Le kaolin est un minéral argileux courant dans la nature. C'est un minéral utile pour la fabrication de pigments blancs ; la blancheur est donc un critère important qui influence sa valeur. Le kaolin contient du fer, des matières organiques, des substances sombres et d'autres impuretés. Ces impuretés lui confèrent différentes couleurs et affectent ainsi sa blancheur. Il est donc nécessaire de purifier le kaolin pour éliminer ces impuretés.
Les méthodes courantes de purification du kaolin comprennent la séparation par gravité, la séparation magnétique, la flottation, le traitement chimique, etc. Voici les méthodes courantes de purification du kaolin :
1. Séparation par gravité
La méthode de séparation gravimétrique exploite principalement la différence de densité entre la gangue et le kaolin pour éliminer les impuretés de haute densité telles que les matières organiques légères, le quartz, le feldspath et les éléments contenant du fer, du titane et du manganèse, afin de réduire leur influence sur la blancheur. Des concentrateurs centrifuges sont généralement utilisés pour éliminer ces impuretés. Un groupe d'hydrocyclones peut également être employé pour finaliser le lavage et le criblage du kaolin lors du tri, permettant ainsi non seulement le lavage et le calibrage, mais aussi l'élimination de certaines impuretés, ce qui lui confère une grande valeur applicative.
Cependant, il est difficile d'obtenir des produits de kaolin de qualité par la méthode de reséparation, et les produits finaux de qualité doivent être obtenus par séparation magnétique, flottation, calcination et autres méthodes.
2. Séparation magnétique
Presque tous les minerais de kaolin contiennent une faible quantité de minerai de fer, généralement de 0,5 à 3 %, principalement de la magnétite, de l'ilménite, de la sidérite, de la pyrite et d'autres impuretés colorées. La séparation magnétique exploite principalement la différence magnétique entre la gangue et le kaolin pour éliminer ces impuretés colorées.
Pour la magnétite, l'ilménite et autres minéraux fortement magnétiques ou limaille de fer mélangés lors du traitement, la séparation magnétique du kaolin est plus efficace. Pour les minéraux faiblement magnétiques, deux méthodes principales existent : la calcination pour obtenir des oxydes de fer fortement magnétiques, suivie d'une séparation magnétique ; et la séparation magnétique par champ magnétique à gradient élevé. N'utilisant aucun agent chimique, la séparation magnétique est respectueuse de l'environnement et donc largement employée dans le traitement des minéraux non métalliques. Elle a permis de résoudre efficacement le problème de l'exploitation et de la valorisation du kaolin de faible qualité, impropre à l'extraction minière commerciale en raison de sa forte teneur en minerai de fer.
Cependant, il est difficile d'obtenir des produits à base de kaolin de haute qualité par la seule séparation magnétique, et un traitement chimique ainsi que d'autres procédés sont nécessaires pour réduire davantage la teneur en fer des produits à base de kaolin.
3. Flottation
La méthode de flottation utilise principalement les différences physiques et chimiques entre les minéraux de la gangue et le kaolin pour traiter le minerai de kaolin brut, plus impur et moins blanc, et éliminer les impuretés contenant du fer, du titane et du carbone, afin de réaliser l'utilisation complète des ressources de kaolin à faible teneur.
Le kaolin est un minéral argileux typique. Les particules de kaolin contiennent souvent des impuretés telles que le fer et le titane ; il est donc nécessaire de broyer le minerai brut jusqu'à une certaine finesse. La kaolinite est couramment utilisée comme méthode de flottation, notamment la flottation à particules ultrafines, la flottation à double couche fluide et la flottation par floculation sélective.
La flottation permet d'accroître efficacement la blancheur du kaolin, mais elle présente l'inconvénient de nécessiter des réactifs chimiques, d'être coûteuse et de facilement engendrer de la pollution.
4. Traitement chimique
Lixiviation chimique : certaines impuretés présentes dans le kaolin peuvent être dissoutes sélectivement par l’acide sulfurique, l’acide chlorhydrique, l’acide nitrique et d’autres agents de lixiviation afin de les éliminer. Cette méthode permet d’éliminer l’hématite, la limonite et la sidérite du kaolin de faible qualité.
Blanchiment chimique : les impuretés du kaolin peuvent être oxydées en substances solubles par blanchiment, lesquelles peuvent ensuite être éliminées par lavage afin d’améliorer la blancheur des produits à base de kaolin. Toutefois, le blanchiment chimique est relativement coûteux et est généralement utilisé pour le kaolin concentré, qui nécessite une purification supplémentaire après décontamination.
Purification par grillage : la différence de composition chimique et de réactivité entre les impuretés et le kaolin peut être exploitée pour le grillage par magnétisation, le grillage à haute température ou le grillage par chloration afin d’éliminer les impuretés telles que le fer, le carbone et les sulfures présentes dans le kaolin. Cette méthode permet d’améliorer la réactivité chimique des produits calcinés, d’accroître considérablement la blancheur du kaolin et d’obtenir des produits de haute qualité. Cependant, la purification par grillage présente l’inconvénient d’une forte consommation d’énergie et d’un risque de pollution environnementale.
Il est difficile d'obtenir des concentrés de kaolin de haute qualité avec une seule technologie. C'est pourquoi, pour la production, nous vous recommandons de choisir un fabricant qualifié d'équipements de traitement des minéraux. Il est conseillé de réaliser des essais de traitement et d'appliquer plusieurs technologies afin d'améliorer la qualité du kaolin.
Date de publication : 6 avril 2020