विशेष भौतिक र रासायनिक गुणहरू सहित, काओलिन सिरेमिक, कागज निर्माण, रबर, प्लास्टिक, रिफ्रेक्ट्री, पेट्रोलियम रिफाइनिङ र अन्य औद्योगिक तथा कृषि तथा राष्ट्रिय रक्षा अत्याधुनिक प्रविधि क्षेत्रहरूमा एक अपरिहार्य गैर-धातु खनिज स्रोत हो। काओलिनको सेतोपन यसको प्रयोग मूल्यको एक महत्त्वपूर्ण सूचक हो।
काओलिनको सेतोपनलाई असर गर्ने कारकहरू
काओलिन एक प्रकारको मसिनो दाना भएको माटो वा माटोको चट्टान हो जुन मुख्यतया काओलिनाइट खनिजहरू मिलेर बनेको हुन्छ। यसको क्रिस्टल रासायनिक सूत्र 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O हो। माटो नभएका खनिजहरूको सानो मात्रा क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार, फलामका खनिजहरू, टाइटेनियम, एल्युमिनियम हाइड्रोक्साइड र अक्साइडहरू, जैविक पदार्थहरू, आदि हुन्।
काओलिनको क्रिस्टलीय संरचना
काओलिनमा भएको अशुद्धताको अवस्था र प्रकृति अनुसार, काओलिनको सेतोपन घटाउने अशुद्धताहरूलाई तीन वर्गमा विभाजन गर्न सकिन्छ: जैविक कार्बन; रंगद्रव्य तत्वहरू, जस्तै Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn, आदि; गाढा खनिजहरू, जस्तै बायोटाइट, क्लोराइट, आदि। सामान्यतया, काओलिनमा V, Cr, Cu, Mn र अन्य तत्वहरूको सामग्री सानो हुन्छ, जसले सेतोपनमा थोरै प्रभाव पार्छ। फलाम र टाइटेनियमको खनिज संरचना र सामग्री काओलिनको सेतोपनलाई असर गर्ने मुख्य कारकहरू हुन्। तिनीहरूको अस्तित्वले काओलिनको प्राकृतिक सेतोपनलाई मात्र असर गर्दैन, तर यसको क्याल्साइन गरिएको सेतोपनलाई पनि असर गर्छ। विशेष गरी, आइरन अक्साइडको उपस्थितिले माटोको रंगमा नकारात्मक प्रभाव पार्छ र यसको चमक र आगो प्रतिरोधलाई कम गर्छ। र आइरन अक्साइडको अक्साइड, हाइड्रेट र हाइड्रेटेड अक्साइडको मात्रा ०.४% भए पनि, यो माटोको तलछटलाई रातो देखि पहेंलो रंग दिन पर्याप्त छ। यी आइरन अक्साइड र हाइड्रोक्साइडहरू हेमेटाइट (रातो), म्याघेमाइट (रातो-खैरो), गोइथाइट (खैरो पहेंलो), लिमोनाइट (सुन्तला), हाइड्रेटेड आइरन अक्साइड (खैरो रातो), आदि हुन सक्छन्। यो भन्न सकिन्छ कि काओलिनमा रहेको आइरन अशुद्धता हटाउनाले काओलिनको राम्रो प्रयोगमा अत्यन्त महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ।
फलाम तत्वको घटना अवस्था
काओलिनमा फलामको उपस्थिति अवस्था फलाम हटाउने विधि निर्धारण गर्ने मुख्य कारक हो। धेरै अध्ययनहरूले विश्वास गर्छन् कि सूक्ष्म कणहरूको रूपमा क्रिस्टलीय फलाम काओलिनमा मिसिएको हुन्छ, जबकि अनाकार फलाम काओलिनको सूक्ष्म कणहरूको सतहमा लेपित हुन्छ। हाल, काओलिनमा फलामको उपस्थिति अवस्थालाई स्वदेश र विदेशमा दुई प्रकारमा विभाजन गरिएको छ: एउटा काओलिनाइट र सहायक खनिजहरू (जस्तै अभ्रक, टाइटेनियम डाइअक्साइड र इलाइट) मा छ, जसलाई संरचनात्मक फलाम भनिन्छ; अर्को स्वतन्त्र फलाम खनिजहरूको रूपमा छ, जसलाई मुक्त फलाम भनिन्छ (सतह फलाम, सूक्ष्म-दानायुक्त क्रिस्टलीय फलाम र अनाकार फलाम सहित)।
काओलिनलाई फलामबाट हटाउने र सेतो बनाउने काम गरेर निकालिने फलाम भनेको मुक्त फलाम हो, जसमा मुख्यतया म्याग्नेटाइट, हेमाटाइट, लिमोनाइट, साइडराइट, पाइराइट, इल्मेनाइट, जारोसाइट र अन्य खनिजहरू समावेश छन्; धेरैजसो फलाम अत्यधिक फैलिएको कोलोइडल लिमोनाइटको रूपमा अवस्थित हुन्छ, र थोरै मात्रामा गोलाकार, एसिक्युलर र अनियमित गोएथाइट र हेमाटाइटको रूपमा हुन्छ।
काओलिनको फलाम हटाउने र सेतो बनाउने विधि
पानी छुट्याउने
यो विधि मुख्यतया क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार र अभ्रक जस्ता हानिकारक खनिजहरू, र चट्टानको भग्नावशेष जस्ता मोटो अशुद्धताहरू, साथै केही फलाम र टाइटेनियम खनिजहरू हटाउन प्रयोग गरिन्छ। काओलिनसँग समान घनत्व र घुलनशीलता भएका अशुद्ध खनिजहरू हटाउन सकिँदैन, र सेतोपन सुधार अपेक्षाकृत स्पष्ट छैन, जुन अपेक्षाकृत उच्च-गुणस्तरको काओलिन अयस्कको लाभकारी र सेतोपनको लागि उपयुक्त छ।
चुम्बकीय पृथकीकरण
काओलिनमा पाइने फलामको खनिज अशुद्धता सामान्यतया कमजोर चुम्बकीय हुन्छ। हाल, उच्च ग्रेडियन्ट बलियो चुम्बकीय पृथकीकरण विधि मुख्यतया प्रयोग गरिन्छ, वा कमजोर चुम्बकीय खनिजहरूलाई भुटेपछि बलियो चुम्बकीय फलाम अक्साइडमा रूपान्तरण गरिन्छ, र त्यसपछि सामान्य चुम्बकीय पृथकीकरण विधिद्वारा हटाइन्छ।
ठाडो रिंग उच्च ग्रेडियन्ट चुम्बकीय विभाजक
विद्युत चुम्बकीय स्लरीको लागि उच्च ग्रेडियन्ट चुम्बकीय विभाजक
कम तापक्रम सुपरकन्डक्टिङ चुम्बकीय विभाजक
फ्लोटेशन विधि
प्राथमिक र माध्यमिक निक्षेपहरूबाट काओलिनको उपचार गर्न फ्लोटेशन विधि लागू गरिएको छ। फ्लोटेशन प्रक्रियामा, काओलिनाइट र अभ्रक कणहरू अलग गरिन्छन्, र शुद्ध उत्पादनहरू धेरै उपयुक्त औद्योगिक ग्रेड कच्चा पदार्थ हुन्। काओलिनाइट र फेल्डस्पारको चयनात्मक फ्लोटेशन पृथकीकरण सामान्यतया नियन्त्रित pH संग स्लरीमा गरिन्छ।
घटाउने विधि
कटौती विधि भनेको काओलिनको त्रिसंयोजक अवस्थामा रहेको फलामको अशुद्धता (जस्तै हेमेटाइट र लिमोनाइट) लाई घुलनशील द्विसंयोजक फलामको आयनहरूमा घटाउन रिड्युसिङ एजेन्ट प्रयोग गर्नु हो, जुन निस्पंदन र धुने द्वारा हटाइन्छ। औद्योगिक काओलिनबाट Fe3+ अशुद्धताहरू हटाउने काम सामान्यतया भौतिक प्रविधि (चुम्बकीय पृथकीकरण, चयनात्मक फ्लोकुलेशन) र अम्लीय वा घटाउने अवस्थाहरूमा रासायनिक उपचार संयोजन गरेर प्राप्त गरिन्छ।
सोडियम हाइड्रोसल्फाइट (Na2S2O4), जसलाई सोडियम हाइड्रोसल्फाइट पनि भनिन्छ, काओलिनबाट फलाम घटाउन र चुहावट गर्न प्रभावकारी छ, र हाल काओलिन उद्योगमा प्रयोग गरिन्छ। यद्यपि, यो विधि बलियो अम्लीय अवस्था (pH<3) अन्तर्गत गर्नुपर्छ, जसको परिणामस्वरूप उच्च सञ्चालन लागत र वातावरणीय प्रभाव पर्छ। थप रूपमा, सोडियम हाइड्रोसल्फाइटको रासायनिक गुणहरू अस्थिर हुन्छन्, जसको लागि विशेष र महँगो भण्डारण र यातायात व्यवस्था आवश्यक पर्दछ।
थियोरिया डाइअक्साइड: (NH2) 2CSO2, TD) एक बलियो रिड्युसिङ एजेन्ट हो, जसमा बलियो रिड्युसिङ क्षमता, वातावरणीय मैत्री, कम विघटन दर, सुरक्षा र ब्याच उत्पादनको कम लागत जस्ता फाइदाहरू छन्। काओलिनमा अघुलनशील Fe3+ लाई TD मार्फत घुलनशील Fe2+ मा घटाउन सकिन्छ।
त्यसपछि, फिल्टरेशन र धुलाई पछि काओलिनको सेतोपन बढाउन सकिन्छ। कोठाको तापक्रम र तटस्थ अवस्थामा TD धेरै स्थिर हुन्छ। TD को बलियो घटाउने क्षमता बलियो क्षारीयता (pH>१०) वा तताउने (T>७०°C) को अवस्थामा मात्र प्राप्त गर्न सकिन्छ, जसले गर्दा उच्च सञ्चालन लागत र कठिनाई हुन्छ।
अक्सिडेशन विधि
अक्सिडेशन उपचारमा ओजोन, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, पोटासियम परम्याङ्गनेट र सोडियम हाइपोक्लोराइटको प्रयोग गरी सोसिएको कार्बन तह हटाएर सेतोपन सुधार गर्ने काम समावेश छ। बाक्लो ओभरबर्डन मुनिको गहिरो ठाउँमा रहेको काओलिन खैरो रंगको हुन्छ र काओलिनमा रहेको फलाम घटाउने अवस्थामा हुन्छ। पाइराइटमा अघुलनशील FeS2 लाई घुलनशील Fe2+ मा अक्सिडाइज गर्न ओजोन वा सोडियम हाइपोक्लोराइट जस्ता बलियो अक्सिडाइजिंग एजेन्टहरू प्रयोग गर्नुहोस्, र त्यसपछि प्रणालीबाट Fe2+ हटाउन धुनुहोस्।
एसिड चुहावट विधि
एसिड लिचिङ विधि भनेको काओलिनमा रहेको अघुलनशील फलामको अशुद्धतालाई अम्लीय घोलहरू (हाइड्रोक्लोरिक एसिड, सल्फ्यूरिक एसिड, अक्सालिक एसिड, आदि) मा घुलनशील पदार्थहरूमा रूपान्तरण गर्नु हो, जसले गर्दा काओलिनबाट अलग हुने कुरा महसुस हुन्छ। अन्य जैविक एसिडहरूको तुलनामा, अक्सालिक एसिडलाई यसको एसिड शक्ति, राम्रो जटिल गुण र उच्च घटाउने क्षमताको कारणले सबैभन्दा आशाजनक मानिन्छ। अक्सालिक एसिडको साथ, घुलनशील फलामलाई फेरस अक्सालेटको रूपमा लिचिङ घोलबाट अवक्षेपण गर्न सकिन्छ, र क्याल्सिनेशन मार्फत शुद्ध हेमेटाइट बनाउन थप प्रशोधन गर्न सकिन्छ। अक्सालिक एसिड अन्य औद्योगिक प्रक्रियाहरूबाट सस्तोमा प्राप्त गर्न सकिन्छ, र सिरेमिक निर्माणको फायरिङ चरणमा, उपचार गरिएको सामग्रीमा रहेको कुनै पनि अवशिष्ट अक्सालेट कार्बन डाइअक्साइडमा विघटन हुनेछ। धेरै अनुसन्धानकर्ताहरूले अक्सालिक एसिडसँग आइरन अक्साइड घुलाउने परिणामहरूको अध्ययन गरेका छन्।
उच्च तापक्रम क्याल्सिनेशन विधि
क्याल्सिनेशन भनेको विशेष ग्रेड काओलिन उत्पादनहरू उत्पादन गर्ने प्रक्रिया हो। उपचार तापक्रम अनुसार, दुई फरक ग्रेडको क्याल्सिन गरिएको काओलिन उत्पादन गरिन्छ। ६५०-७०० ℃ को तापक्रम दायरामा क्याल्सिनेशनले संरचनात्मक हाइड्रोक्सिल समूहलाई हटाउँछ, र बाहिर निस्कने पानीको वाष्पले काओलिनको लोच र अस्पष्टता बढाउँछ, जुन कागज कोटिंग अनुप्रयोगको एक आदर्श विशेषता हो। थप रूपमा, काओलिनलाई १०००-१०५० ℃ मा तताएर, यसले एब्रेडेबिलिटी मात्र बढाउन सक्दैन, तर ९२-९५% सेतोपन पनि प्राप्त गर्न सक्छ।
क्लोरिनेशन क्याल्सिनेशन
माटोका खनिजहरूबाट फलाम र टाइटेनियम हटाइयो, विशेष गरी काओलिनलाई क्लोरिनेशनद्वारा, र राम्रो परिणाम प्राप्त भयो। क्लोरिनेशन र क्याल्सिनेशनको प्रक्रियामा, उच्च तापक्रम (७०० ℃ - १००० ℃) मा, काओलिनाइटले मेटाकाओलिनाइट बनाउन डिहाइड्रोक्सिलेसन गरेको छ, र उच्च तापक्रममा, स्पिनल र मुलेट चरणहरू बन्छन्। यी रूपान्तरणहरूले सिन्टरिङ मार्फत कणहरूको हाइड्रोफोबिसिटी, कठोरता र आकार बढाउँछन्। यस तरिकाले उपचार गरिएका खनिजहरू कागज, पीवीसी, रबर, प्लास्टिक, टाँस्ने, पालिस गर्ने र टूथपेस्ट जस्ता धेरै उद्योगहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। उच्च हाइड्रोफोबिसिटीले यी खनिजहरूलाई जैविक प्रणालीहरूसँग अझ उपयुक्त बनाउँछ।
सूक्ष्मजीवविज्ञान विधि
खनिजहरूको माइक्रोबियल शुद्धीकरण प्रविधि अपेक्षाकृत नयाँ खनिज प्रशोधन विषय हो, जसमा माइक्रोबियल लीचिङ प्रविधि र माइक्रोबियल फ्लोटेशन प्रविधि समावेश छ। खनिजहरूको माइक्रोबियल लीचिङ प्रविधि एक निकासी प्रविधि हो जसले सूक्ष्मजीवहरू र खनिजहरू बीचको गहिरो अन्तरक्रिया प्रयोग गरेर खनिजहरूको क्रिस्टल जाली नष्ट गर्दछ र उपयोगी घटकहरू विघटन गर्दछ। काओलिनमा पाइने अक्सिडाइज्ड पाइराइट र अन्य सल्फाइड अयस्कहरूलाई माइक्रोबियल निकासी प्रविधिद्वारा शुद्ध गर्न सकिन्छ। सामान्यतया प्रयोग हुने सूक्ष्मजीवहरूमा थायोब्यासिलस फेरोअक्सिडन्स र फे-रिड्युसिङ ब्याक्टेरिया समावेश छन्। माइक्रोबायोलोजिकल विधिमा कम लागत र कम वातावरणीय प्रदूषण छ, जसले काओलिनको भौतिक र रासायनिक गुणहरूलाई असर गर्दैन। यो काओलिन खनिजहरूको विकास सम्भावनाहरू सहितको नयाँ शुद्धीकरण र सेतो बनाउने विधि हो।
निष्कर्षमा
काओलिनको फलाम हटाउने र सेतो बनाउने उपचारले विभिन्न रंग कारणहरू र फरक प्रयोग उद्देश्यहरू अनुसार उत्तम विधि छनौट गर्न, काओलिन खनिजहरूको व्यापक सेतोपन प्रदर्शन सुधार गर्न, र यसलाई उच्च उपयोग मूल्य र आर्थिक मूल्य बनाउन आवश्यक छ। भविष्यको विकास प्रवृत्ति रासायनिक विधि, भौतिक विधि र सूक्ष्मजीववैज्ञानिक विधिका विशेषताहरूलाई जैविक रूपमा संयोजन गर्नु हुनुपर्छ, ताकि तिनीहरूका फाइदाहरूलाई पूर्ण रूपमा खेल्न सकियोस् र तिनीहरूका बेफाइदा र कमजोरीहरूलाई रोक्न सकियोस्, ताकि राम्रो सेतो पार्ने प्रभाव प्राप्त होस्। साथै, विभिन्न अशुद्धता हटाउने विधिहरूको नयाँ संयन्त्रको थप अध्ययन गर्न र काओलिनको फलाम हटाउने र सेतो पार्ने कामलाई हरियो, कुशल र कम कार्बनको दिशामा विकास गर्न प्रक्रियामा सुधार गर्न पनि आवश्यक छ।
पोस्ट समय: मार्च-०२-२०२३