一文看透高岭土选矿：工艺、设备与应用

高岭土作为一种重要的非金属矿产资源，在橡胶、塑料、造纸等多个工业领域有着广泛应用。其选矿工艺主要分为干法和湿法两种，每种工艺都有独特的流程和特点。

高岭土干法选矿工艺

高岭土干法开采工艺简单且经济。首先，矿石会经过锤式破碎机，将其破碎至 25.4mm ，随后继续破碎，粒度减小至 6.35mm。在笼式磨机中，利用热风将高岭土的水分从约 20％降低至 10％。

破碎后的矿石会通过配备离心分离器和旋风分离器的吹风式雷蒙磨机进一步研磨。该工艺能除去大部分砂子，生产出的产品常作为低成本填料应用于橡胶、塑料和造纸工业。在造纸工业中，当产品用作填料层中的填料时，其灰分含量低于 10％或 12％，不过此时产品亮度不高。

若对产品白度要求较高，雷蒙磨生产出的产品还需进行干法除铁。干法选矿具有诸多优势，比如省去脱水干燥工序，减少灰粉损失，工艺流程短，生产成本低，特别适合干旱缺水地区。但要获取高纯度的高岭土，干法选矿就稍显不足，必须依靠湿法选矿工艺。

高岭土湿法选矿工艺

高岭土湿法工艺的选矿阶段包含水力分级、浮选、选择性絮凝、磁选、化学漂白处理等步骤，目的是去除不同的杂质。

先将配好的泥浆矿浆通过耙式洗矿箱、浮选槽分级机或旋风分离器进行除砂，接着再利用连续式离心机、水力旋风分离器、水力分离器或振动细筛分成粗、细两个等级。

细粒级矿料会被送入高梯度磁选机，以除去铁钛杂质。通过搅拌冲刷使产物分离，然后进行氧化铁浸出。对于白度足够高、包覆性好的粘土，可用磁选法剥离，直接送去浸出作业。浸出后，在矿浆中加入明矾，促使粘土矿物凝聚，便于后续脱水。

漂白后的高岭土采用高速离心机、旋转真空过滤器或压滤机进行脱水。之后，将滤饼重新分散成含 55％至 65％固体的浆料，再进行喷雾干燥，制成松散的干产品。部分干产品会混入分散的浆料中，制成含 70％固体的产品，运往造纸厂。

未经精选的最终产品白度较低，只能通过工艺中的磁选、泡沫浮选或选择性絮凝来提高白度。但这些独立操作各有利弊，所以工业上通常采用两种或三种工艺的联合工艺，以实现粘土资源的综合利用。

高梯度磁选机在高岭土分选中的应用

高岭土中的赤铁矿磁性较弱，高梯度磁选机可以有效将其除去。近年来，超导磁选机也成功应用于高岭土分选。超导磁选机不仅降低了能耗，场强大幅提高，还提升了高岭土精矿的品质。它的磁升速度快，60 秒内就能达到最高设计场强，同时消磁时间短，极大减少了负荷循环过程中从磁铁中冲洗磁性杂质所需的时间。

英国还试验了一种往复式螺旋超导磁系统，其设计与传统的罐式磁过滤器类似，但它在工作周期内可保持超导磁体处于激发状态，无需切换控制，能连续运行。

高岭土泡沫浮选工艺

浮选作业主要是为了将高岭土中的钛杂质浮选出来。由于杂质颗粒极细，通常采用载体浮选工艺，载体矿物可以是方解石或硅砂（-325 目），用量一般为高岭土重量的 10％～20％，部分载体经回收后可重新利用。

浮选工艺所用到的药剂有分散剂硅酸钠、pH 调节剂氢氧化胺和烧碱、捕收剂塔尔油、脂肪酸和石油磺酸钙。不过浮选工艺也存在不少缺点，比如载体的疏水化需要大量化学品；浮选工艺只能在矿浆浓度较低时才有效，这增加了脱水成本；必须尽可能将载矿体从粘土产品中除去，以便回收产品中的载矿体进行再利用；此外，粘土中残留的化学物质和载体矿物对最终产品有害。

浮选可直接从高岭土中浮出锐钛矿，其特点是需要存在分散剂（如硅酸钠）和 pH 调节剂（通常是氢氧化胺）。在高条件下，高矿浆浓度（40％至 60％固体）被擦洗，以去除表面污染物，同时擦洗还会使高岭土矿物中的锐钛矿和赤铁矿解体，然后捕获少量活化剂和脂肪酸。矿浆与捕收剂一起加入，被捕收剂覆盖的金红石在高剪切搅拌条件下形成选择性团聚，使粒径明显增大。经过高剪切搅拌和矿浆稀释后的矿浆，含固量为 15％~20％时进行浮选，高岭土中的明矾也能通过这种方式去除。