摘 要

江西景德镇被称为我国的陶瓷之都，而高岭土又是作为陶瓷的必须原料，所以对江西高岭土的研究有着十分重要的现实意义。论文以江西高岭土的工艺矿物学特征为依据，利用捣浆除砂、分级、除铁增白等工艺进行选矿试验研究。结果表明：

（1）通过对原矿进行XRD物相分析，江西高岭土主要矿物是石英和高岭石，其次是白云母和少量钾长石，还含有微量的赤铁矿等其他矿物。

（2）通过高岭土捣浆试验，确定适宜的捣浆浓度及捣浆时间，在适宜的捣浆条件下，-0.045 mm产率可以达到37.125%。 0.045 mm的矿物通过振动筛分级，-0.045 mm的矿物经过斯托克斯公式计算，进行自由沉降分级。

（3）通过高梯度磁选试验，确定适宜的磁场强度、脉动以及矿浆流速。在适宜条件下得到高岭土的白度为62.11%，相比于磁选之前的白度58.37%略微有所提高。说明高岭土中自由铁的含量不多。

（4）通过化学还原漂白试验，确定了适宜的pH、漂白时间、保险粉用量以及草酸用量。适宜条件下，高岭土的白度上升到73.82%，相比与之前的白度提升了15.45%。

关键词：高岭土；分级；提纯；除铁增白

Absract

Jiangxi Jingdezhen is known as China's pottery, which is kaolin as a ceramic raw material must be, so it has a very important practical significance for the research of Jiangxi kaolin paper to process mineralogy of Jiangxi kaolin as the basis, using pulp sand removing, classification, experimental study on removing iron ore whitening process the results show that:

(1) by means of XRD phase analysis of the raw ore, the main minerals of Jiangxi kaolin are quartz and kaolinite, followed by muscovite and a small amount of potassium feldspar, and also contains trace hematite and other minerals.

(2) by kaolin pulp test, to determine the suitable concentration of pulp and pulp, pulp under suitable conditions, the yield of MM can reach -0.045 37.125%. 0.045 mm mineral by vibration sieve grading, -0.045 mm mineral through Stokes formula, free settling classification.

(3) by high gradient magnetic separation test, to determine the proper magnetic field intensities, pulsation and slurry flow velocity under suitable conditions. The whiteness of kaolin was 62.11%, the whiteness of 58.37% slightly compared to the previous increase. The magnetic content of free iron in kaolin is not much.

(4) by chemical reduction bleaching test, the suitable pH, bleaching time, the amount of powder used and the amount of oxalic acid were determined. Under proper conditions, the whiteness of kaolin rose to 73.82%, which was increased by 15.45%. compared with the previous whiteness.

Keywords: Kaolin; classification; purification; iron removal and whitening

目 录

第1章 绪论 1

1.1 高岭土概述 1

1.1.1 高岭土的性质与结构 1

1.1.2 高岭土的主要化学成分 2

1.1.3 高岭土的物理化学性能 2

1.2 国内外高岭土研究现状 2

1.2.1 高岭土的矿床类型 3

1.2.2 国内外高岭土资源状况 3

1.2.3 高岭土的应用 4

1.3 高岭土加工技术 4

1.3.1 选矿提纯 4

1.3.2 超细粉碎 5

1.3.3 煅烧 6

1.4 研究意义及内容 6

1.4.1 研究背景及意义 6

1.4.2 研究的工作思路及内容 6

第2章 实验仪器、试剂及研究方法 7

2.1 实验主要仪器 7

2.2 实验试剂 8

2.3 研究方法 8

第3章 工艺矿物学研究 9

3.1 原矿性质 9

3.1.1 试样制备 9

3.1.2 原矿化学成分分析 9

3.1.3 原矿XRD分析 10

3.2 分级产品工艺矿物学研究 11

3.2.1 各粒级的产率和白度 11

3.2.2 各粒级化学成分 14

3.2.3 各粒级XRD物相分析 15

3.2.4 钛铁赋存状态分析 17

3.2.5 高岭土评价 25

第4章 高岭土提纯试验 27

4.1 高岭土捣浆试验 27

4.1.1 矿浆浓度试验 27

4.1.2 捣浆时间试验 28

4.2 除铁增白试验 28

4.2.1 磁选试验 29

4.2.2 漂白试验 31

4.2.3 联合除铁实验 35

4.2.4 除铁增白试验小结 35

第5章 结论 36

参考文献 37

致谢 38

第1章 绪论

1.1 高岭土概述

1.1.1 高岭土的性质与结构

高岭石、埃洛石、珍珠石、地开石等高岭石簇矿物组成了高岭土类矿，高岭土类矿的主要矿物成分是高岭石。高岭石晶体的化学式为2SiO₂·Al₂O₃·2H₂O，理论化学组成为46.54%的SiO₂、39.5%的A1₂O₃和13.96%的H₂O^[1]。高岭石为1∶1二八面体层状硅酸盐矿物(见图1.1)，相邻的单元层通过氢键连接，每个晶层中的硅氧四面体和铝氧八面体通过共同的氧相连，羟基和氧原子分别分布在晶层的边缘^[2]。高岭石结构中的羟基和相邻氧原子通过氢键相连，导致其主要呈片状或层状构造，同时由于其层间力键能较弱，可通过剥片进行超细粉碎^[3]。

高岭土类矿物是根据1：1型高岭石的单位层为基础而形成的，又根据单位层的排列方式不同，高岭土类矿物可分为高岭石、地开石、珍珠石和7Å埃洛石、10Å埃洛石两大类别，在高岭石矿物晶格中，存在着可以相互置换的少量离子，其中水以OH的形式存在。矿物晶格中的硅氧四面体层与铝氧八面体层中的阳离子可以被其他离子置换，置换后形成了平衡电荷从而引入了层间阳离子，比如铝氧八面体层的Al被Fe所取代，硅氧四面体层的Si被Al所替换等，所以高岭土类矿物常常混入了少量的CaO、MgO、K₂O、Na₂O、Fe₂O₃等成分^[4.5.6]。