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高嶺土是一種非金屬礦產(chǎn),，是一種以高嶺石族粘土礦物為主的粘土和粘土巖,。因呈白色而又細(xì)膩，又稱白云土,。因江西省景德鎮(zhèn)高嶺村而得名,。其質(zhì)純的高嶺土呈潔白細(xì)膩、松軟土狀,，具有良好的可塑性和耐火性等理化性質(zhì),。其礦物成分主要由高嶺石、埃洛石,、水云母,、伊利石,、蒙脫石以及石英、長(zhǎng)石等礦物組成,。
高嶺土是自然界常見的,、非常重要的一種粘土礦物，是在缺少堿金屬和堿土金屬的酸性介質(zhì)中,，由火成巖和變質(zhì)巖中的長(zhǎng)石或其他硅酸鹽礦物經(jīng)風(fēng)化作用形成,。
自然界中高嶺土所包含的礦物主要分為粘土礦物和非粘土礦物。其中粘土礦物主要包含高嶺石族礦物和少量的蒙脫石,、云母和綠泥石,；非粘土礦物主要包含長(zhǎng)石、石英和招的水化物,，還有一些鐵礦物如赤鐵礦、菱鐵礦,、褐鐵礦等,、鈦礦物如金紅石等和有機(jī)質(zhì)如植物纖維等。決定高嶺土性能的主要是粘土礦物 ,。 以高嶺土礦床成因?yàn)榛A(chǔ),，根據(jù)不同成礦作用所體現(xiàn)的成礦地質(zhì)、地理?xiàng)l件,、礦床規(guī)模,、礦體形態(tài)和賦存特征、礦石物質(zhì)組分等方面的差異,，《高嶺土礦地質(zhì)勘探規(guī)范》將中國(guó)高嶺土礦床劃分為三種類型,、六種亞類型。 風(fēng)化型：又分為風(fēng)化殘積亞型和風(fēng)化淋積亞型,； 熱液蝕變型：又分為熱液蝕變亞型和現(xiàn)代熱泉蝕變亞型,； 沉積型：又分為沉積和沉積-風(fēng)化亞型及含煤地層中高嶺石粘土巖亞型 。 以高嶺土礦床成因?yàn)榛A(chǔ),，根據(jù)不同成礦作用所體現(xiàn)的成礦地質(zhì),、地理?xiàng)l件、礦床規(guī)模,、礦體形態(tài)和賦存特征,、礦石物質(zhì)組分等方面的差異，《高嶺土礦地質(zhì)勘探規(guī)范》將中國(guó)高嶺土礦床劃分為三種類型,、六種亞類型,。根據(jù)其質(zhì)地、可塑性和砂質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分為三種類型： 硬質(zhì)高嶺土：質(zhì)硬,，無(wú)可塑性,，粉碎細(xì)磨后具可塑性,。 軟質(zhì)高嶺土：質(zhì)軟，可塑性較強(qiáng),，砂質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)<50%,； 砂質(zhì)高嶺土：質(zhì)松軟，可塑性較弱,，砂質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)>50%
中國(guó)高嶺土礦產(chǎn)資源排名世界前列,，已探明267處礦產(chǎn)地，探明儲(chǔ)量29.10億噸,，其中：我國(guó)非煤建造高嶺土,資源儲(chǔ)量居世界第五位.已探明儲(chǔ)量14.68億噸,，主要集中分布在廣東,陜西,福建,江西,湖南和江蘇六省占全國(guó)總儲(chǔ)量的84.55%；含煤建造高嶺土(高嶺巖)儲(chǔ)量占世界首位,，探明儲(chǔ)量為14.42億噸,，主要分布在山西大同,懷仁,朔州,內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾,烏達(dá),安徽淮北,陜西韓城等地其中以內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾煤田的資源最多。 國(guó)內(nèi)有五大高嶺土礦產(chǎn)地： (1)湖南省衡陽(yáng)縣界牌鎮(zhèn)礦產(chǎn)資源豐富,。高嶺土,、納長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石,、石英石儲(chǔ)量達(dá)2億噸,，現(xiàn)有采礦及礦產(chǎn)品加工企業(yè)近40家。大牌嶺礦區(qū)(以高嶺土礦為主)單礦蘊(yùn)藏量雄居亞洲之冠達(dá)8000萬(wàn)噸,。全鎮(zhèn)年采礦量在50萬(wàn)噸以上,，供應(yīng)全國(guó)數(shù)百家陶瓷廠。 （2）茂名地區(qū)高嶺土,，茂名盆地內(nèi)高嶺土礦屬沉積巖風(fēng)化殘積亞型礦床,，其石英等砂質(zhì)含量大于50%，故稱為砂質(zhì)高嶺土礦,。茂名高嶺土從成因上說(shuō)經(jīng)過(guò)風(fēng)化殘積——搬運(yùn)自磨;——再風(fēng)化三個(gè)階段,，高嶺土風(fēng)化完全，晶片以單片狀為主,，粒度細(xì),。主要為造紙涂料原料。 （3）龍巖高嶺土,，屬風(fēng)化殘余型高嶺土礦床,。由于含鐵量低于0.3%，鈦低于0.02%,，并含有一定量低溫溶劑元素（Li2O）是電瓷,、高檔日用、美術(shù)瓷的理想原料,。 （4）蘇州陽(yáng)山高嶺土,，該礦床為熱液蝕變型高嶺土,。質(zhì)地純凈的蘇州陽(yáng)山泥，其化學(xué)成分十分接近高嶺石的理論成分,，Al2O3含量可高達(dá)39.0%左右,，顏色潔白、顆粒細(xì)膩,。主要用于催化劑載體及化工原料,。 （5）合浦高嶺土。屬風(fēng)化殘余型高嶺土礦床,。主要用于建筑陶瓷原料,。 （6）北方煤系高嶺土。為沉積型高嶺巖,，主要分布于我國(guó)產(chǎn)煤區(qū)域,，可用于建筑、涂料,、油漆及造紙涂料——煤系土,。 上述6大產(chǎn)區(qū)產(chǎn)量約占中國(guó)80%以上，在資源類型方面也有主要的代表性,。 高嶺土用途非常廣泛，主要是由于它的可塑性,、粘結(jié)性,、一定的干燥強(qiáng)度、燒結(jié)性及燒后白度等特殊性能,，使其成為陶瓷生產(chǎn)的主要原料,；潔白、柔軟,、高度分散性,、吸附性及化學(xué)隨性等優(yōu)良工藝性能，使其在造紙工業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用,。此外，高嶺土在橡膠、塑料,、耐火材料,、石油精煉等工業(yè)部門以及農(nóng)業(yè)和國(guó)防尖端技術(shù)領(lǐng)域亦有廣泛用途。主要用于陶瓷工業(yè),、涂料,、耐火材料、造紙,、油漆,、橡膠,、高級(jí)瓷器、電線電纜,、工業(yè)塑料,、化工工業(yè)填料、油墨,、食品,、化妝品、藥品等,，在油漆涂料中代替立德粉和部分鈦白粉等昂貴材料,。 為分離高嶺土中的石英、長(zhǎng)石,、云母,、鐵礦物、鈦礦物等非粘土礦物及有機(jī)質(zhì),，生產(chǎn)出能滿足各工業(yè)領(lǐng)域需求的高嶺土產(chǎn)品,，除了采用重選、浮選,、磁選等對(duì)高嶺土進(jìn)行提純除雜外,，有時(shí)還要采用化學(xué)漂白、超細(xì)剝片,、煅燒,、表面改性等深加工方法對(duì)高嶺土進(jìn)行處理。 （1）水力分級(jí) 水力分級(jí)包括螺旋分級(jí)(分離＋1mm粗砂),、沉淀池分級(jí)(分離＋0.053mm細(xì)砂),、水力旋流器分級(jí)(分離-0.053mm細(xì)砂)、離心分級(jí)機(jī)或小直徑水力旋流器分級(jí)(用于0.002～0.010mm超細(xì)粒度分級(jí)),。 （2）高梯度磁選 利用聚磁介質(zhì)產(chǎn)生1 600kA/m以上的磁場(chǎng)強(qiáng)度,，除去高嶺土中的Fe2O3和TiO2，生產(chǎn)造紙涂料和高級(jí)陶瓷原料,。 （3）選擇性絮凝 通過(guò)加入絮凝劑,，選擇性分離出細(xì)粒石英、黃鐵礦,、明礬石等雜質(zhì),，生產(chǎn)刮刀涂布級(jí)高嶺土。常用絮凝劑有六偏磷酸鈉,、聚丙烯酰銨,、水玻璃等。 （4）化學(xué)漂白 加入保險(xiǎn)粉等漂白劑使高嶺土中褐鐵礦,、赤鐵礦的高價(jià)鐵還原為可溶性亞鐵,，或加入氧化劑氧化黃鐵礦和染色雜質(zhì),，提高高嶺土白度。 （5）剝片 在剝片機(jī)中采用攪拌細(xì)介質(zhì)球產(chǎn)生磨剝作用,，使高嶺土集合體顆粒分離成薄片晶體,，生產(chǎn)粒度小于2μm含量達(dá)90%以上的刮刀涂布級(jí)高嶺土。 （6）煅燒 在800～1 000℃下煅燒時(shí),，高嶺土失水,，物相轉(zhuǎn)化，同時(shí)部分雜質(zhì)揮發(fā),，提高高嶺土白度和絕緣性,，生產(chǎn)電纜和橡膠塑料填料。煅燒是煤系(硬質(zhì))高嶺土必需的加工方法,。 （7）表面改性 將高嶺土用偶聯(lián)劑等進(jìn)行包敷處理,，提高其在塑料橡膠中的添加量，用于處理橡膠塑料用高嶺土填料,。 其中磁選是一種廣泛應(yīng)用于選礦領(lǐng)域的物理選礦方法,，其基本原理是利用礦物本身的磁性差異來(lái)實(shí)現(xiàn)分選。根據(jù)礦物被磁化的性質(zhì),，磁選可分為強(qiáng)磁選,、弱磁選、反磁選和高梯度磁選等多種類型,，以滿足不同礦物選礦的需求,。選礦設(shè)備主要包括板式磁選機(jī)、立環(huán)高梯度磁選機(jī),、電磁漿料高梯度磁選機(jī)、低溫超導(dǎo)磁選機(jī)等,。 流程一：以國(guó)外某高嶺土為例,，該樣品的主要雜質(zhì)包括氧化鐵、氧化鈦以及硅酸鐵等,。在原礦中,，F(xiàn)e2O3和TiO2的雜質(zhì)含量分別為0.89%和0.17%，而白度則達(dá)到了67.29%,。
為了有效去除這些雜質(zhì),，我們確定了以下試驗(yàn)方案：首先，將原礦通過(guò)電磁漿料磁選機(jī)進(jìn)行粗選和精選兩次磁選處理,，從而初步去除大部分雜質(zhì),。接著，將得到的精礦進(jìn)一步經(jīng)過(guò)超導(dǎo)磁選機(jī)進(jìn)行提純,，以進(jìn)一步降低雜質(zhì)含量,，提升高嶺土的品質(zhì),。
試驗(yàn)流程圖
由試驗(yàn)結(jié)果可知：原礦經(jīng)電磁漿料+電磁漿料+超導(dǎo)磁選可得到Fe2O3 0.35%，白度87.52%的高嶺土精礦產(chǎn)品,。
流程二：原礦經(jīng)超導(dǎo)5T磁選,。試驗(yàn)流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表2,。
圖2 選礦實(shí)驗(yàn)流程
原礦經(jīng)超導(dǎo)5T磁選,，得到Fe2O3 0.40%、Al2O3 22.92%,、SiO2 68.78%,、TiO2 0.10%、CaO 1.90%,、白度86.97%,、產(chǎn)率為90.90%的高嶺土精礦產(chǎn)品。
高嶺土作為一種多功能的工業(yè)原料,，其應(yīng)用前景廣闊,，隨著科技的不斷進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，高嶺土將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,。未來(lái),，我們期待通過(guò)更深入的研究和技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)一步拓展高嶺土的應(yīng)用范圍,，實(shí)現(xiàn)其更高效,、更可持續(xù)的利用，為人類社會(huì)的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn),。同時(shí),，我們也應(yīng)該關(guān)注高嶺土開采和加工過(guò)程中可能帶來(lái)的環(huán)境問題，積極采取措施,，確保高嶺土資源的合理開發(fā)與生態(tài)環(huán)境的保護(hù)相協(xié)調(diào),。
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