電滲原理用泵通過荷負(fù)電的濾餅毛細(xì)管抽出吻氧。
采用脫水劑使高嶺土顆粒團聚成大顆粒溺忧，這樣既可以加速顆粒沉淀速度，有利于脫水盯孙，又可以減少微細(xì)粒的高嶺土損失鲁森，因此高嶺土新型高效脫水劑的開發(fā)也是其研究方向之一。
高嶺土選礦技術(shù)的特點
綜合各國高嶺土選礦技術(shù)有以下特點:
@從礦山開采出的原礦就地進行粗選镀梭，將大量尾砂丟棄在礦山刀森，這既解決了采空區(qū)填充，也減少了選礦廠原礦堆存和運輸报账，只設(shè)精選廠研底，集中精選各粗選廠的精礦;@礦山與精選廠之間一般采用管道運輸，美國從1939年開始迄帘，高嶺土礦漿就采用管道運輸;3)高濃度制漿修扁，分選過程礦漿中加分散劑，脫水過程中加絮凝劑榔况，壓濾機或真空過濾機產(chǎn)品可不經(jīng)干燥即作為產(chǎn)品出售:4選礦作業(yè)除采用水力旋流器分級外峡逆，也采用離心分級機、砂磨機钩榄、高梯度磁選機念弧、浮選機，以提高產(chǎn)品細(xì)度和降低鐵武也、欽依播、硫等雜質(zhì):G化學(xué)漂白工藝為美國、英國耿逐、前蘇聯(lián)等主要高嶺十生產(chǎn)國所普遍采用娱必，以生產(chǎn)高白度的高嶺土產(chǎn)品，但其成本較高;0高嶺上產(chǎn)品以塊狀醇舶、粗粉狀姻蚓、細(xì)粉狀和漿狀形式出售宋梧。生產(chǎn)廠根據(jù)用戶的要求，供應(yīng)不同的產(chǎn)品狰挡。產(chǎn)品的干燥設(shè)備品種多捂龄，但以噴零干燥應(yīng)用最多，因其成本相對較低;O選礦廠不僅生產(chǎn)能力大圆兵，而且品種多跺讯，且都是標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品⊙撑可滿足不同用戶的需要刀脏。中國高嶺士公司產(chǎn)品有四大類34個品種。這些產(chǎn)品廣泛用于紙張的填料和涂料超凳，陶瓷工業(yè)的原料愈污，橡膠和塑料的填充劑和增強劑，白水泥油毛氈轮傍、屋面涂料和防水劑的配料暂雹，玻璃纖維的配料油墨顏料，化妝品和肥皂的填料抱典，農(nóng)藥和化肥的載體衔耕，研磨材料的粘結(jié)劑，合成分子篩绵另，石油催化劑悬鲜，原子能反應(yīng)堆等許多行業(yè)。
結(jié)論
0載體浮選工藝使微細(xì)粒的高嶺土選別成為可能姨莽。其優(yōu)點是增加粒子動能厉源，但其藥劑耗量高目載體礦物的使用及加工成本進一步增高
2不用載體而借助于多價陽離子的活化作用，亦可使銳欽礦得以浮游仲侈，但脂肪酸配捕收劑耗量高于其他工業(yè)礦物的浮選豆蝠，這可能是粒子的表面積大所致。
3高剪切攪拌在浮選中起著兩方面的作用秆惑，一是使銳欽礦從高嶺石中解離出來赛羡，二是誘發(fā)捕收劑覆蓋的銳欽礦顆粒之間的剪切絮凝
0高梯度磁選技術(shù)大大改變了高嶺土工業(yè)的面貌，特別是振動高梯度磁選能有效地脫除高嶺士中的鐵欽雜質(zhì)哗蛋，而對產(chǎn)品的粒度組成白找、物理化學(xué)性質(zhì)等影響極小，可以生產(chǎn)出高品質(zhì)的高嶺土產(chǎn)品赁严。千式高梯度磁選處理硬質(zhì)高嶺土就可省去產(chǎn)品脫水，減少產(chǎn)品流失粉铐，適宜于干旱少水地區(qū)疼约。超導(dǎo)高梯度磁選機能耗少卤档，處理量大,產(chǎn)品純度高，必將在高嶺士工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用程剥。
5對高嶺土產(chǎn)品氧化漂白及微生物處理劝枣，可以大大提高產(chǎn)品質(zhì)量
@電泳電滲脫水工藝將礦漿濃度提高到70%左右，而生產(chǎn)費用大大低于噴霧干燥织鲸。
0多種作業(yè)聯(lián)合處理及最終產(chǎn)品多是高嶺土選礦工藝的主要特征
