El caolín es un mineral industrial importante que tiene numerosos usos y que requiere diversas especificaciones para el mercado. Las arcillas de caolín de alto brillo representan un desafío continuo para el productor. Un avance en este campo de Beneficio de Arcilla de Caolinita ha sido un proceso patentado desarrollado por Minerals and Chemicals Philipp Corporation y denominado Ultra Flotation. Los contaminantes que son de menos de 1 micra se separan de una alimentación que es prácticamente 100% más fina que 3 micras y 48% más fina que 0.5 micras. La eliminación de los contaminantes mediante flotación de espuma convencional nunca ha tenido éxito comercial previamente.
La Ultra Flotation es un nuevo concepto de separación mineral que extiende los principios de flotación al rango submicrónico mucho más allá de sus límites actuales. La clave de la Ultraflotación es la mayor superficie disponible para partículas finas flotantes mediante la adición de un mineral portador adecuado, generalmente en el rango de la malla de -325. En la flotación convencional, las burbujas de aire hacen el trabajo por si solas. En la Ultra Flotation, el reactivo cargado de partículas finas a ser flotadas se adhieren ellas mismas al mineral portador y se flotan fácilmente como una espuma producto.
Proceso de Beneficio del Proceso de Producción de Arcilla de caolinita y caolín
Las ventajas de producción son que el proceso utiliza equipos convencionales y reactivos de flotación comunes. Los minerales tales como calcita, espato flúor, sílice, barita, azufre, etc., son posibles portadores para el proceso.
El Diagrama de Flujo
El primer paso en el procesamiento de la arcilla de caolín es suspenderlo en un mezclador (blunger) con agua y un agente dispersante. La separación empleando mallas, ciclones e hidro-clasificadores es el siguiente paso. La arcilla de malla menos 325 es separada mediante fraccionamiento usando clasificadores centrífugos para producir las fracciones finas demandadas por los diversos mercados. El blanqueado, filtrado y el secado completan los pasos de procesamiento generales.
El diagrama de flujo en este estudio sigue los pasos generales descritos anteriormente, pero se incluye la Ultraflotación para producir un producto de alto brillo a partir de la fracción fina. El blanqueamiento únicamente no producirá el brillo deseado.
La alimentación para la Ultraflotación (90-94% más fino que 2 micras) se almacena en un tanque de recepción con agitador y luego se bombea a través de un instrumento de control de densidad y flujo a tres Acondicionadores dispuestos en serie. El portador mineral (piedra caliza molida, 200-400 libras por tonelada) y sulfato de amonio (4-8 libras por tonelada) se agregan al primer acondicionador. La descarga del acondicionador final que contiene un 20% de sólidos se alimenta directamente a un Acondicionador de Alta Energía de seis celdas. Una emulsión de aceite de resina (3-5 libras por tonelada), petronato de calcio neutro (3-5 libras por tonelada), agua amoniacal (2-4 libras por tonelada) y agua se agregan a la primera celda del acondicionador de alta energía La pulpa acondicionada tiene un pH de 9.0. Se agrega combustible (6-10 libras por tonelada) a la cuarta celda de acondicionamiento
Un total de 24 máquinas de flotación «Sub-A» (diseño de celda a celda) se utilizan para la separación por flotación. La pulpa acondicionada se hace flotar primero en una máquina de seis celdas y luego esta espuma, que contiene el portador mineral y los contaminantes que causan la coloración, se reflota sucesivamente en etapas usando una máquina de seis celdas para la primera etapa y máquinas de cuatro celdas para la segunda y tercera etapa de limpieza. Se agrega agua de dilución a cada etapa de flotación para mantener las condiciones de densidad de pulpa. Los relaves de las celdas rougher o de desbaste y los relaves de la reflotación se combinan y se les depura de cualquier contaminante adicional en una máquina de flotación «Sub-A» de 4 celdas. Los relaves de este paso de flotación final representan el caolín beneficiado y se bombea a un espesador. Se agrega ácido sulfuroso a la bomba para producir un pH de 2,8 a 3,0 para la floculación.
Los productos en la espuma de los pasos de reflotación y depuración se combinan y descartan en una poza de relaves. El contaminante principal eliminado en el proceso de Ultraflotación es un mineral de titanio que no blanquea e imparte un color marrón amarillento al caolín terminado, si está presente. Los resultados típicos de la separación por Ultra-flotación se muestran en la tabla.
En resumen, el caolín precipitado en el espesador se blanquea, filtra, dispersa y seca. El producto Ultra White 90 es embarcado a granel o en bolsas o como una suspensión al 70% en carros tanque.
El contenido de Fe2O3, que afecta el brillo de las arcillas, se controla mediante un minado cuidadoso y utilizando como reductor el blanqueador con hidrosulfito de zinc. El hierro férrico se reduce al estado ferroso y la pasta se lava para eliminar las sales solubles.
En general, la Ultraflotation mejora el brillo del caolín en más del 5%. Al incorporar el blanqueador para mejorar mas el color, el producto beneficiado (Ultra White 90) tiene un brillo de 90-92. El brillo es una medida de la reflectancia de la luz por un método estándar de la Asociación Técnica de la Industria de Celulosa y Papel.
PROPIEDADES Y USOS DE ARCILLA ULTRA WHITE 90
Brillo (G.E. rango de brillo)…………………………………………………………….90-92%
Porcentaje de tamaño de partícula mas fino que 2 microns………………..90-94%
Máximo residuo húmedo de malla, malla 325…………………………………..0.005%
Indice de Refracción……………………………………………………………………….1.56%
Gravedad Específica……………………………………………………………………….2.58
pH, rango………………………………………………………………………………………6.3-7.0
Ultra-White 90 es una arcilla premium pre-dispersada que tiene aplicaciones como material de relleno en la elaboración de papeles de alta calidad para reducir el requerimiento de TiO2 para el brillo y en recubrimientos que requieren un alto brillo, un acabado más fácil, mejoras de brillo y retención de tinta. Está disponible a granel, en suspensión o en bolsas, y se produce mediante el proceso de Ultra-flotación desarrollado por Minerals & Chemicals Philipp Corporation.
Fuente: Este artículo es una reproducción de un fragmento de documentos «En el dominio público» que se encuentra en la biblioteca privada de 911Metallurgy Corp.