विशेष भौतिक और रासायनिक गुणों के साथ, काओलिन सिरेमिक, कागज बनाने, रबर, प्लास्टिक, रिफ्रैक्टरी, पेट्रोलियम रिफाइनिंग और अन्य औद्योगिक और कृषि और राष्ट्रीय रक्षा अत्याधुनिक प्रौद्योगिकी क्षेत्रों में एक अनिवार्य गैर-धातु खनिज संसाधन है। काओलिन की सफेदी इसके अनुप्रयोग मूल्य का एक महत्वपूर्ण संकेतक है।
काओलिन की सफेदी को प्रभावित करने वाले कारक
काओलिन एक प्रकार की महीन दाने वाली मिट्टी या मिट्टी की चट्टान है जो मुख्य रूप से काओलिनाइट खनिजों से बनी होती है। इसका क्रिस्टल रासायनिक सूत्र 2SiO2 · Al2O3 · 2H2O है। गैर-मिट्टी खनिजों की एक छोटी मात्रा क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार, लौह खनिज, टाइटेनियम, एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड और ऑक्साइड, कार्बनिक पदार्थ आदि हैं।
काओलिन की क्रिस्टलीय संरचना
काओलिन में अशुद्धियों की स्थिति और प्रकृति के अनुसार, काओलिन की सफेदी में कमी का कारण बनने वाली अशुद्धियों को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: कार्बनिक कार्बन; वर्णक तत्व, जैसे Fe, Ti, V, Cr, Cu, Mn, आदि; गहरे खनिज, जैसे बायोटाइट, क्लोराइट, आदि। आम तौर पर, काओलिन में वी, सीआर, सीयू, एमएन और अन्य तत्वों की सामग्री कम होती है, जिसका सफेदी पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। लौह और टाइटेनियम की खनिज संरचना और सामग्री काओलिन की सफेदी को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक हैं। उनका अस्तित्व न केवल काओलिन की प्राकृतिक सफेदी को प्रभावित करेगा, बल्कि इसकी कैलक्लाइंड सफेदी को भी प्रभावित करेगा। विशेष रूप से, आयरन ऑक्साइड की उपस्थिति मिट्टी के रंग पर नकारात्मक प्रभाव डालती है और इसकी चमक और अग्नि प्रतिरोध को कम कर देती है। और भले ही आयरन ऑक्साइड के ऑक्साइड, हाइड्रॉक्साइड और हाइड्रेटेड ऑक्साइड की मात्रा 0.4% हो, यह मिट्टी के तलछट को लाल से पीला रंग देने के लिए पर्याप्त है। ये आयरन ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड हेमेटाइट (लाल), मैग्हेमाइट (लाल-भूरा), गोइथाइट (भूरा पीला), लिमोनाइट (नारंगी), हाइड्रेटेड आयरन ऑक्साइड (भूरा लाल) आदि हो सकते हैं। यह कहा जा सकता है कि आयरन की अशुद्धियों को दूर करना काओलिन के बेहतर उपयोग में काओलिन अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
लौह तत्व की घटना अवस्था
काओलिन में लोहे की उपस्थिति की स्थिति लोहे को हटाने की विधि का निर्धारण करने वाला मुख्य कारक है। बड़ी संख्या में अध्ययनों का मानना है कि काओलिन में महीन कणों के रूप में क्रिस्टलीय लोहा मिश्रित होता है, जबकि काओलिन के महीन कणों की सतह पर अनाकार लोहा लेपित होता है। वर्तमान में, काओलिन में लोहे की घटना की स्थिति को देश और विदेश में दो प्रकारों में विभाजित किया गया है: एक काओलिनाइट और सहायक खनिज (जैसे अभ्रक, टाइटेनियम डाइऑक्साइड और इलाइट) में है, जिसे संरचनात्मक लोहा कहा जाता है; दूसरा स्वतंत्र लौह खनिजों के रूप में है, जिसे मुक्त लोहा कहा जाता है (सतही लौह, महीन दानेदार क्रिस्टलीय लौह और अनाकार लौह सहित)।
लोहे को हटाने और काओलिन को सफेद करने से निकाला गया लोहा मुक्त लोहा है, जिसमें मुख्य रूप से मैग्नेटाइट, हेमेटाइट, लिमोनाइट, साइडराइट, पाइराइट, इल्मेनाइट, जारोसाइट और अन्य खनिज शामिल हैं; अधिकांश लोहा अत्यधिक बिखरे हुए कोलाइडल लिमोनाइट के रूप में मौजूद होता है, और थोड़ी मात्रा गोलाकार, सुई के आकार का और अनियमित गोइथाइट और हेमेटाइट के रूप में मौजूद होती है।
काओलिन से लौह हटाने और सफ़ेद करने की विधि
जल पृथक्करण
इस विधि का उपयोग मुख्य रूप से क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार और अभ्रक जैसे हानिकारक खनिजों और चट्टान के मलबे जैसी मोटी अशुद्धियों, साथ ही कुछ लौह और टाइटेनियम खनिजों को हटाने के लिए किया जाता है। काओलिन के समान घनत्व और घुलनशीलता वाले अशुद्ध खनिजों को हटाया नहीं जा सकता है, और सफेदी में सुधार अपेक्षाकृत स्पष्ट नहीं है, जो अपेक्षाकृत उच्च गुणवत्ता वाले काओलिन अयस्क के लाभकारी और सफेदी के लिए उपयुक्त है।
चुंबकीय पृथक्करण
काओलिन में लौह खनिज अशुद्धियाँ आमतौर पर कमजोर चुंबकीय होती हैं। वर्तमान में, उच्च ढाल मजबूत चुंबकीय पृथक्करण विधि का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है, या कमजोर चुंबकीय खनिजों को भूनने के बाद मजबूत चुंबकीय लौह ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है, और फिर साधारण चुंबकीय पृथक्करण विधि द्वारा हटा दिया जाता है।
ऊर्ध्वाधर रिंग उच्च ढाल चुंबकीय विभाजक
विद्युत चुम्बकीय घोल के लिए उच्च ढाल चुंबकीय विभाजक
कम तापमान सुपरकंडक्टिंग चुंबकीय विभाजक
प्लवन विधि
प्राथमिक और द्वितीयक निक्षेपों से काओलिन के उपचार के लिए प्लवनशीलता विधि लागू की गई है। प्लवन प्रक्रिया में, काओलिनाइट और अभ्रक कण अलग हो जाते हैं, और शुद्ध उत्पाद कई उपयुक्त औद्योगिक ग्रेड कच्चे माल होते हैं। काओलिनाइट और फेल्डस्पार का चयनात्मक प्लवनशीलता पृथक्करण आमतौर पर नियंत्रित पीएच वाले घोल में किया जाता है।
कटौती विधि
कटौती विधि में घुलनशील द्विसंयोजक लौह आयनों के लिए काओलिन की त्रिसंयोजक अवस्था में लोहे की अशुद्धियों (जैसे हेमेटाइट और लिमोनाइट) को कम करने के लिए एक कम करने वाले एजेंट का उपयोग किया जाता है, जिसे निस्पंदन और धुलाई द्वारा हटा दिया जाता है। औद्योगिक काओलिन से Fe3+ अशुद्धियों को हटाने का कार्य आमतौर पर अम्लीय या कम करने वाली स्थितियों के तहत भौतिक प्रौद्योगिकी (चुंबकीय पृथक्करण, चयनात्मक फ्लोक्यूलेशन) और रासायनिक उपचार के संयोजन से प्राप्त किया जाता है।
सोडियम हाइड्रोसल्फाइट (Na2S2O4), जिसे सोडियम हाइड्रोसल्फाइट के रूप में भी जाना जाता है, काओलिन से लोहे को कम करने और निक्षालित करने में प्रभावी है, और वर्तमान में इसका उपयोग काओलिन उद्योग में किया जाता है। हालाँकि, इस विधि को मजबूत अम्लीय परिस्थितियों (पीएच <3) के तहत किया जाना चाहिए, जिसके परिणामस्वरूप उच्च परिचालन लागत और पर्यावरणीय प्रभाव पड़ेगा। इसके अलावा, सोडियम हाइड्रोसल्फाइट के रासायनिक गुण अस्थिर हैं, जिसके लिए विशेष और महंगी भंडारण और परिवहन व्यवस्था की आवश्यकता होती है।
थियोरिया डाइऑक्साइड: (एनएच 2) 2 सीएसओ 2, टीडी) एक मजबूत कम करने वाला एजेंट है, जिसमें मजबूत कम करने की क्षमता, पर्यावरण मित्रता, कम अपघटन दर, सुरक्षा और बैच उत्पादन की कम लागत के फायदे हैं। काओलिन में अघुलनशील Fe3+ को TD के माध्यम से घुलनशील Fe2+ में बदला जा सकता है।
इसके बाद, छानने और धोने के बाद काओलिन की सफेदी को बढ़ाया जा सकता है। टीडी कमरे के तापमान और तटस्थ स्थितियों में बहुत स्थिर है। टीडी की मजबूत कमी क्षमता केवल मजबूत क्षारीयता (पीएच>10) या हीटिंग (टी>70 डिग्री सेल्सियस) की स्थितियों के तहत प्राप्त की जा सकती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च संचालन लागत और कठिनाई होती है।
ऑक्सीकरण विधि
ऑक्सीकरण उपचार में सफेदी में सुधार के लिए अधिशोषित कार्बन परत को हटाने के लिए ओजोन, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, पोटेशियम परमैंगनेट और सोडियम हाइपोक्लोराइट का उपयोग शामिल है। मोटे अधिभार के नीचे गहरे स्थान में काओलिन धूसर होता है, और काओलिन में लोहा कम करने वाली अवस्था में होता है। पाइराइट में अघुलनशील FeS2 को घुलनशील Fe2+ में ऑक्सीकृत करने के लिए ओजोन या सोडियम हाइपोक्लोराइट जैसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों का उपयोग करें, और फिर सिस्टम से Fe2+ को हटाने के लिए धो लें।
एसिड निक्षालन विधि
एसिड लीचिंग विधि काओलिन में अघुलनशील लौह अशुद्धियों को अम्लीय समाधान (हाइड्रोक्लोरिक एसिड, सल्फ्यूरिक एसिड, ऑक्सालिक एसिड इत्यादि) में घुलनशील पदार्थों में परिवर्तित करना है, इस प्रकार काओलिन से अलगाव का एहसास होता है। अन्य कार्बनिक अम्लों की तुलना में, ऑक्सालिक एसिड को इसकी एसिड ताकत, अच्छी कॉम्प्लेक्सिंग संपत्ति और उच्च कम करने की क्षमता के कारण सबसे आशाजनक माना जाता है। ऑक्सालिक एसिड के साथ, घुले हुए लोहे को फेरस ऑक्सालेट के रूप में लीचिंग समाधान से अवक्षेपित किया जा सकता है, और कैल्सीनेशन के माध्यम से शुद्ध हेमेटाइट बनाने के लिए आगे संसाधित किया जा सकता है। ऑक्सालिक एसिड अन्य औद्योगिक प्रक्रियाओं से सस्ते में प्राप्त किया जा सकता है, और सिरेमिक निर्माण के फायरिंग चरण में, उपचारित सामग्री में कोई भी अवशिष्ट ऑक्सालेट कार्बन डाइऑक्साइड में विघटित हो जाएगा। कई शोधकर्ताओं ने ऑक्सालिक एसिड के साथ आयरन ऑक्साइड को घोलने के परिणामों का अध्ययन किया है।
उच्च तापमान कैल्सीनेशन विधि
कैल्सीनेशन विशेष ग्रेड काओलिन उत्पादों के उत्पादन की प्रक्रिया है। उपचार तापमान के अनुसार, कैलक्लाइंड काओलिन के दो अलग-अलग ग्रेड का उत्पादन किया जाता है। 650-700 ℃ के तापमान रेंज में कैल्सीनेशन संरचनात्मक हाइड्रॉक्सिल समूह को हटा देता है, और निकलने वाला जल वाष्प काओलिन की लोच और अस्पष्टता को बढ़ाता है, जो पेपर कोटिंग अनुप्रयोग का एक आदर्श गुण है। इसके अलावा, काओलिन को 1000-1050 ℃ पर गर्म करके, यह न केवल घर्षण क्षमता बढ़ा सकता है, बल्कि 92-95% सफेदी भी प्राप्त कर सकता है।
क्लोरीनीकरण कैल्सीनेशन
क्लोरीनीकरण द्वारा मिट्टी के खनिजों, विशेषकर काओलिन से लौह और टाइटेनियम को हटा दिया गया, और अच्छे परिणाम प्राप्त हुए। क्लोरीनीकरण और कैल्सीनेशन की प्रक्रिया में, उच्च तापमान (700 ℃ - 1000 ℃) पर, काओलिनाइट मेटाकाओलिनाइट बनाने के लिए डिहाइड्रॉक्सिलेशन से गुजरता है, और उच्च तापमान पर, स्पिनल और मुलाइट चरण बनते हैं। ये परिवर्तन सिंटरिंग के माध्यम से कणों की हाइड्रोफोबिसिटी, कठोरता और आकार को बढ़ाते हैं। इस तरह से उपचारित खनिजों का उपयोग कई उद्योगों में किया जा सकता है, जैसे कागज, पीवीसी, रबर, प्लास्टिक, चिपकने वाले पदार्थ, पॉलिशिंग और टूथपेस्ट। उच्च हाइड्रोफोबिसिटी इन खनिजों को कार्बनिक प्रणालियों के साथ अधिक अनुकूल बनाती है।
सूक्ष्मजैविक विधि
खनिजों की माइक्रोबियल शुद्धिकरण तकनीक एक अपेक्षाकृत नया खनिज प्रसंस्करण विषय है, जिसमें माइक्रोबियल लीचिंग तकनीक और माइक्रोबियल प्लवन तकनीक शामिल है। खनिजों की माइक्रोबियल लीचिंग तकनीक एक निष्कर्षण तकनीक है जो खनिजों के क्रिस्टल जाली को नष्ट करने और उपयोगी घटकों को भंग करने के लिए सूक्ष्मजीवों और खनिजों के बीच गहरी बातचीत का उपयोग करती है। काओलिन में मौजूद ऑक्सीकृत पाइराइट और अन्य सल्फाइड अयस्कों को माइक्रोबियल निष्कर्षण तकनीक द्वारा शुद्ध किया जा सकता है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सूक्ष्मजीवों में थियोबैसिलस फेरोक्सिडन्स और Fe-कम करने वाले बैक्टीरिया शामिल हैं। सूक्ष्मजीवविज्ञानी विधि में कम लागत और कम पर्यावरण प्रदूषण है, जो काओलिन के भौतिक और रासायनिक गुणों को प्रभावित नहीं करेगा। यह काओलिन खनिजों के विकास की संभावनाओं के साथ एक नई शुद्धिकरण और सफेदी विधि है।
सारांश
काओलिन के लौह हटाने और सफ़ेद करने के उपचार के लिए अलग-अलग रंग के कारणों और विभिन्न अनुप्रयोग उद्देश्यों के अनुसार सर्वोत्तम विधि का चयन करने, काओलिन खनिजों के व्यापक सफेदी प्रदर्शन में सुधार करने और इसे उच्च उपयोग मूल्य और आर्थिक मूल्य बनाने की आवश्यकता है। भविष्य के विकास की प्रवृत्ति रासायनिक विधि, भौतिक विधि और सूक्ष्मजीवविज्ञानी विधि की विशेषताओं को व्यवस्थित रूप से संयोजित करने की होनी चाहिए, ताकि उनके फायदों को पूरा मौका दिया जा सके और उनके नुकसान और कमियों पर लगाम लगाई जा सके, ताकि बेहतर सफेदी प्रभाव प्राप्त किया जा सके। साथ ही, विभिन्न अशुद्धता हटाने के तरीकों के नए तंत्र का आगे अध्ययन करना और काओलिन के लौह हटाने और सफेदी को हरे, कुशल और कम कार्बन की दिशा में विकसित करने की प्रक्रिया में सुधार करना भी आवश्यक है।
पोस्ट समय: मार्च-02-2023