[हुआते खनिज प्रसंस्करण विश्वकोश] काओलिन के रहस्यों का खुलासा: मिट्टी से उच्च-तकनीकी सामग्रियों में एक शानदार परिवर्तन

[हुआते खनिज प्रसंस्करण विश्वकोश] काओलिन के रहस्यों का खुलासा: मिट्टी से उच्च-तकनीकी सामग्रियों में एक शानदार परिवर्तन

केओलिन यह एक अधात्विक खनिज है, जो एक प्रकार की मिट्टी और मिट्टी की चट्टान है, जो मुख्य रूप से बनी होती है।काओलिनाइट चिकनी मिट्टी। अपने सफेद और कोमल स्वभाव के कारण इसे डोलोमाइटिक मिट्टी भी कहा जाता है। इसका नाम जियांग्शी प्रांत के जिंगदेझेन के गाओलिंग गांव के नाम पर रखा गया है। इसका शुद्ध काओलिन सफेद, कोमल, मुलायम और मिट्टी की सुगंध वाला होता है, और इसमें प्लास्टिसिटी और अग्निरोधक जैसे अच्छे भौतिक और रासायनिक गुण होते हैं। इसकी खनिज संरचना मुख्य रूप से काओलिनाइट, हैलोसाइट, हाइड्रोमिका, इलाइट, मोंटमोरिलोनाइट, क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार और अन्य खनिजों से बनी होती है।

काओलिन प्रकृति में पाया जाने वाला एक सामान्य और अत्यंत महत्वपूर्ण मिट्टी खनिज है। यह अम्लीय वातावरण में, क्षार धातुओं और क्षारीय पृथ्वी धातुओं की अनुपस्थिति में, आग्नेय और रूपांतरित चट्टानों में फेल्डस्पार या अन्य सिलिकेट खनिजों के अपक्षय से बनता है।

01 वर्गीकरण

मृदा वर्गीकरण

प्रकृति में पाए जाने वाले काओलिन में मौजूद खनिजों को मुख्य रूप से चिकनी मिट्टी के खनिजों और गैर-चिकनी मिट्टी के खनिजों में विभाजित किया गया है। इनमें से, चिकनी मिट्टी के खनिजों में मुख्य रूप से काओलिनाइट खनिज और थोड़ी मात्रा में मोंटमोरिलोनाइट, अभ्रक और क्लोराइट शामिल हैं; गैर-चिकनी मिट्टी के खनिजों में मुख्य रूप से फेल्डस्पार, क्वार्ट्ज और जलयोजित खनिज, साथ ही कुछ लौह खनिज जैसे हेमेटाइट और रोसाइट, लौह अयस्क, लिमोनाइट आदि, टाइटेनियम खनिज जैसे रूटाइल आदि और कार्बनिक पदार्थ जैसे पादप रेशे आदि शामिल हैं। काओलिन के गुण मुख्य रूप से चिकनी मिट्टी के खनिजों द्वारा ही निर्धारित होते हैं।

कारण वर्गीकरण

काओलिन निक्षेपों की उत्पत्ति के आधार पर और खनिजकरण भूविज्ञान, भौगोलिक परिस्थितियों, निक्षेप पैमाने, अयस्क पिंड आकृति विज्ञान और घटना विशेषताओं में अंतर के आधार पर, विभिन्न खनिजकरण प्रक्रियाओं में परिलक्षित अयस्क सामग्री घटकों के आधार पर, "काओलिन खान भूवैज्ञानिक अन्वेषण संहिता" चीन के काओलिन निक्षेपों को तीन प्रकारों और छह उपप्रकारों में विभाजित करेगी।

अपक्षय का प्रकार:इसे आगे अपक्षय अवशेष उपप्रकार और अपक्षय लीचिंग उपप्रकार में विभाजित किया गया है।

जलतापीय परिवर्तन का प्रकार:इसे आगे हाइड्रोथर्मल परिवर्तन उपप्रकार और आधुनिक गर्म झरना परिवर्तन उपप्रकार में विभाजित किया गया है।

अवसादी प्रकार:इसे तलछटी और तलछटी-अपक्षय उपप्रकारों में और कोयला युक्त स्तरों में काओलिनाइट क्लेस्टोन उपप्रकार में विभाजित किया गया है।

औद्योगिक प्रकार

काओलिन निक्षेपों की उत्पत्ति के आधार पर, "काओलिन खान भूवैज्ञानिक अन्वेषण विनिर्देश" चीन के काओलिन निक्षेपों को खनिजकरण भूविज्ञान, भौगोलिक परिस्थितियों, निक्षेप पैमाने, अयस्क पिंड आकृति विज्ञान और घटना विशेषताओं, और विभिन्न खनिजकरण प्रक्रियाओं द्वारा प्रतिबिंबित अयस्क सामग्री घटकों में अंतर के अनुसार तीन प्रकारों और छह उपप्रकारों में विभाजित करता है। उनकी बनावट, प्लास्टिसिटी और रेत के द्रव्यमान अंश के अनुसार, उन्हें तीन प्रकारों में विभाजित किया गया है:

मुश्किलकेओलिन: कठोर और गैर-प्लास्टिक वस्तु, कुचलने और पीसने के बाद प्लास्टिक बन जाती है।

कोमलकेओलिन:नरम, अत्यधिक लचीला, रेतीला द्रव्यमान अंश <50%।

रेतीलेकेओलिन:नरम बनावट, कम प्लास्टिसिटी, रेत का द्रव्यमान अंश > 50%।

02 मूल

चीन के काओलिन खनिज संसाधन विश्व में शीर्ष स्थान पर हैं, जिनमें 267 सिद्ध खनिज भंडार और 2.91 अरब टन का सिद्ध भंडार है। इनमें से: देश के गैर-कोयला निर्माण काओलिन संसाधन विश्व में पांचवें स्थान पर हैं। सिद्ध भंडार 1.468 अरब टन है, जो मुख्य रूप से ग्वांगडोंग, शानक्सी, फ़ुज़ियान, जियांग्शी, हुनान और जियांग्सू प्रांतों में केंद्रित है, जो देश के कुल भंडार का 84.55% है; चीन के कोयला-युक्त निर्माण काओलिन (काओलिनाइट) भंडार विश्व में पहले स्थान पर हैं, जिनका सिद्ध भंडार 1.442 अरब टन है, जो मुख्य रूप से दातोंग, हुआइरेन, शुओझोउ, शानक्सी, जुंगार, वुडा, इनर मंगोलिया, हुआइबेई, अनहुई, हानचेंग, शानक्सी आदि में वितरित है, जिनमें से इनर मंगोलिया के जुंगार कोयला क्षेत्र में सबसे अधिक संसाधन हैं।

चीन में काओलिन के पांच प्रमुख भंडार हैं:

(1) हुनान प्रांत के हेंगयांग काउंटी का जिएपाई टाउन खनिज संसाधनों से समृद्ध है। काओलिन, नेफेलिन, फेल्डस्पार और क्वार्ट्ज के भंडार 20 करोड़ टन तक हैं, और यहाँ लगभग 40 खनन और खनिज प्रसंस्करण कंपनियाँ हैं। दापाइलिंग खनन क्षेत्र (मुख्यतः काओलिन खदानें) में एक ही खदान का भंडार 8 करोड़ टन है, जो एशिया में पहले स्थान पर है। शहर का वार्षिक खनन उत्पादन 5 लाख टन से अधिक है, जो देश भर में सैकड़ों सिरेमिक कारखानों को आपूर्ति करता है।

(2) माओमिंग क्षेत्र में काओलिन। माओमिंग बेसिन में पाया जाने वाला काओलिन खनिज एक अवसादी चट्टान है जो अपक्षयित जलोढ़ उप-प्रकार का निक्षेप है। इसमें क्वार्ट्ज और अन्य रेत की मात्रा 50% से अधिक है, इसलिए इसे रेतीला काओलिन खनिज कहा जाता है। उत्पत्ति के संदर्भ में, माओमिंग काओलिन तीन चरणों के अपक्षय अवशेषों - परिवहन और स्व-पीसने - और फिर अपक्षय से गुजरा है। काओलिन पूरी तरह से अपक्षयित है, और इसके कण मुख्य रूप से महीन आकार के अखंडित होते हैं। इसका मुख्य रूप से कागज निर्माण कोटिंग्स के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है।

(3) लोंग्यान काओलिन एक अपक्षयित अवशिष्ट काओलिन निक्षेप है। चूंकि इसमें लौह तत्व की मात्रा 0.3% से कम और टाइटेनियम की मात्रा 0.02% से कम है, और इसमें एक निश्चित मात्रा में निम्न-तापमान विलायक तत्व (Li2O) मौजूद है, इसलिए यह इलेक्ट्रिक पोर्सिलेन, उच्च-स्तरीय दैनिक उपयोग और कलात्मक पोर्सिलेन के लिए एक आदर्श कच्चा माल है।

(4) सूज़ौ यांगशान काओलिन, यह निक्षेप हाइड्रोथर्मल परिवर्तन काओलिन है।शुद्ध बनावट वाली सूज़ौ यांगशान मिट्टी की रासायनिक संरचना काओलिनाइट की सैद्धांतिक संरचना के बहुत करीब है। इसमें Al2O3 की मात्रा लगभग 39.0% तक हो सकती है, और यह सफेद रंग की होती है तथा इसके कण महीन होते हैं। इसका मुख्य रूप से उत्प्रेरक वाहक और रासायनिक कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है।

(5) हेपु काओलिन। यह अपक्षयित अवशिष्ट काओलिन निक्षेप है। इसका मुख्य रूप से उपयोग भवन निर्माण में मिट्टी के बर्तनों के कच्चे माल के रूप में किया जाता है।

(6) उत्तरी कोयला श्रृंखला काओलिन. यह एक अवसादी काओलिनाइट है, जो मुख्य रूप से मेरे देश के कोयला उत्पादक क्षेत्रों में वितरित है, और इसका उपयोग निर्माण, कोटिंग्स, पेंट और कागज बनाने की कोटिंग्स में किया जा सकता है - यह कोयला आधारित मिट्टी है।

उपर्युक्त छह प्रमुख उत्पादन क्षेत्र चीन के कुल उत्पादन के 80% से अधिक हिस्से के लिए जिम्मेदार हैं, और संसाधन प्रकारों के संदर्भ में भी प्रमुख प्रतिनिधि हैं।

03यूse

काओलिन के कई उपयोग हैं, मुख्य रूप से इसकी प्लास्टिसिटी, आसंजन, निश्चित शुष्क शक्ति, सिंटरिंग गुण और पकाने के बाद सफेदी के कारण, जो इसे सिरेमिक उत्पादन के लिए मुख्य कच्चा माल बनाता है; यह सफेद, नरम, अत्यधिक विक्षेपणीय और अवशोषक होता है। इसके उत्कृष्ट रासायनिक गुण और रासायनिक अनियमितता जैसे गुणों के कारण इसका व्यापक रूप से कागज उद्योग में उपयोग किया जाता है। इसके अतिरिक्त, काओलिन का व्यापक रूप से रबर, प्लास्टिक, दुर्दम्य पदार्थ और पेट्रोलियम शोधन जैसे औद्योगिक क्षेत्रों के साथ-साथ कृषि और राष्ट्रीय रक्षा में अत्याधुनिक तकनीकों में भी उपयोग किया जाता है। मुख्य रूप से सिरेमिक उद्योग, कोटिंग्स, दुर्दम्य सामग्री, कागज निर्माण, पेंट, रबर, उच्च श्रेणी के चीनी मिट्टी के बर्तन, तार और केबल, औद्योगिक प्लास्टिक, रासायनिक उद्योग के भराव, स्याही, खाद्य पदार्थ, सौंदर्य प्रसाधन, दवाइयाँ आदि में उपयोग किया जाता है, पेंट और कोटिंग्स में लिथोपोन और टाइटेनियम के कुछ हिस्से को सफेद पाउडर और अन्य महंगी सामग्रियों के स्थान पर प्रतिस्थापित करता है।

04 प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी

काओलिन में मौजूद गैर-मिट्टी खनिजों और कार्बनिक पदार्थों जैसे क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार, अभ्रक, लौह खनिज, टाइटेनियम खनिज आदि को अलग करने और विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों की आवश्यकताओं को पूरा करने वाले काओलिन उत्पाद बनाने के लिए, काओलिन से अशुद्धियों को दूर करने और शुद्ध करने के लिए गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण, प्लवन, चुंबकीय पृथक्करण आदि का उपयोग करने के अलावा, कभी-कभी काओलिन के उपचार के लिए रासायनिक विरंजन, अतिसूक्ष्म परत बनाना, कैल्सीनेशन और सतह संशोधन जैसी गहन प्रसंस्करण विधियों का उपयोग करना भी आवश्यक होता है।

(1) हाइड्रोलिक वर्गीकरण

हाइड्रोलिक वर्गीकरण में सर्पिल वर्गीकरण (+1 मिमी मोटे रेत का पृथक्करण), अवसादन टैंक वर्गीकरण (+0.053 मिमी महीन रेत का पृथक्करण), हाइड्रोसाइक्लोन वर्गीकरण (-0.053 मिमी महीन रेत का पृथक्करण), अपकेंद्री वर्गीकारक या छोटे व्यास वाले हाइड्रोसाइक्लोन वर्गीकरण (0.002-0.010 मिमी के अतिसूक्ष्म कणों के वर्गीकरण के लिए) शामिल हैं।

(2) उच्च प्रवणता चुंबकीय पृथक्करण

काओलिन से Fe2O3 और TiO2 को हटाने और पेपर कोटिंग्स और उच्च श्रेणी के सिरेमिक कच्चे माल का उत्पादन करने के लिए चुंबकीय सांद्रक माध्यम का उपयोग करके 1600 kA/m से अधिक की चुंबकीय क्षेत्र शक्ति उत्पन्न की जाती है।

(3) चयनात्मक फ्लोक्यूलेशन

फ्लोकुलेंट मिलाने से, महीन दानेदार क्वार्ट्ज, पाइराइट, एलुनाइट आदि जैसी अशुद्धियों को अलग करके ब्लेड-कोटेड काओलिन का उत्पादन किया जाता है। आमतौर पर इस्तेमाल होने वाले फ्लोकुलेंट में सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट, अमोनियम पॉलीएक्रिलामाइड, वाटर ग्लास आदि शामिल हैं।

(4) रासायनिक विरंजन

काओलिन में मौजूद लिमोनाइट और हेमेटाइट में उच्च-संयोजक लौह को घुलनशील लौह लौह में बदलने के लिए बीमा पाउडर जैसे विरंजन एजेंट मिलाए जाते हैं, या काओलिन की सफेदी में सुधार करने के लिए पाइराइट और रंगाई की अशुद्धियों को ऑक्सीकृत करने के लिए ऑक्सीकारक मिलाए जाते हैं।

(5) छीलना

फ्लेकिंग मशीन में, बारीक मध्यम आकार की गेंदों का उपयोग पीसने का प्रभाव उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, जिससे काओलिन के कण पतले क्रिस्टल में अलग हो जाते हैं, और 2 माइक्रोमीटर से कम कण आकार और 90% से अधिक सामग्री वाला ब्लेड-लेपित काओलिन प्राप्त होता है।

(6) कैल्सीनेशन

800-1000 डिग्री सेल्सियस पर ऊष्माक्षेपित करने पर, काओलिन से जल निकल जाता है, अवस्था परिवर्तन होता है और कुछ अशुद्धियाँ वाष्पीकृत हो जाती हैं, जिससे काओलिन की सफेदी और ऊष्मारोधक क्षमता में सुधार होता है और इसका उपयोग केबल, रबर और प्लास्टिक फिलर बनाने में किया जाता है। कोयला आधारित (कठोर) काओलिन के लिए ऊष्माक्षेपण एक आवश्यक प्रक्रिया है।

(7) सतह संशोधन

प्लास्टिक रबर में मिलाई जाने वाली काओलिन मिट्टी की मात्रा बढ़ाने के लिए, काओलिन मिट्टी को कपलिंग एजेंट आदि से लेपित किया जाता है, और इसका उपयोग रबर प्लास्टिक के लिए काओलिन मिट्टी के भराव के उपचार में किया जाता है।

इनमें से, चुंबकीय पृथक्करण खनिज प्रसंस्करण के क्षेत्र में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली एक भौतिक खनिज पृथक्करण विधि है। इसका मूल सिद्धांत खनिजों के चुंबकीय अंतरों का उपयोग करके पृथक्करण करना है। खनिजों के चुंबकीय गुणों के आधार पर, चुंबकीय पृथक्करण को प्रबल चुंबकीय पृथक्करण, दुर्बल चुंबकीय पृथक्करण, विपरीत चुंबकीय पृथक्करण और उच्च प्रवणता चुंबकीय पृथक्करण में विभाजित किया जा सकता है ताकि विभिन्न खनिजों की आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके। खनिज प्रसंस्करण उपकरणों में मुख्य रूप से प्लेट चुंबकीय विभाजक, ऊर्ध्वाधर वलय उच्च प्रवणता चुंबकीय विभाजक, विद्युत चुम्बकीय घोल उच्च प्रवणता चुंबकीय विभाजक, निम्न तापमान अतिचालक चुंबकीय विभाजक आदि शामिल हैं।

05 खनिज प्रसंस्करण अनुप्रयोग के मामले

प्रक्रिया 1: विदेशी काओलिन मिट्टी के उदाहरण के तौर पर, इस नमूने में मुख्य अशुद्धियाँ लौह ऑक्साइड, टाइटेनियम ऑक्साइड और लौह सिलिकेट हैं। कच्चे अयस्क में Fe2O3 और TiO2 की अशुद्धियाँ क्रमशः 0.89% और 0.17% हैं, जबकि सफेदी 67.29% तक पहुँच जाती है।

इन अशुद्धियों को प्रभावी ढंग से दूर करने के लिए, हमने निम्नलिखित परीक्षण योजना निर्धारित की: सबसे पहले, कच्चे अयस्क को दो चुंबकीय पृथक्करण प्रक्रियाओं, मोटे पृथक्करण और बारीक चयन, के लिए एक विद्युत चुम्बकीय घोल चुंबकीय विभाजक से गुजारें, ताकि प्रारंभिक रूप से अधिकांश अशुद्धियों को हटाया जा सके। फिर, प्राप्त सांद्रण को अतिचालक चुंबकीय विभाजक के माध्यम से और शुद्ध किया जाता है ताकि अशुद्धियों की मात्रा को और कम किया जा सके और काओलिन की गुणवत्ता में सुधार किया जा सके।

परीक्षण प्रवाह चार्ट

परीक्षण परिणामों से यह देखा जा सकता है कि कच्चे अयस्क को विद्युत चुम्बकीय घोल + विद्युत चुम्बकीय घोल + अतिचालक चुंबकीय पृथक्करण द्वारा अलग किया जा सकता है ताकि 0.35% Fe2O3 और 87.52% सफेदी वाला काओलिन सांद्र उत्पाद प्राप्त किया जा सके।

प्रक्रिया 2:कच्चे अयस्क को अतिचालक 5T चुंबकीय पृथक्करण से गुज़ारा जाता है। परीक्षण प्रक्रिया चित्र 2 में दर्शाई गई है, और परीक्षण परिणाम तालिका 2 में दिखाए गए हैं।

चित्र 2. लाभकारीकरण का प्रायोगिक प्रवाह

कच्चे अयस्क को सुपरकंडक्टिंग 5T चुंबकीय पृथक्करण के अधीन किया गया, जिससे Fe2O3 0.40%, Al2O3 22.92%, SiO2 68.78%, TiO2 0.10%, CaO 1.90%, सफेदी 86.97% और उपज 90.90% वाला काओलिन सांद्र उत्पाद प्राप्त हुआ।

बहुउपयोगी औद्योगिक कच्चे माल के रूप में, काओलिन के अनुप्रयोग की व्यापक संभावनाएं हैं। विज्ञान और प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति और उद्योग के सतत विकास के साथ, काओलिन कई क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा। भविष्य में, हम गहन शोध और तकनीकी नवाचार के माध्यम से काओलिन के अनुप्रयोग क्षेत्र को और अधिक विस्तारित करने, अधिक कुशल और सतत उपयोग प्राप्त करने और मानव समाज के विकास में बड़ा योगदान देने की आशा करते हैं। साथ ही, हमें काओलिन के खनन और प्रसंस्करण के दौरान उत्पन्न होने वाली पर्यावरणीय समस्याओं पर भी ध्यान देना चाहिए और काओलिन संसाधनों के तर्कसंगत विकास को पारिस्थितिक पर्यावरण संरक्षण के साथ समन्वित करने के लिए सक्रिय उपाय करने चाहिए।