累托石的加工方法-汪志國課件

學(xué)生姓名：汪志國學(xué)號：10512839課程名稱：礦物工程授課老師：傳秀云二○○七年一月五日累托石的加工方法主要內(nèi)容一.概述1.分布2.物理性質(zhì)3.構(gòu)成二.采礦三.選礦四.加工1.粉碎2.研磨3.提純4.有機(jī)改性5.鐵交聯(lián)化反應(yīng)6.羥基鋯交聯(lián)反應(yīng)五.結(jié)論六.參考文獻(xiàn)一.概述1.分布●累托石，為“Ｒectorite”的中文音譯，被譽(yù)為世界礦產(chǎn)之寶；●1891年由Ｅ.Ｗ.Ｒector首次發(fā)現(xiàn)并命名；●1981年國際礦物學(xué)會新礦物和礦物命名委員會定義為“累托石是二八面體云母和二八面體蒙脫石組成的1：1規(guī)則間層礦物”，并指出，不需要進(jìn)一步劃分變種，只用前綴詞Na-、K-或Ca-指明其主要層間陽離子即可；●世界上已知的累托石產(chǎn)地約40余處，主要分布在亞洲、歐洲和北美洲。大部分產(chǎn)地累托石與其他粘土礦伴生，品位較低,少數(shù)產(chǎn)地累托石在粘土中含量較為集中，形成礦化或礦點，能形成工業(yè)礦床很少；●目前全世界初步探明可供工業(yè)開采的礦床僅有5處，日本櫪木縣船生礦山、匈牙利托考伊山脈基拉伊海杰什礦山，美國猶他州中北部的礦床，我國發(fā)現(xiàn)了湖北省鐘祥市境內(nèi)和貴州省兩處。圖1累脫石3.構(gòu)成●累托石由類云母單元層和類蒙脫石單元層在特殊自然條件下有規(guī)則地交替堆積，但又不是二者的簡單組合，尤其是其條帶狀的微觀結(jié)構(gòu)頗為罕見?！窭弁惺瘜僖?guī)則間層礦物，晶體化學(xué)通式為：Kx(H2O){Al2[AlxSi4-xO10](OH)2}。一般結(jié)構(gòu)式分為云母層和蒙脫石層二部分，是一種二八面體云母層和二八面體蒙皂石層1：1交替堆垛而成的規(guī)則間層粘土礦物。累托石結(jié)構(gòu)單元層中有兩個2:1層（TM-OM-TM-IM+Ts-Os-Ts-Is）?！裨颇笇訂卧?:1層的層間陽離子IM可以是Na+、K+、Ca2+，而蒙脫石層單元的2:1層間是可交換的水化陽離子Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+等（Is）；●兩類層中的八面體晶片大部分被Al3+占據(jù)，約占據(jù)三分之二的八面體，即二八面體亞類。

二.采礦●該礦采礦方法應(yīng)考慮的因素很多，在復(fù)雜的開采技術(shù)條件下,要解決直立軟礦體小斷面巷道的鑿巖、軟巖直立條件下的出礦、減少輔助作業(yè)和輔料消耗、控制軟圍巖條件的貧化、以及控制地壓,防地表水滲漏而惡化采場條件等問題；●應(yīng)根據(jù)不同圍巖條件、不同應(yīng)用需求，選用不同的采礦方法；●柔性假頂分層崩落采礦法適用于累托石品位較高的礦段,可在圍巖混入前扒出未貧化礦石,而貧化的礦石另外出碴，將炭質(zhì)圍巖留在假頂之上；●分段崩落采礦法適用于含礦巖系中含有底層忌水和頂層易貧化的直接圍巖條件。

三.選礦圖2選礦的一般工藝流程圖四.加工1.粉碎●采用FDV粉碎機(jī)（北京環(huán)亞天元機(jī)械技術(shù)有限公司）進(jìn)行樣品粉碎，該機(jī)器適于稍具粘性的物質(zhì)，能將樣品粉碎至極細(xì)的粒度，可達(dá)到80-300目的超微細(xì)粉。粉碎速度約為2Kg／h。操作簡單，無需過篩。圖4FDV粉碎機(jī)

2.粉磨●使用XZM型中速微粉磨機(jī)（上海西芝電力設(shè)備有限公司），對累脫石進(jìn)行粉磨，產(chǎn)品細(xì)度可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)，產(chǎn)品細(xì)度一次性可達(dá)D97≦5um。圖5XZM型中速微粉磨機(jī)●試驗結(jié)果表明,上述分散劑對累托石均有分散作用(精礦品位>89%),尤其是焦磷酸鈉Na4P2O7和六偏磷酸鈉(NaPO3)6對累托石的分散效果更好,故可選擇其中一種作為累托石分選的分散劑。分散劑加入量一般為礦量的3%～5%,應(yīng)用時直接加入攪拌桶中攪拌即可。3.2礦漿濃度實驗●隨著礦漿濃度的增大,也就是礦漿粘度增大,分選效果不好,精礦中累托石的含量呈下降趨勢。故礦漿濃度宜為5%～7%。當(dāng)?shù)V漿濃度為9%時,分選效果最差。圖7礦漿濃度試驗結(jié)果3.3分離因素實驗●分離因素(=1112×半徑×轉(zhuǎn)速2/1000)增大，分選效果越好，累托石品位隨之增加，分離因素大于1800時,精礦中累托石含量≥90%，經(jīng)檢測，該產(chǎn)品的陽離子交換總量為43193mmol/100g，比表面積60m2/g，中位徑130nm。當(dāng)分離因素達(dá)3400時，精礦品位達(dá)到96.12%，但是精礦產(chǎn)率呈下降趨勢。實際工作中可根據(jù)用戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求，選擇不同的分離因素。

圖8分離因素試驗結(jié)果圖9累托石提純工藝流程圖4.1焙燒處理對累托石插層性能的影響●在插層改性前，將累托石原料置于瓷坩堝中,用馬弗爐于600℃下氧化焙燒2h，結(jié)果表明:用CTAB進(jìn)行插層改性時,在反應(yīng)時間為1h、溫度為70℃,pH值6.55的條件下,焙燒前CTAB的交換率是73.2%,而焙燒后CTAB的交換率是80.9%,說明氧化焙燒有助于消除累托石原料中少量黃鐵礦和有機(jī)炭等有害成份的影響,有利于有機(jī)插層劑插入到REC層間，提高有機(jī)改性效果。4.2插層劑種類對插層效果的影響CTAB插層的累托石的d001=1.3598nm,而十二烷基磺酸鈉插層的累托石的d001=1.1787nm，CTAB插層效果較十二烷基磺酸鈉好，與累托石原料的d001=1.1392nm相比,插層后有機(jī)累托石的d001有所增加。4.3插層條件對交換率的影響①溫度隨著溫度的升高CTAB的交換率開始是升高的,但當(dāng)溫度達(dá)到一定值后,CTAB的交換率反而下降,其原因可能是溫度過高,陽離子表面活性劑活動加強(qiáng),又從吸附過程轉(zhuǎn)到脫落過程所致。圖11溫度對交換率的影響②pH隨著pH值升高CTAB交換率也升高,但是當(dāng)pH值達(dá)到7.37之后又降低了,原因可能是當(dāng)pH值小于7.37時,溶液中的H+與陽離子存在著競爭吸附,當(dāng)pH值高于7.37時,NH4+與溶液中的(OH)-生成NH4OH。圖12pH對交換率的影響5.鐵交聯(lián)化反應(yīng)●用累托石與鐵交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，通過改變其孔道結(jié)構(gòu)從而改善其吸附性能。在原土懸浮液為5％，鐵交聯(lián)劑投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％，pH值為3.00，溫度為40℃，交聯(lián)2h的條件下所得鐵交聯(lián)累托石，由X射線衍射(XRD)顯示，其d00l由2.3nm提高到3.6～4.0nm；●對含硝基酚鈉工業(yè)廢水進(jìn)行吸附處理試驗，結(jié)果表明，吸附硝基酚鈉效果較好，利用這一性能能很好的處理含硝基酚鈉的工業(yè)廢水。6.羥基鋯交聯(lián)反應(yīng)●以鈉化累托石為原料進(jìn)行改性制備羥基鋯交聯(lián)累托石,影響因素包括交聯(lián)劑的老化溫度及時間、交聯(lián)反應(yīng)過程懸浮液的濃度、交聯(lián)反應(yīng)的溫度、投料比等；●對于鋯交聯(lián)劑來說,高溫回流有利于形成大粒徑的聚合交聯(lián)劑粒子，懸浮液濃度較高有利于形成吸附效果較好的交聯(lián)土；●在65℃、懸浮液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%、Zr/clay為4.0mmol/g，交聯(lián)劑在85℃下回流12h等條件下得到的交聯(lián)累托石對有機(jī)物的吸附作用較強(qiáng),其比表面積大大增加，達(dá)9.250m2/g,對廢水COD的吸附容量可達(dá)119mg/g。五.結(jié)論由于一般累托石選礦廠生產(chǎn)的累托石粘土由于純度較低，開發(fā)應(yīng)用受到一定的限制。本文介紹的提純方法及提純條件的優(yōu)化方法，以及有機(jī)改性、鐵交聯(lián)化反應(yīng)、羥基鋯交聯(lián)反應(yīng)等深加工技術(shù)，實驗結(jié)果表明，通過對累托石粘土進(jìn)行進(jìn)一步加工，可形成高純度、高附加值的產(chǎn)品，增大了其開發(fā)其利用價值。

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