카올린은 자연계에서 흔히 볼 수 있는 점토 광물입니다. 백색 안료의 원료로 유용하기 때문에 백색도는 카올린의 가치를 결정하는 중요한 지표입니다. 카올린에는 철, 유기물, 색소 등의 불순물이 함유되어 있습니다. 이러한 불순물은 카올린의 색상을 변화시켜 백색도에 영향을 미치므로, 카올린을 정제할 때는 불순물을 제거하는 과정이 필수적입니다.
카올린의 일반적인 정제 방법에는 중력 분리, 자력 분리, 부유선별, 화학 처리 등이 있습니다. 다음은 카올린의 일반적인 정제 방법입니다.
1. 중력 분리
중력 분리법은 주로 맥석 광물과 카올린의 밀도 차이를 이용하여 고밀도 불순물인 가벼운 유기물, 석영, 장석 및 철, 티타늄, 망간 함유 원소를 제거함으로써 백색도에 미치는 불순물의 영향을 줄입니다. 고밀도 불순물 제거에는 일반적으로 원심 농축기가 사용됩니다. 또한, 선별 과정에서 카올린의 세척 및 선별을 위해 하이드로사이클론을 사용할 수 있는데, 이는 세척 및 등급 분류뿐만 아니라 일부 불순물 제거에도 효과적이어서 활용 가치가 높습니다.
그러나 재분리법으로는 품질이 우수한 카올린 제품을 얻기 어려우며, 최종적으로 품질이 우수한 제품은 자력 분리, 부유선별, 소성 등의 방법을 통해 얻어야 한다.
2. 자기 분리
거의 모든 카올린 광석에는 소량의 철광석이 함유되어 있으며, 일반적으로 0.5~3% 정도입니다. 주요 불순물은 자철석, 일메나이트, 능철석, 황철석 및 기타 착색 불순물입니다. 자력 분리법은 주로 맥석 광물과 카올린 사이의 자기적 차이를 이용하여 이러한 착색 불순물을 제거합니다.
자철석, 일메나이트 및 기타 강자성 광물이나 가공 과정에서 혼입된 철가루를 분리할 때는 자력 분리법을 사용하는 것이 더 효과적입니다. 약자성 광물의 경우, 크게 두 가지 방법이 있습니다. 하나는 광물을 소성하여 강자성 산화철 광물로 만든 후 자력 분리하는 것이고, 다른 하나는 고경사 자기장 자력 분리법을 사용하는 것입니다. 자력 분리법은 화학 약품을 사용하지 않기 때문에 환경 오염을 유발하지 않아 비금속 광물 가공 공정에 널리 사용됩니다. 자력 분리법은 철광석 함량이 높아 상업적 채굴 가치가 없는 저품위 카올린의 채굴 및 활용 문제를 효과적으로 해결해 왔습니다.
하지만 자력 분리만으로는 고품질 카올린 제품을 얻기 어렵고, 카올린 제품의 철 함량을 더욱 줄이기 위해서는 화학 처리 등의 공정이 필요합니다.
3. 부유선별법
부유선별법은 주로 맥석 광물과 카올린의 물리적, 화학적 차이를 이용하여 불순물이 많고 백색도가 낮은 원광 카올린을 처리하고, 철, 티타늄, 탄소 등의 불순물을 제거함으로써 저품위 카올린 자원의 종합적인 활용을 실현하는 방법이다.
카올린은 전형적인 점토 광물입니다. 철이나 티타늄과 같은 불순물이 카올린 입자에 흔히 포함되어 있기 때문에 원광석을 일정 수준으로 미세하게 분쇄해야 합니다. 카올리나이트는 일반적으로 초미세 입자 부유선별법, 이중 유동층 부유선별법, 선택적 응집 부유선별법 등의 부유선별법에 사용됩니다.
부유선별법은 카올린의 백색도를 효과적으로 높일 수 있지만, 화학 시약이 필요하고 비용이 많이 들며 오염을 유발하기 쉽다는 단점이 있습니다.
4. 화학적 처리
화학적 침출: 카올린에 함유된 일부 불순물은 황산, 염산, 질산 및 기타 침출제를 사용하여 선택적으로 용해시켜 제거할 수 있습니다. 이 방법은 저품질 카올린에서 적철광, 갈철광 및 능철광을 제거하는 데 사용할 수 있습니다.
화학적 표백: 카올린에 함유된 불순물은 표백 과정을 통해 산화되어 용해성 물질로 변환되며, 이는 세척 및 제거를 통해 카올린 제품의 백색도를 향상시킬 수 있습니다. 그러나 화학적 표백은 상대적으로 비용이 많이 들고, 일반적으로 카올린 농축액에 사용되며, 불순물 제거 후 추가적인 정제 과정이 필요합니다.
소성 정제: 불순물과 카올린의 화학적 조성 및 반응성 차이를 이용하여 자화 소성, 고온 소성 또는 염소화 소성을 통해 카올린 내 철, 탄소, 황화물 등의 불순물을 제거할 수 있습니다. 이 방법은 소성 생성물의 화학적 반응성을 향상시키고 카올린의 백색도를 크게 개선하여 고품질 카올린 제품을 얻을 수 있습니다. 그러나 소성 정제의 단점은 에너지 소비가 많고 환경 오염을 유발하기 쉽다는 것입니다.
단일 기술만으로는 고품질 카올린 정광을 얻기 어렵습니다. 따라서 실제 생산 시에는 자격을 갖춘 광물 처리 장비 제조업체를 선택하여 광물 처리 실험을 수행하고 다양한 처리 기술을 적용함으로써 카올린의 품질을 향상시키는 것이 좋습니다.
게시 시간: 2020년 4월 6일