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高岭土除铁技术与高岭土增白技术
栏目:技术资讯 发布时间:2025-02-28
高岭土广泛地应用于陶瓷工业、造纸工业、橡胶塑料工业、建材工业、化学工业、油漆工业等许多部门。根据其用途的不用,对高岭土的白度有着不同的要求。但是自然

      高岭土广泛地应用于陶瓷工业、造纸工业、橡胶塑料工业、建材工业、化学工业、油漆工业等许多部门。根据其用途的不用,对高岭土的白度有着不同的要求。但是自然界中产出的高岭土中,往往因含有一些着色杂质而影响其自然白度。采用常规的物理选矿方法,虽可除去部分杂色矿物,但因染色物质粒度极细且共生复杂而难以奏效。因此,寻求非传统的高岭土除铁新方法,使高岭土中杂质铁含量大大降低,实现了高岭土的深加工和经济价值的提高。以下介绍去除高岭土中铁杂质,增加其白度的几种方法。


1 高岭土化学除铁增白法

  所谓化学除铁就是用化学药剂选择性溶解物料中含铁矿物,然后去除的方法。

  色素离子的类型不同,所用的试剂、方法也就各异:经提纯后的高岭石表面吸附的色素离子为Fe3+,即铁以Fe2O3形式存在时,采用Na2S2O4与其反应将Fe3+还原成二价铁盐,经过漂洗,过滤除去;当吸附离子为Fe2+时,即铁以FeS2形式存在时,应采用氧化剂与其反应将其氧化成可溶性硫酸亚铁和硫酸铁,使其变成易被洗去的无色氧化物;大部份矿样同时含有Fe3+和Fe2+,采用氧化一还原联合漂白法,先用氧化剂氧化Fe2+成为Fe3+再用还原剂将其还原为Fe2+。经过漂洗,过滤除去。

1.1 高岭土还原法

1,1.1 高岭土保险粉还原法

  连二亚硫酸钠除铁的基本反应如下:

  Fe203+Na2S204+2H2SO4≒2NaHS03+2FeSO4+H20

  由试验知,漂白效果不好的原因之一是保险粉极易分解而使其还原能力降低。反应如下:

    2[S2O42-]+4H+=3SO2+S+H2O

   3[S2042-]+6H+=5SO2+H2S+H2O

So2与H2S进一步反应生成S↓:

  2H2S+SO2=3S↓+2H20,这些副反应,既浪费了药剂,又影响产品质量。此外漂白后的高岭土如果不能得到及时洗涤,就会造成产品返黄。可见保险粉还原法对条件要求非常苛刻,要想实现工业化生产,必须解决两个难题:1)严格控制酸度、温度等;2)如何使产品尽快、充分地得到洗涤。针对保除粉漂白的高岭土易返黄的弱点,在漂白过程中添加适量的熬合剂,如草酸,它与铁离子形成无色含水的双草酸络铁熬合离子:

 该熬合离子溶于水,在高岭土铁漂白后随滤液排除。漂白后的矿浆要立即进行清洗,将矿浆加入5~l0倍的清水稀释,这样清洗3~4次,最后浓缩干燥即成最终产品。

 2,1,2 酸高岭土溶氢气还原法

  为了使高岭土中的杂质Fe2O3更易转化为无色易溶状态,酸溶时加入还原剂是必要的。在盐酸、硫酸、草酸等介质中使用锌粉或铝粉作还原剂,通过活泼金属置换出酸溶剂中的氢,利用不断生成的氢气将高岭土中有色不溶的Fe3+变为可溶的Fe2+随滤液被除去。其中酸的作用有两个:1)作溶剂如盐酸与Fe2O3发生置换反应,将不溶的Fe2O3,变为可溶的Fe3+,反应式为6HC1+Fe2O3→2FeC13+3H2O;2)与活泼金属发生置换反应,生成氢气,以铝作还原剂为例,反应如下:

  6HC1+2A1=2A1Cl3十3H2↑

  3H2SO4+2A1=A12(S04)3+3H2↑

  3H2C2O4十2A1=Al2(C2O4)3+3H2↑

新生成的氢气将有色的Fe3+还原为无色易溶的Fe2+随滤液除去。与此同时,氢气还有可能直接与未被酸溶解的Fe2O3,发生反应

  2Fe3++H2=2Fe2++2H+

对于含铁多(大于2.10%)、白度低(70度以下)的煤系高岭土,只有采取酸溶氢气还原法除铁,煅烧法除碳的方式,才能最大限度地提高产品的白度。


2 高岭土氧化法

  高岭土中含有黄铁矿和有机质时,常使矿物呈灰色。这些物质采用酸洗和还原漂白均难以除去。这就需要采用氧化法进行漂白。

  氧化漂白法是用强氧化剂,在水介质中将处于还原状态的黄铁矿等,氧化成可溶于水的亚铁离子;同时,将深色有机质氧化,使其成为能被水洗去的无色氧化物。氧化漂白中所用的氧化剂有次氯酸钠、过氧化氢、高锰酸钾、氯气、臭氧等。

  以次氯酸钠为例,黄铁矿被其氧化的反应如下:

  FeS2+8NaOCl→Fe2++8Na++S042-+8C1-

 

   在较强的酸性介质中,亚铁离子是稳定的。但当pH值较高时,亚铁则可能变成难溶的三价铁、失去其可溶性。除pH值的影响外,氧化漂白过程还受到矿石特性、温度、药剂用量、矿浆浓度、漂白时间等因素的影响。


3    高岭土微生物除铁增白法

  矿物的微生物加工技术是一门新兴的矿物加工技术。其显著特点是投资少、成本低、能耗小、环境污染程度轻。矿物的微生物加工技术包括微生物浸出技术和微生物浮选技术。矿物的微生物浸出技术研究较早,研究最多,发展较快。它是利用微生物与矿物之间的深度作用,使矿物晶格破坏,从而使有用组分溶解出来的一门提取技术。

 3,1 微生物(T.f.菌)氧化增白法

  许多非金属矿石中均含有有害杂质黄铁矿。目前采矿现场采用的是化学增白法