中国粉体网讯 高岭土是一种重要的非金属矿产资源，具有良好的吸附性、可塑性和稳定性等，被广泛应用于造纸、陶瓷、橡胶和耐火材料等材料制备领域。但我国生产的高岭土产品质量较低，优质高岭土依赖进口，优化及创新高岭土提纯工艺至关重要。
由于各个地方的高岭土矿的成因和种类的不一样，其中所含的伴生矿物杂质就有所不同，因此其选矿加工的方法就有所区别。换言之，高岭土选矿提纯工艺复杂多变，工艺重点也因矿而异。
高岭土 图源：龙高股份
1高岭土选矿提纯方法
1.1水介质浮沉法
利用各种矿物在水中的浮沉速度和溶解度的不同，把有用矿物和杂质矿物分离开来。此种方法主要去掉石英、长石、云母等碎屑矿物和岩屑等较粗粒的杂质，同时也可除去部分铁钛矿物。
1.2分级
利用矿物颗粒的大小或密度的差别来分离矿物。若组成矿浆的矿物粒度相差大，则一般用筛网分级；若相近，则据其密度差别进行选别。常用的分级设备有：振动筛、水簸、水力旋流器和离心机等。分级的作用和水介质浮沉法基本相同，主要是用来除去高岭土矿中的长石和石英等杂质矿物，使得高岭土的纯度和煅烧白度得以提高。
1.3磁选
利用磁力清除物料中磁性金属杂质的方法。几乎所有的高岭土原矿都含有少量的铁、钛矿物。例如：主要有铁的氧化物、钛的氧化物、钛铁矿、菱铁矿、黄铁矿、云母和电气石等。
1.4浮选
根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同，从矿石中分离有用矿物的技术方法。高岭土的选矿方法最初是载体浮选，之后又开发出无载体浮选工艺。高岭土浮选所用捕收剂主要有：十二烷胺、三乙醇胺和吡啶等脂肪酸类，以及羟肟酸等。
1.5化学提纯
利用矿物中含有某些伴生杂质矿物具有酸溶性或者碱溶性等特性，而利用酸或者碱进行溶解剔除的一种方法。铁矿物和钛矿物是高岭土中最常见的着色物质，其中以3价铁最常见，这些铁、钛矿物会使高岭土呈现不同程度的灰色、褐色、粉红色等，使高岭土白度降低。
1.6微生物法
利用微生物与矿物之间的深度作用，使矿物晶格破坏，从而使有用组分溶解出来的一门提取技术。高岭土中含有的氧化黄铁矿及其他硫化矿就可以利用微生物提出技术进行提纯加工。常用的微生物有：氧化亚铁硫杆菌和铁还原杆菌等。
1.7煅烧
煅烧能脱除炭质、提高白度，是选矿必不可少的工艺，是改善高岭土性能的特殊加工方法。
多种高岭土选矿提纯工艺各有特点，应用方法在于结合实际，按需选择，创新升级。
2高岭土选矿提纯工艺应用与优化
应用方面。选矿提纯工艺种类繁多，高岭土矿属性复杂多变，我们应该如何准确选择有效的方法？现在的选矿提纯工艺效果达不到要求，是否可以采用多种工艺联合使用？因此，我们需要有一个清晰的认知：面对不同属性的高岭土矿时，选矿工艺的重点不同。
常见高岭土提纯工艺流程
例如，王浩等采用高梯度磁选机提纯高岭土，可以有效去除Fe2O3，也能明显降低K2O和TiO2的含量，进一步提高产品白度。而陈武生等对主要含铁杂质为黄铁矿和赤褐铁矿的高岭土进行提纯研究时，发现浮选和强磁选提纯效果较差。后采用浓度25%的硫酸对含铁较高的硬质高岭土进行酸浸处理5h，其除铁率可达37.67%。再以H2O2为氧化剂进行氧化酸浸，除铁率可达到45.83%。
优化维护方面。选矿提纯工艺的优化可以是整体性的技改，也可以是小幅度提升参数，或者针对性解决问题。
例如，龙高股份在原有水洗工艺基础上，积极发展超导除铁、超高压压滤、磨剥等加工技术，努力提高产品的科技含量和附加值。例如，中国高岭土有限公司为解决“高岭土品位偏低，流程各作业技术指标及工艺参数设计偏差较大的问题”对存在问题的选矿生产设备进行重点研究，对流器溢流管磨损、磨穿产线进行针对性技改。例如，王帅等采用多级水力旋流器分级→砂磨机剥片的工艺，使φ25mm水力旋流器溢流的-2μm粒度≥93%，满足了造纸用一级土的要求，与原有工艺相比，产率也提高了1%，并且少了一道离心机分级工序。
龙高股份：选矿的工艺流程图
3高岭土分选设备之水力旋流器
除了应用合理的工艺流程，不断发展的选矿提纯设备也在高岭土生产中扮演重要角色，对选矿提纯的效果有直接影响。
例如，水力旋流器对高岭土的土砂分离，能够实现高岭土的提纯，特别是在含砂量比较大的矿区中，采用水力旋流器的分选意义重大。在普通口径水力旋流器基础上，升级改造的小口径水力旋流器更是高岭土选矿环节中点睛之笔，在高岭土各个磨矿环节中都有应用，逐渐取代了螺旋分级设备。
在分级作业环节中，水力旋流器能够实现以下功能：首先是磨矿循坏中的检查与分级，矿的预先分级以及控制分级；其次实现溢流以及沉砂之间的分级，并对细粒泥矿进行脱泥处理和浓缩处理。小口径的水力旋流器与普通口径的水力旋流器相比，呈现出了较好的耐磨性，使用寿命比较长，分级效率比较高。
结语
高岭土在造纸、陶瓷和耐火材料等诸多领域获得广泛使用，改性高岭土和纳米高岭土的优良性能使高岭土获得更加广泛的研究及应用前景，仍是未来高岭土应用研究的热点方向，同时这也对高岭土的品质有更加严格的要求。
另外，基于对资源的充分利用及可持续发展的要求，优化高岭土提纯工艺也是实现产业快速发展的重要突破口。
参考文献：
王明俊，等：高岭土矿选矿加工方法，咸阳非金属矿研究设计院有限公司
李国栋，等：高岭土提纯工艺及其应用研究进展，东北大学
杨洪军，高岭土矿选矿生产流程的优化方案研究，中国高岭土有限公司
王帅，等：茂名高岭土精选流程优化探讨，中国高岭土有限公司
陈国华，等：小口径水力旋流器在高岭土选矿中的应用，中国高岭土有限公司
龙高股份：2021年年度报告
