高岭土经高剪切预处理与浮选去除钛杂质的补充调查-第一部分外文翻译资料

高岭土经高剪切预处理与浮选去除钛杂质的补充调查-第一部分

P. Raghavan^a , S. Chandrasekhar^a, V. Vogt^b, E. Gock^b, N. Suresh

摘要：在实验室进行了分离和去除带有颜色的钛杂质的高岭土额外的调查，在高剪切预处理的效果上阐明更多信息。高剪切搅拌的过程包括高岭土泥浆与分散剂混合(高剪切分散-HSD)，其次是高剪切搅拌与收集 (高剪切条件- HSC)作为预处理步骤，随后，降低纸浆密度和开展反浮选浮动钛矿物质。浮选要准备从印度古吉拉特邦Mamuara地区收集的粘土样品。原始的是由离心处理和冷冻过滤。冷冻过滤后的高岭土进行浮选，88%-90%颗粒小于2微米，约70%的颗粒小于1微米。这种材料化验结果为二氧化钛含量1.06%，氧化铁含量 0.29%，按ISO标准白度为83.4%，黄色度为7.1%。早期研究推测HSD与HSC时间相互影响在目前的试验中得到了验证。实验表明杂志去除增加总的预处理时间增加到一定极限时，HSD所需时间至少是HSC所需时间的二倍。高剪切强度有利于杂质的解放与收集。最重要的是发现剪切频率比剪切速率对浮选的整体性能影响更深。在高剪切频率下即搅拌器使用更多齿数的转子时，HSD时间与HSC时间比值更高时可以减少为了移除二氧化钛进行的预处理时间。根据为了分离钛杂质而改进的预处理条件重新优化捕收剂的用量。二氧化钛含量由1.06%降至0.35%。浮选产品的白度达到85%到86.4%.经还原漂白后白度进一步提高到85.7%。

关键字：高剪切分散；高剪切条件；钛杂质；剪切速率；剪切频率；白度；粘土漂白

1.前沿

高岭土是自然产生的分层矿物主要包含矿物高岭石， Al₂O₃ 2SiO₂·2H₂O。典型杂质存在于高岭土是石英，各种铁氧化物和硫化物，钛矿物质、云母、长石、有机质等。对于大多数的工业应用，高岭土是精制处理以获得符合标准规范的粘土。高岭土的两个最重要的用途是造纸和颜料行业，这两个行业需要非常高的白度，低黄色度和其他的物理性质和光学性质的粘土。许多粘土的主要色素杂质，特别是超细粒度范围，是钛矿物质。白度可能是测定粘土质量最重要的参数。ISO规定含水涂料粘土最低白度为85%。根据相关属性和可以进行的处理，非煅烧的粘土白度最高可达90%（Raghavan et al 1997）。用来消除或减少杂质矿物的技术有冷却过滤法或超导高梯度磁分离，(反向)浮选和选择性絮凝单独或组合。有许多引用(Leek, 1951； Duke, 1959； Greene et al., 1961 ； Iannicelli, 1965)的反浮选去除粘土中的钛杂质。1969年Cubdy提出剪切条件的概念，在加分散剂，捕收剂和催化剂之前剪切搅拌来浮选钛矿物。他的“结合”调节分散剂，捕收剂和活化剂给予更多重视系统总能量的输入而不是剪切能量因子。然而Cundy专利后，所有后续测试工作钛矿物的浮选粘土总是由一个预浮选调节。（恩格尔et al.1997)在他们的调查使用镍矿石时，决定性的证明了在进入搅拌槽之前高强度的机械化学处理导致粉末聚集成絮体和维护的高剪切率有助于增加絮体表面覆盖从而改善浮选。由奥尔德里奇和冯(2000)提出高剪切预处理的硫化矿效果显著。

使用螯合剂为捕收剂是钛矿物泥浮选是另一个里程碑。Yoon和Hilderbrand (19 86)和后来Yoon et al(1992)扩展到高岭土并且显示异羟肟酸表现出更好的选择性和浮选没有必要加入催化剂。高剪切举分散剂和捕收剂在异羟肟酸的浮选中也至关重要。Luz et al (2000)报道了巴西的粘土二氧化钛从1.9 %减少1% ，粘土漂白至70-76%。越来越多的调查使用异羟肟酸捕收剂被报道(侯赛因et al ,1998；巴西利奥et al ,2000)。Mathur(2002)描述了使用异羟肟酸浮选去除杂质的各种方法。

在以上参考文献中，作者试图从瓷土包括复杂异羟肟酸化学方面理解分离钛矿物的浮选。然而，没有做过详细调查高剪切的预处理。即使在我们先前的调查(Raghavan et al ,2004)，更重要是浮选的不同方面如试剂用量、浮选时间，纸浆密度、温度等，而不是高剪切预处理。目前的工作是为了分析这些预处理条件如HSD和HSC的相对效应，时间，影响浮选时间，所需的剪切作用类型等。

2.浮选

浮选试验工作及相关化学分析在Institut fur Aufbereitungund Deponietechnik, TU Clausthal, Clausthal Zellerfeld, Germany (TUC) 和Regional Research Laboratory Trivandrum, Kerala, India (RRL, TVM)进行。

2.1实验原料及描述

样品取自印度吉吉拉特Mamuara地区，通常为高钛矿物。原始的样品经过搅拌处理，使用300mu;m筛网去砂，和2英寸一英寸和10毫米水力旋流器。泥浆干化后使其再浆化，分散，并使用5T超导高梯度磁分离器使其双向过滤。非磁性部分进行浮选。典型的ROM粘土和浮选在表1中给出。高分辩率扫描投射显微镜原料和浮选产品的照片被德国Prof. Stouml;rr ,the University of Greifswald减小了高剪切预处理。通过粒度分析以及表面积测量这些样品在RRL, Trivandrum。

表一.典型的一般特征的ROM粘土和浮选原料

2.2设备

下列设备和仪器用于测试工作。

1)四个高剪切作用搅拌器(三个从IKA Werke,Janke Kunkel amp; Co GmbH,Staufen,即类型18 n，18 g和KG和一个来自阿尔弗雷德·Brogli德国类型Homorex模型RUP)被用于高剪切 (HSD和HSC)。搅拌器的技术细节，包括剪切速率和剪切频率给定如下