高岭土的几种除铁方法_袁延英
陶瓷原料用高岭土除铁增白技术之高温氯化法
陶瓷原材料用高岭土除铁增白技术之高温氯化法铁杂质是陶瓷生产中的有害物质，假如原材料中铁杂质含量超过肯定得水平，那么铁杂质将大大影响陶瓷产品的白度、介电性能和化学稳定性，从而影响产品的商业价值，因此对陶瓷产品来说铁杂质的含量应当要严加掌控。
粘土是用于制造陶瓷和耐火材料的一个紧要矿物原材料，其中的所含铁杂质矿物重要有以下几种：针铁矿（HFeO2）、黄铁矿（FeS2）、赤铁矿（Fe2O3）、钛铁矿（FeTiO3）、磁铁矿（Fe3O4）以及菱铁矿（FeCO3）等。
铁杂质在粘土中的存在形式多样，有的呈结核状，有的呈浸染状和网络状分布形式，结核状铁杂质可以通过淘洗的方法除去，分选度较大的铁杂质则可以采纳电磁除铁法。
当前国内正在建设资源节省型，环境友好型的和谐社会，因此节能降耗少污染就成了陶瓷行业所要急需解决的问题。
高温氯化法高温氯化法就是通过在特定的容器中通入流动的氯气，在700℃至950℃的温度下焙烧球团状的粘土，使粘土中的铁杂质与氯气反应生成气态氯化铁盐，以挥发的方式除去氯化铁盐，从而达到除去杂质的目的。
在过去的几十年中使用氯化法冶炼金属已显著增多，这是由于应用性氯化技术的成熟为提高原材料反应活性，降低生产成本供给了较好的前提。
用氯化的方法除去高岭土矿物中的铁、钛杂质，以获得肯定白度的高岭土，这种技术在造纸行业最早进展起来。
J.A.Gonzlez等进行了使用高温氯化的方法从不同的粘土和（高岭土）矿物中去除铁、钛杂质的一系列试验，他们由试验得到了高温氯化漂白粘土的最佳优化条件，并且在此条件下的除铁效率特别高，并且实现了在工业上的应用。
他们的试验结果表明，使用高温氯气从粘土矿物提取铁、钛等杂质已被证明是明确优于其他物理和化学除铁过程的，高温氯化法不仅可以除去矿物中的游离铁杂质，而且还可以除去粘土矿物中的结构铁杂质。
Chandrasekhar等使用高温氯化法处理粘土特别是高岭土中的铁和钛杂质，已获得良好的效果。
高岭土除铁增白方法
１ 高岭土中铁的赋存状态
高岭土 中的铁杂质是 主要着色物质［ ｑ ． 国内外 学者 大量 的 研 究表 明 ： 高岭土 中的铁 多以黄铁 矿 、 赤铁矿 、 菱 铁矿 、 锐 钛
含 铁 成 分 的多 样 性 。 以及 目前 技 术 和 设 备 的 限 制 ． 用 磁 选 法 除 铁 的高 岭 土 质 量 还 不是 很 理 想 ． 不能满足所有需要 ． 该 除 铁 方 法 有 待 进 一 步 发 展
２ ． １ ． ２ 浮 选 法
白度 是 高 岭 土 的 主要 性 能 参 数 ．白度 越 高 其 利 用 价 值 就
矿 物 可 用 普 通 磁 选 法去 除 ． 对弱磁性矿物 ． 可 采 用 高 梯 度 强 磁 场磁选法 ． 该 法 能 去 除 铁 矿 物 中 弱磁 性微 细颗 粒及 胶体 颗 粒 ．
还 能 分 离 微 米 级顺 磁 性 物 料 ［ ］ ： 也 可 以 将 弱 磁 性 矿 物 先 焙 烧
工 业 等 几 十 个 行 业㈣ 得 到 广泛 应用 。 在 陶 瓷工 业 中 ， 高 岭 土在 陶瓷 坯 料 和 釉 料 中得 到大 量 应 用 。 化 工产 品 中添 加 高 岭 土 ． 可
明显 提 高 产 品 的 档次 ［ “］
使 其 转 变 成 强 磁性 氧化 铁 后 ， 再 进行 磁 选 除去 。 由于 高岭 土 中
１ ８
江
苏
陶
瓷
Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｃ ｅ ｒ ａ ｍｉ ｃ ｓ
煤系高岭土除铁 钛的途径探讨
3、技术创新
技术创新是推动煤系高岭土行业发展的重要动力。未来，我国可能会加大在 煤系高岭土提取、加工和应用方面的研发投入，以提高资源利用率和产品附加值。 例如，开发高效节能的提取工艺、新型的改性剂和加工设备等，以提高煤系高岭 土的性能和扩大其应用范围。
四、应用技术介绍
1、工业领域
在工业领域，煤系高岭土主要应用于陶瓷、玻璃制品和涂料的生产。其中， 陶瓷和玻璃制品的生产过程中，煤系高岭土可作为瘠性原料加入，提高产品的透 光性和硬度；在涂料生产中，煤系高岭土可以提高涂料的悬浮性和稳定性，从而 提高涂料的品质。
2、建筑领域
在建筑领域，煤系高岭土可用于改善混凝土的性能，提高其抗压、抗折强度 和耐久性。此外，煤系高岭土还可用于生产瓷砖和防水材料等。
3、化妆品领域
在化妆品领域，煤系高岭土具有较好的吸附性和保湿性，可用于生产化妆品 和护肤品。例如，在生产粉底和口红时，煤系高岭土可以作为填充剂和吸附剂使 用；在生产护肤品时，它也可以作为保湿剂和抗敏剂使用。
五、未来展望
我国煤系高岭土的开发利用具有巨大的潜力。未来，随着技术的不断创新和 市场需求的增长，预计我国煤系高岭土行业将迎来更加广阔的发展空间。为此， 我们提出以下建议：
1、加大资源勘探力度，合理开发利用煤系高岭土资源。同时，开展产业链 上下游合作，提高整体竞争力。
2、强化科技创新能力，推动煤系高岭土提取、加工和应用技术的升级换代， 提高产品附加值和市场竞争力。
在市场方面，对高纯度煤系高岭土的需求将不断增加，因此除铁、钛技术的 市场需求前景广阔。随着技术的进步和成本的降低，除铁、钛的煤系高岭土产品 将更具竞争力，市场份额也将逐步扩大。
此外，政府将越来越重视环保和资源循环利用，对污染严重的化学法除杂工 艺可能会采取更加严格的限制措施。因此，环保型除铁、钛技术如物理法和生物 法将更受青睐，成为未来的发展趋势。
高岭土的十大加工方法
高岭土的十大加工方法2022-02-07高岭土的选矿提纯加工方法主要的目的是使高岭土的品位增加，纯度提高，白度提高。
目前高岭土的选矿提纯增白方法主要有：物理法、化学法和物理化学法。
物理法主要有水介质浮沉法、分级、磁选和超细磨矿等；化学法主要有浮选、化学提纯、微生物法漂白、煅烧加工和表面改性等；物理化学法主要有浮选等，也可以物理法和化学法配合使用。
各个地方的高岭土矿的成因和种类的不一样，其中所含的伴生矿物杂质就有所不同，选矿加工方法的选取就要有所差异，要因矿而定。
01 水介质浮沉法水介质浮沉法是指在用水作为介质的条件下，利用各种矿物在水中的浮沉速度和溶解度的不同，把有用矿物和杂质矿物分离开来的一种选矿提纯加工方法。
目前，此种方法主要用于高岭土矿中含有石英等砂质矿物的选矿提纯，在我国很多的高岭土生产企业都采用此种方法。
此方法简单、易操作，经济成本低；但是，此种方法主要去掉石英、长石、云母等碎屑矿物和岩屑等较粗粒的杂质，同时也可除去部分铁钛矿物。
对密度和溶解度与高岭土相似的杂质矿物无法去除，白度提高的不是很明显，适合于较为优质的高岭土矿的选矿提纯。
02分级分级就是利用矿物颗粒的大小或密度的差别来分离矿物，根据不同的情况，分级方法则不尽相同。
若组成矿浆的矿物粒度相差大，则一般用筛网分级；若相近，则据其密度差别进行选别。
常用的分级设备有振动筛、水簸、水力旋流器和离心机等。
分级的作用和水介质浮沉法基本相同，主要是用来除去高岭土矿中的长石和石英等杂质矿物，使得高岭土的纯度和煅烧白度得以提高。
03磁选除铁磁选是利用磁力清除物料中磁性金属杂质的方法。
磁选的应用则是利用各种矿石或物料的磁性差异，在磁力及其他力作用下进行选别的过程。
对除去磁铁矿和钛铁矿等高磁性矿物或加工过程中混入的铁屑等较为有效。
几乎所有的高岭土原矿都含有少量的铁、钛矿物，主要有铁的氧化物、钛的氧化物、钛铁矿、菱铁矿、黄铁矿、云母和电气石等。
这些着色杂质通常具有弱磁性，这样即可用磁选方法除去这些有害杂质。
去除土壤中重金属的方法
去除土壤中重金属的方法
去除土壤中重金属的方法有很多种，以下是一些常见的方法：
1. 植物修复：利用某些植物对重金属的吸收和富集能力，将重金属从土壤中转移到植物体内。
这种方法对环境友好，但可能需要较长的时间来达到显著的效果。
2. 微生物修复：利用微生物的代谢活动或生物转化作用，将重金属转化为较低毒性或更稳定的形式。
一些微生物还可以将重金属固定在土壤中，减少其迁移性。
3. 化学修复：使用化学药剂来沉淀、吸附或螯合重金属，使其变得不溶或不易迁移。
例如，利用石灰、磷酸盐等物质来降低重金属的溶解度。
4. 物理修复：包括土壤冲洗、挖掘和填埋等方法。
这些方法可以将受污染的土壤移除或隔离，以减少重金属对环境的影响。
5. 土壤改良：通过添加改良剂，如有机物质、沸石等，来改变土壤的理化性质，减少重金属的活性和迁移性。
6. 生物堆肥：将有机废物与受污染的土壤混合进行堆肥，利用微生物的作用降低重金属的毒性。
7. 农艺措施：合理的农艺管理，如合理施肥、轮作、休耕等，可以减少重金属在土壤中的积累。
高岭土的几种除铁方法
高岭土的几种除铁方法
袁延英
【期刊名称】《《国外金属矿选矿》》
【年(卷),期】2000(037)009
【摘要】本文介绍了近年来高岭土除铁增白的几种有效方法。
笔者用化学法产生新生液态连二亚硫酸盐对高岭土除铁增白 ,克服了用固体药剂连二亚硫酸钠除铁药剂费用高的弊病。
此方法工艺简单 ,一次性投资费用低 ,药剂总费用比用固体连二亚硫酸钠大幅度下降 ,是其药剂费用的 1 /3-1 /2。
【总页数】4页(P19-21,23)
【作者】袁延英
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TD973.2
【相关文献】
1.高岭土除铁增白方法及研究进展 [J], 刁润丽;张条兰
2.高岭土除铁增白方法 [J], 唐志阳
3.高岭土的几种除铁方法 [J], 袁延英
4.几种检测食用盐中柠檬酸铁铵含量方法的利与弊 [J], 魏瑜
5.高岭土的化学除铁增白方法研究进展 [J], 刁润丽;张晓丽
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我国高岭土矿中铁杂质特征及除铁技术研究进展
【开发利用】我国高岭土矿中铁杂质特征及除铁技术研究进展黄艳芳1,2，付 倩1，董家乐1，张 钰1，李英杰1，孙 虎1,2(1. 郑州大学 化工学院，河南 郑州 450001；2. 中原关键金属实验室，河南 郑州 450001)【摘 要】在我国产业转型升级的背景下，高岭土消费量迅猛增长，需求结构快速向中高端演化。
然而，以煤矸石为代表的富铁高岭土资源加工利用难度大，优质高岭土产品的短缺问题已经出现，加快推进绿色高效除铁技术的发展迫在眉睫。
在明确现代工业对高岭土含铁量要求的基础上，概述了我国高岭土资源的特点，分析了典型高岭土资源中铁杂质含量与赋存形态，系统介绍了物理法、化学法、生物法等除铁技术的原理与进展情况，并通过对比分析指出了未来除铁技术可能的发展方向，以期为我国高岭土产业链的提质升级提供参考。
【关键词】高岭土；铁赋存态；除铁增白；物理法；化学法【中图分类号】TD973.2 【文献标识码】A 【文章编号】1007-9386(2023)05-0014-07Research Progress on the Characteristics of Iron Impurities and Iron RemovalTechnology in Kaolin Ore in ChinaHUANG Yan-fang 1,2, FU Qian 1, DONG Jia-le 1, ZHANG Yu 1, LI Ying-jie 1, SUN Hu 1,2(1. School of Chemical Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China;2. Zhongyuan Critical Metals Laboratory, Zhengzhou 450001, China)Abstract: In the context of China's industrial transformation and upgrading, kaolin consumption is growing rapidly and the demand structure is evolving rapidly to the middle and high end. However, it is difficult to process and utilize the iron-rich kaolin resources represented by coal gangue, and the shortage of high-quality kaolin products has emerged, which makes it urgent to accelerate the development of green and efficient iron removal technology. On the basis of clarifying the requirements of modern industry on the iron content of kaolin, this work summarizes the characteristics of China's kaolin resources, analyzes the contents and occurrences of iron impurities in typical kaolin resources, systematically introduces the principles and progress of iron removal technologies such as physical methods, chemical methods and biological methods, and points out the possible development direction of future iron removal technologies through comparative analysis, with a view to providing a reference for the upgrading of China's kaolin industry chain.Key words: kaolin; iron occurrence; iron removal and whitening; physical method; chemical method高岭土是一种以高岭石(Al 4[Si 4O 10](OH)8)族黏土矿物为主的重要非金属矿产资源，具有晶粒微细、质地柔软、细腻洁白、密度小、熔点高等特性，以及良好的可塑性、耐火性等优点，广泛用于传统支柱产业和战略新兴产业[1]，如纸张涂层、橡胶填料、石油催化、电子元件、生物医药、吸附材料、太阳能储能材料等[2-5]。
高岭土的几种除铁方法_袁延英
高岭土的几种除铁方法袁延英＊提 要 本文介绍了近年来高岭土除铁增白的几种有效方法。
笔者用化学法产生新生液态连二亚硫酸盐对高岭土除铁增白,克服了用固体药剂连二亚硫酸钠除铁药剂费用高的弊病。
此方法工艺简单,一次性投资费用低,药剂总费用比用固体连二亚硫酸钠大幅度下降,是其药剂费用的1/3-1/2。
关键词 新生液态连二亚硫酸盐 还原增白 高岭土除铁 ＊中南工业大学 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。
根据其用途的不同,对高岭土的白度有着不同的要求,比如在造纸工业中,对涂布级高岭土要求白度>83%,在陶瓷工业中,制作高档瓷原料要求含Fe 2O 3<0.5%。
在高岭土加工中,应用传统的选矿工艺(常规的重选、磁选、浮选)不能使细碎和超细碎高岭土粉末中的杂质铁去除到标准含量,因此,选矿工作者另辟蹊径,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大大提高。
以下介绍去除高岭土中杂质铁,增高其白度的几种方法。
1)吸附浮选法 在细碎高岭土(细度为-43μm ,含Fe 2O 30.72%)矿浆中加入载体石灰石粉,石灰石粉作为吸附剂,把Fe 2O 3从矿浆溶液中吸附到石灰石粉载体上,载体既可依靠自身的疏水性,又可靠捕收剂造成的疏水性附着于气泡,得到含铁的载体泡沫产品与含高岭土精矿的槽内产品,从而使Fe 2O 3与高岭土分离。
吸附浮选所用设备即为常规的机械搅拌式浮选机,所用捕收剂为塔尔油,硫酸铵用于抑制高岭土,pH 调整用碳酸钠,水玻璃作为矿浆分散剂。
由于载体吸附为吸附、吸收、混晶、裹挟、凝聚等多种作用行为,因此,介质的pH 、载体的添加时间、地点等对吸附浮选影响较大。
工艺流程如图1所示。
用吸附浮选法可使高岭土中的Fe 2O 3由0.72%降至0.5%以下〔1〕。
2)双液浮选法 将高岭土矿调成一定浓度的水溶液矿浆,加入pH 调整剂调至所需的pH 值,搅拌一定时间后加入捕收剂,继续调浆一定时间后,然后图1 高岭土吸附浮选除铁流程加入有机溶液,再充分搅拌合适的时间后,静置分层、分离,得到有机相产品(含Fe 2O 3)和水相产品(含高岭土)。
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高岭土的几种除铁方法袁延英＊提 要 本文介绍了近年来高岭土除铁增白的几种有效方法。
笔者用化学法产生新生液态连二亚硫酸盐对高岭土除铁增白,克服了用固体药剂连二亚硫酸钠除铁药剂费用高的弊病。
此方法工艺简单,一次性投资费用低,药剂总费用比用固体连二亚硫酸钠大幅度下降,是其药剂费用的1/3-1/2。
关键词 新生液态连二亚硫酸盐 还原增白 高岭土除铁 ＊中南工业大学 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。
根据其用途的不同,对高岭土的白度有着不同的要求,比如在造纸工业中,对涂布级高岭土要求白度>83%,在陶瓷工业中,制作高档瓷原料要求含Fe 2O 3<0.5%。
在高岭土加工中,应用传统的选矿工艺(常规的重选、磁选、浮选)不能使细碎和超细碎高岭土粉末中的杂质铁去除到标准含量,因此,选矿工作者另辟蹊径,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大大提高。
以下介绍去除高岭土中杂质铁,增高其白度的几种方法。
1)吸附浮选法 在细碎高岭土(细度为-43μm ,含Fe 2O 30.72%)矿浆中加入载体石灰石粉,石灰石粉作为吸附剂,把Fe 2O 3从矿浆溶液中吸附到石灰石粉载体上,载体既可依靠自身的疏水性,又可靠捕收剂造成的疏水性附着于气泡,得到含铁的载体泡沫产品与含高岭土精矿的槽内产品,从而使Fe 2O 3与高岭土分离。
吸附浮选所用设备即为常规的机械搅拌式浮选机,所用捕收剂为塔尔油,硫酸铵用于抑制高岭土,pH 调整用碳酸钠,水玻璃作为矿浆分散剂。
由于载体吸附为吸附、吸收、混晶、裹挟、凝聚等多种作用行为,因此,介质的pH 、载体的添加时间、地点等对吸附浮选影响较大。
工艺流程如图1所示。
用吸附浮选法可使高岭土中的Fe 2O 3由0.72%降至0.5%以下〔1〕。
2)双液浮选法 将高岭土矿调成一定浓度的水溶液矿浆,加入pH 调整剂调至所需的pH 值,搅拌一定时间后加入捕收剂,继续调浆一定时间后,然后图1 高岭土吸附浮选除铁流程加入有机溶液,再充分搅拌合适的时间后,静置分层、分离,得到有机相产品(含Fe 2O 3)和水相产品(含高岭土)。
本方法所用装置类似于萃取分离装置。
工艺流程如图2。
图2 高岭土双液浮选除铁流程搅拌强度对双液浮选的分离指标影响很大,搅拌强度不足不利于有机相的充分分散,从而使铁质矿物与有机液滴碰撞接触的机会减少;但搅拌过强容易形成中间相(乳状混浊液),使分选效果变差,合适的搅拌强度是必要的。
此法除铁效果不错,尤其在加入某种添加剂溶液时除铁效果更佳,能使-2μm高岭土Fe2O3的脱除率和高岭土精矿产品的回收率达到理想结果〔2〕。
同时,此法还能使有机溶液回收再生,循环使用效果甚佳。
3)固体连二亚硫酸钠除铁法 连二亚硫酸钠除铁的基本反应如下:Fe2O3+Na2S2O4+2H2SO42NaHSO3+2FeSO4+H2O此反应使三价铁还原成可溶的二价铁,经过滤洗涤去除铁。
反应为可逆反应,工艺上要求立即过滤洗涤除去,以防止二价铁在空气中氧化变成Fe2O3,这给工业生产带来很大难度,难以实现预期的去铁指标。
但是,在用Na2S2O4除铁过程中添加适量的螯合剂〔3〕,螯合剂的成螯官能团与Fe2+生成稳定的螯合物,而螯合剂的水溶性官能团则促进其螯合物亲水性,故而生成稳定的水溶性螯合物,该含铁螯合物在高岭土漂白后随滤液排除,从而达到除铁目的。
应用固体药剂Na2S2O4配合添加剂螯合物进行除铁,产品白度稳定,质量可靠,漂白产品不用洗涤,并且减少了对周围环境的污染。
但固体Na2S2O4价格昂贵,且遇潮有氧存在的情况下,易分解和氧化,而降低药效,因此在运输和保管环节都须十分小心。
4)电化学合成连二亚硫酸钠除铁法 在弱酸性条件下电解亚硫酸盐水溶液,在电解池阴极上生成连二亚硫酸根离子:2HSO3-+2H++2e=S2O2-4+H2O连二亚硫酸根离子有强烈的还原作用,能使三价铁还原成二价Fe2+:Fe2O3+S2O42-+4H+=2Fe2++2HSO3-+H2O 从而使固态的Fe2O3转变成Fe2+水合离子进入溶液,达到与高岭土分离的目的。
此法能使含铁1.15%(以Fe2O3为主)的高岭土降至含铁0.37%〔4〕。
此电解法就地产生的新生态S2O42-,比固体Na2S2O4的漂白作用更为有效,无需使用昂贵的固体Na2S2O4,药品费用低。
另外,在整个反应过程中,亚硫酸氢根离子按HSO3-电解S2O42-漂白HSO3-的方式循环,含有HSO3-的滤液经处理后可以回用,既减少了亚硫酸氢盐的添加量,又减轻了排放含硫废液对水体的污染。
但此法的电解设备一次性投资较高。
5)选择性絮凝与高梯度磁选除铁法 在高岭土矿浆中加进絮凝剂,使矿浆中微细矿粒受高分子絮凝剂作用,互相串联成松散的絮凝团,单一的絮凝产品铁含量由Fe2O31.18%降至0.69%,再将絮凝产品经过高梯度磁选机分选,得最终产品含Fe2O3降至0.49%〔5〕。
而单一的高梯度磁选,一次分选产品含Fe2O3为0.61%,二次分选后Fe2O3为0.52%,达不到高质量高岭土产品Fe2O3<0.5%的要求。
而选择性絮凝与高梯度磁选联合除铁,可使产品Fe2O3含量降至0.5%以下。
此法可使质量低含铁高的难选高岭土的质量得到大幅度提高,为高档瓷的原料来源找到一条新途径。
但此法的高梯度磁选设备一次性投资较高。
6)磁种磁选法 把细碎煤系高岭土(细度为-20μm)矿浆放入可调整转速的搅拌器中搅拌。
添加定量溶解好的分散剂(如焦磷酸钠),调整矿浆浓度为40%～50%。
加pH调整剂,调节pH为5.5 -7.0,搅拌10min,待搅拌均匀后,添加事先分散调节好的磁种(-6μm的磁铁矿微细粒或-1μm的人造铁氧体微粒),使磁种选择性地与铁、钛矿物颗粒凝聚,提高这些弱磁性目的矿物的磁性。
磁种团聚的关键是调节好微细粒矿浆悬浮液的pH值,使其介于目的矿物和磁种等电点之间或为目的矿物的等电点,此时磁种和目的矿物表面荷电性正好相反,有利于互相凝聚。
待高强度调整3min后,给入4×10型高梯度磁选机中磁选(场强1.4～1.5T)。
磁选时调节好矿浆流量及磁选浓度(10%-15%),使矿浆在磁介质中动态停留时间为30～60s,待矿浆全部通过后,加脉动水冲洗,退磁后排洗磁性产物。
工艺流程如图3。
采用磁种分离工艺,可使原矿含Fe2O31.38%,含TiO20.97%的煤系高岭土,铁、钛去除率分别达52.2%和49.5%〔6〕。
7)加氯高温焙烧法 煤系高岭土中固定炭含量一般为2%左右,碳存在于高岭石结晶体间隙中,使煤系高岭土呈现灰黑或灰白色,这种高岭土常采用高温氧化焙烧法除炭,来提高高岭土的白度。
但是,高岭土中的含Fe矿物,如黄铁矿(FeS)、菱铁矿(FeCO3)及褐铁矿(Fe2O3·3H2O),在高温焙烧时均会转变成Fe2O3,造成原料发黄或呈砖红色,因此,图3 高岭土磁种磁选除铁流程必须在焙烧前或焙烧过程中采取除铁、钛措施,才能将产品白度提至90%以上。
采用加氯高温焙烧法,在除炭的同时,能够去除铁、钛致色因子,达到高岭土增白的目的。
加氯高温焙烧高岭土,在高岭土中C的参与下,将铁钛的氧化物转化为低熔点高挥发性的FeCl3(沸点315℃)及TiCl4(沸点136℃),碳则转化为CO、CO2,从而使C、Fe、Ti与高岭土分离。
其化学反应式如下:2MeO+C+2Cl2=2MeCl2+CO2M eO+C+Cl2=MeCl2+CO在相同条件下,经热力学计算,根据反应的自由焓ΔG°大小来排列,各种氧化物与氯反应的能力有如下的顺序:K2O>Na2O>CaO>M gO>Fe2O3>TiO2 >Al2O3>SiO2。
显然,排列在Al2O3之前的那些M eO,在加碳高温氯化时,通过温度及气氛控制,均能转化为气态氯化物而除去,而Al2O3及SiO2则得以保留,使高岭土达到除Fe和Ti等杂质的目的。
加氯高温焙烧工艺,温度以800～900℃为宜,合适的原料粒度为325目-400目,加氯量一般为高岭土重量的3%左右,采用动态焙烧优于静态焙烧,以流态化焙烧技术最佳〔7〕,能够获得高白度的优质高岭土。
8)化学合成新生液态连二亚硫酸盐漂白法 有关高岭土增白的方法报道尽管较多,但目前绝大多数厂家仍脱离不了连二亚硫酸钠(俗称保险粉)还原法。
如前所述,保险粉价格昂贵,且遇潮易分解氧化而降低药效。
因此,寻找一种有效的而比保险粉远为廉价的漂白药剂来替代昂贵的保险粉,确是一件有意义的事。
笔者用化学法产生新生液态连二亚硫酸盐对高岭土漂白的方法是:在高岭土矿浆中加入NaHSO3溶液,用H2SO4调整矿浆的pH至一定数值,将矿浆引入一装有金属锌粒的反应器中,反应至一定时间后,流出矿浆加入Na2CO3溶液,调节矿浆的pH至中性后进行过滤,所得滤饼即为漂白产品。
此化学法的漂白原理为:在酸性介质中,药剂在矿浆中发生如下主要化学反应:NaHSO3+H2SO4=Na2SO4+2H2SO3H2SO3=SO2+H2O2NaHSO3+SO2+Zn=Na2S2O4+ZnSO3+H2OZnSO3+H2SO4=ZnSO4+H2SO3H2SO3=SO2+H2OZn+2H2SO3=ZnS2O4+H2O反应生成的新生液态连二亚硫酸盐(Na2S2O4和ZnS2O4)具有很强的还原性,它们与高岭土矿浆中的固态铁的氧化物发生如下反应:Fe2O3+Na2S2O4+2H2SO4=2NaHSO3+2FeSO4+H2OFe2O3+ZnS2O4+2H2SO4=Zn(HSO3)2+2FeSO4+H2O反应生成的FeSO4溶于水而在后续过滤作业中被除去,从而使高岭土去铁增白。
此法可使高岭土的白度由72%增加到83%以上(在常温下反应漂白的情况下),漂白药剂总费用比用固体连二亚硫酸钠大幅度下降(同等指标下相比),只需保险粉法的1/3～1/2。
此法无需价格高昂的设备,一次性投资少,且工艺简单,操作易行。
同时,在漂白还原过程中,不断有NaHSO3和Zn(HSO3)2生成,它们作为再生药剂又加入到Na2S2O4和ZnS2O4的生成反应中去,试验证明,合理循环利用反应液,可以降低NaHSO3用量,从而进一步降低药剂成本。
由于各地高岭土的矿床成因和类型不同,高岭土中所含着色杂质的种类、数量和赋存状态等都有较大的差异,在选择高岭土除铁方法时必需从实际出发,通过试验,选择最佳方案和工艺条件。
参考文献1 苏成德,李桂琴.反浮选法除铁的试验.中国建材,1996, N o.2,44～45.2 魏克武,惠学德.双液浮选法脱除高岭土的铁.非金属矿.1992,No.1,54～58.(下转第23页)式:Fe3O4+4C3Fe+4CO3Fe2O3+C2Fe3O4+COFeO+C Fe+CO进入还原系统的原料越纯,杂质含量就越少,还原铁粉质量就越高。