摘 要

我国高岭土资源丰富，但是可作为高级陶瓷原料的优质高岭土不多。随着高岭土工业的快速发展，目前国内优质高岭土市场的需求量越来越大。高岭土的提纯及精加工势在必行。论文根据高岭土工艺矿物学研究，对湖南某地高岭土进行除砂分级、除铁增白工艺流程进行了系统的研究：

1. 通过对原矿进行XRD物相分析，湖南某地高岭土主要矿物是石英和高岭石，其次是白云母，含有少量的磁铁矿等其他矿物；
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，-0.045mm产率可以达到30.45％。 0.045mm的矿物通过振动筛分级，-0.045mm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。在最佳条件下得到高岭土的白度为49.40%，相比于磁选之前的白度45.75%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。最佳条件下，高岭土的白度上升到56.69%，相比与之前的白度提升了10.91%。说明了高岭土中的铁主要以结构铁赋存，含有微量的自由铁；
5. 通过湖北某地高岭土选矿试验研究，确定了捣浆除砂、分级、高梯度磁选、还原漂白流程。最终得到多种产品，为综合利用高岭土提供了依据。

关键词：高岭土；选矿提纯；除铁增白

Abstract

Our country is rich in rich soil resources,but it can be used as a high quality ceramic raw material.With the rapid development of kaolin industry,there is a growing demand for high quality kaolin market in China.The purification and processing of kaolin is imperative.According to the research on the mineralogy of kaolin,the paper studies the system of the process of removing sand and grading and whitening process：

(1)by means of XRD phase analysis of the raw ore,the main minerals of kaolin in Hunan are quartz and kaolinite,followed by muscovite,containing a small amount of magnetite and other minerals;

(2)the suitable mash density and time were determined by the mash test of kaolin,and the yield of -0.045mm could reach 30.45% under proper mash conditions. 0.045mm minerals are graded by vibrating screens and -0.045mm minerals are calculated by Stokes formula for free settling fractionation;

(3)by means of high gradient magnetic separation test,the suitable magnetic field strength,pulsation and pulp velocity are determined.Under the optimum conditions,the whiteness of kaolin is 49.40%,which is slightly higher than that of white before magnetic separation 45.75%.It shows that the content of free iron in kaolin is not much;

(4)the suitable bleaching time,the amount of PH powder and the amount of oxalic acid were determined by chemical reduction bleaching test.Under optimum conditions,the whiteness of kaolin rose to 56.69%,up by 10.91% compared with the previous whiteness.It is shown that the iron in kaolin is mainly composed of ferric iron and contains trace amounts of free iron；

(5)through the test of kaolin dressing in a certain place in Hubei Province,the processes of tamping,sand removing, grading,high gradient magnetic separation and reduction bleaching were determined.Finally,a variety of products are obtained,which provides a basis for the comprehensive utilization of kaolin.

Key Words：kaolinite；comprehensive utilization；iron removal and whitening

目 录

第1章 绪论 1

1.1 高岭土概述 1

1.1.1 高岭土的命名 1

1.1.2 高岭土的分类 1

1.1.3 高岭土的形成 1

1.1.4 高岭土的矿床类型 2

1.1.5 高岭土的结构 2

1.1.6 高岭土的化学成分 3

1.1.7 高岭土的理化性能 3

1.1.8 高岭土的用途 4

1.2 国内外高岭土的资源概况 4

1.2.1中国高岭土资源概况 4

1.2.2 国外高岭土资源概况 5

1.2.3 中国高岭土贸易状况 5

1.3 高岭土加工工艺现状及存在的问题和发展趋势 5

1.3.1 高岭土的选矿工艺 5

1.3.2 高岭土的深加工工艺 7

1.3.3 存在的问题和发展趋势 8

1.4 研究意义及内容 9

1.4.1 研究背景及意义 9

1.4.2 研究的工作思路及内容 9

第2章 试验仪器、试剂及研究方法 10

2.1试验主要仪器 10

2.2 试验试剂 10

2.3 研究方法 11

2.3.1 试验测试方法 11

2.3.2 试验研究内容 11

第3章 高岭土矿物学特性分析 12

3.1 原矿性质 12

3.2 分级产品工艺矿物学研究 12

3.2.1 分级试验 12

3.2.2 各粒级矿物的分级结果 13

3.2.3 XRD物相分析 14

3.2.4 XRF化学成分分析 16

3.2.5 电子探针分析 17

3.3 工艺矿物学小结 23

第4章 高岭土精加工实验 24

4.1 高岭土的选矿提纯实验 24

4.1.1 捣浆试验 24

4.1.2 捣浆试验小结 26

4.2 除铁增白试验 26

4.2.1磁选试验 26

4.2.2 化学漂白试验 29

4.2.3联合除铁试验 33

4.2.4除铁增白试验小结 33

第5章 结论 34

参考文献 35

第1章 绪论

高岭土，又称观音土、白鳝泥、膨土岩、斑脱石、甘土、皂土、陶土、白泥，是一种含铝的硅酸盐矿物，主要呈白色软泥状，颗粒细腻，状似面粉。其化学成分相当稳定，被誉为“万能石”，为制造瓷器和陶器的主要原料。高岭土主要在地表之下，其质地和成分的不同可以直接影响到陶和瓷在窑中的变化，所以优质的高岭土可以制作出出色的器物，而往往多会在其周边建立起名窑，如中国江西省景德镇、福建省金门县等^[1]。

1.1 高岭土概述

1.1.1 高岭土的命名

中国是世界上最早发现和利用高岭土的国家。远在3000年前的商代所出现的刻纹白陶，就是以高岭土制成。

高岭土是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩，属于非金属矿产。现代国际上通用的高岭土学名“Kaolin”，来源于中国景德镇东郊的高岭村边的高岭山，该处的粘土在清初开采极盛，至光绪年间始渐衰落，并以洁白、细腻而闻名于世，为制坯不可缺少的原料，于是当地镇上瓷工遂沿用村名“高岭”为其命名，以便与他处所产瓷土区别。后又引申之，凡1712年，法国传教士昂特柯莱，在他的《中国瓷器的制造》一书中，直接用高岭村的名称来称呼中国制瓷的粘土，并转译为“kaoling”，后德国学者李希霍芬按音译成“Kaolin”，介绍到欧美矿物学界，经过100多年广泛采用，遂成世界通用名称^[2]。