Обогащение каолина

Обогащение глинистого сырья способствует стабилизации состава и технологических свойств масс, повышает качество изделий и производительность оборудования, снижает трансфертные расходы, улучшает технико-экономические показатели производства.

Процесс обогащения каолинов предусматривает выделение из них основного глинистого минерала - каолинита, очищенного от крупнозернистых примесей и красящих оксидов. Каолин в природе встречается в виде полиминеральной смеси, состоящей из каолинита, кварца, полевых шпатов, слюды, железо- и титаносодержащих соединений, причем размер частиц кварца, полевого шпата и слюды в 10-100 раз превышает размер частиц каолинита. На этой разнице в размерах частиц и, следовательно, массы частиц основан способ обогащения глинистых материалов (каолина). Обогащенный каолин содержит в основном каолинит, в то время как в неотмученном (сыром) каолине его не более 45 %.

В СССР обогащение каолинов осуществляют мокрым (электролитным) и сухим способами.

При мокром способе измельченный каолин распускают в мешалках в воде при добавлении электролитов. Электролиты интенсифицируют процесс обогащения, способствуют повышению плотности каолиновой суспензии при одновременном снижении расхода воды в 4-5 раз, улучшают условия отделения каолинитовых частиц от примесей. Происходит осаждение песка и других каменистых примесей. Из мешалок суспензию сливают в чаны через спускной кран, расположенный выше дна мешалки с учетом высоты осадка каменистых тяжелых частиц. В чаны добавляют коагуляторы (известковое молоко, полиакриламид и др.) для укрупнения каолинитовых частиц. Из чанов суспензию подают насосами в камерные фильтр-прессы, в которых происходит частичное обезвоживание суспензии (при давлении 1 МПа и времени фильтрации 50 мин). Далее коржи измельчают и направляют в сушильный барабан. Температура теплоносителя на входе в сушильный барабан 800-900 ºС, на выходе - 100-150 ºC. Высушенный каолин тарируют в мешки и отправляют на склад готовой продукции.

Основной недостаток этого способа при использовании в качестве коагулятора известкового молока - трудность получения каолина со стабильными свойствами, из-за чего может произойти ухудшение литейных свойств шликера и формовочных свойств масс.

Мокрый способ обогащение каолина применяют на Просяновском, Глуховецком и Кыштымском обогатительных комбинатах.

При сухом способе каолин-сырец проходит сушку в сушильном барабане при температуре 800- 850 ºC в течение 40-45 мин до остаточной влажности 0,7-0,8%. Высушенный каолин подвергают тонкому помолу в центрифугальных мельницах, а затем пропускают его через воздушные сепараторы и циклоны. Фракции размером менее 0,3 мм уносятся из мельницы воздушным потоком, более крупные частицы удаляются через разгрузочное отверстие. Тонину помола регулируют скоростью воздушного потока. Очистка воздушного потока от мельчайших частиц, не улавливаемых в сепараторах, проходит в рукавных, электрических  фильтрах,  электрических  или  пылеосадительных камерах.

Сухой способ обогащения каолина обеспечивает извлечение 80-82% ценных фракций из сырого каолина. Его используют при обогащении каолинов и глин, содержащих крупнозернистое примеси. Этот способ обогащения применяют на Просяновском обогатительном комбинате.

Сухой способ обогащения каолинов проще мокрого. Однако к недостаткам этого способа следует отнести снижение качества каолина за счет удаления из него наиболее ценной тонкой фракции, которую не удается уловить при воздушной классификации. В результате этого снижается пластичность и связующая способность глинистых материалов.

Качество будущих изделий зависит от способа обогащения сырьевых материалов и от соблюдения технологии обогащения. Так, добавление в каолиновую суспензию коагулянтов приводит к укрупнению и осаждению глинистых частиц, но одновременно может вызвать и нежелательные явления, отмечаемые в заводской практике, например, способствует образованию пробок в шликеропроводах и недоливу изделий при шликерном литье.

Пригодность глин и каолинов для производства фарфоровых и фаянсовых изделий оценивают также по качеству огневой пробы. Глину и каолин обжигают при определенной температуре (для фаянса - до 1280 °С, а для фарфора - до 1430 °С). Окраска глин и каолинов после обжига должна быть светлой (белой), без пятен и «мушек» (точек рыжего или темного цвета, указывающих на присутствие в массах вкраплений железа и титана).