高岭土漂白的新途径—酸溶氢气还原法
高岭土的脱色工艺研究
混合， 加入 草 酸 及 蒸 馏 水搅 拌
静置 ， 去上层 清液 ， 加入蒸馏水 ， 离心静置， 重复此步骤 ， 直至上
取 适 量 样 品 过 滤 干燥 ， 量 白 测
图 １ 高 岭 土增 白工 艺 流 程 图
Ｆｉ 。 Ｋ ｏ ｉ ｉ ｎ ｎ ｒ ｃ ｓ ｇ １ ａ ｌ ｗｈｔ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｎ ｅ
料、 医药和国防等几十个行业必需的矿物原料 。 特别是最近几 年 ，现代科学技术飞速发展 ，使得高岭土 的应用领域更加广
同时 ， 凶为 保险粉不稳定 ， 容易在空气 中氧化而失去还原 性 ，使还原 的 Ｆ ２在空气 中又很快氧化成 Ｆ ，出现返黄现 ｅ ． ｅ 象， 可以在漂 白过程 中适量加 入草酸做稳定剂 ， 它能与 Ｆ 形 ｅ 成稳定的络合物 ，形成无色含 水的双草酸络铁螯合离子从而
中国 陶瓷 工 业 ２１ ０ ０年 １ ２月 第 １ ７卷 第 ６期
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文章 编 号 ：０６ ２ ７ （０ ０ ０— ０ ６ （ １０ — ８４ ２ １ ）６ ０ ０一） ４
理 。 同 时探 讨 了提 高高岭 土 白度 的 影 响 因素 ， 方 面确 定 对 该 高岭 土进 行 漂 白的 最佳 条件 ， 一 方 面为 其他 种 类 的 高岭 一 另
土增白提供 参考数据。结果表 明， 使该 高岭土的白度提 高 ５ ％的工艺条件为 ： ０ 草酸调 节酸度值 ｐ Ｈ为 ２ 液 固比 ３： ， ， １增
０ 一 一
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２ ｏ 一。 ０ 一岳
２２ 实 验 过程 ．
本 次实验用到的高岭土来 自于湖南某造纸厂 ，色泽为橙
技术一文了解高岭土选矿加工技术及其研究进展！
技术一文了解高岭土选矿加工技术及其研究进展！除铁增白是提高高岭土附加值和应用效果的重要手段，为了去除高岭土原矿中的铁、钛矿物及有机质等着色物，提高其白度，必须要对其进行选矿提纯。
1、高岭土选矿加工工艺近年来由于用户对产品质量要求越来越高，大大推动了高岭土选矿工艺和相关技术的发展。
工业上高岭土的选矿加工工艺主要分为干法和湿法。
（1）干法工艺干法工艺主要采用风选，是一种简单、经济的加工工艺。
采出的原矿经过锤式破碎机碎至25mm后，给入笼式破碎机，使粒度减小到6.35mm，笼式破碎机内的热空气将高岭土的水分由采出的20%降至10%左右。
碎后的矿石则经配有离心分离机和旋风除尘器的吹气式雷蒙磨进一步磨细。
该工艺可将大部分砂石除去，用于造纸工业时，该产品可作为填料层灰分含量小于10%或12%处的填料，此时产品的亮度要求不高。
通常硬质高岭土采用干法生产，可省掉产品脱水和干燥过程，减少微粉流失，工艺流程短，生产成本低，适宜于干旱和缺水地区。
（2）湿法工艺湿法工艺包括矿石准备、选矿加工和产品处理三个阶段。
准备阶段包括配料、破碎和捣浆等作业。
选矿阶段包括水力分级、浮选、选择性絮凝、磁选、化学处理（漂白）等作业，以除去不同的杂质。
漂白的粘土用高速离心机、旋转式真空过滤机或压滤机脱水。
滤饼经再分散成55%-65%固体的矿浆，然后喷雾干燥制成松散的干品。
部分干品被混入到分散的矿浆中制成70%固体，再运至造纸厂。
软质高岭土用湿法生产。
造纸涂布用高岭土，对物质组成、白度、粒度组成、粘浓度和含砂量等方面都有较高的要求，一般采用湿法工艺。
2、高岭土选矿提纯技术研究进展（1）分散剂降粘分散剂可以改善高岭土悬浮液的分散状况和流变性，能明显地改善洗选、水力旋流器分级、高梯度磁选等分选效果，显著提高生产能力，且易于控制和操作。
加入分散剂改善高岭土粘度特性是目前最常用的一种有效方法，应用最广的是加入聚丙烯酸盐、聚磷酸盐等负电性分散剂来调节料浆的粘度。
高岭土除铁增白酸水处理工艺优化研究
【试验研究】高岭土除铁增白酸水处理工艺优化研究王晶晶，王志国，代雷孟，陈帝龙，李炳华，梁锡治(中非高岭茂名新材料有限公司，广东 茂名 525000)【摘 要】以茂名高岭土生产过程中产生的除铁增白酸水为研究对象，在现有水处理工艺分析及试验研究基础上，提出“重力沉降—石灰中和—氧化曝气—絮凝沉淀”处理的优化工艺。
结果表明，经重力沉降高岭土回收率可达到90%，质量达到GB/T14563-2020《高岭土及其试验方法》中涂料行业用水洗高岭土指标要求，后续处理过程中絮凝剂PAC 用量可减少70%。
并探讨处理水回用对分散剂六偏磷酸钠用量的影响。
【关键词】高岭土；酸水；水处理工艺；重力沉降；絮凝剂【中图分类号】TD973.2 【文献标识码】A 【文章编号】1007-9386(2024)02-0065-04Optimization of Acid Water Treatment Process for Iron Removal and Whiteningof KaolinWANG Jing-jing, WANG Zhi-guo, DAI Lei-meng, CHEN Di-long, LI Bing-hua, LIANG Xi-zhi(Zhongfei Kaolin Maoming New Materials Co.,Ltd., Maoming 525000, China)Abstract: Based on the analysis and experimental research of the existing water treatment process, an optimal process of "gravity sedimentation - lime neutralization - oxidation aeration - flocculation precipitation" was proposed for the removal of iron and whitening acid from the production of Maoming kaolin. The results show that the recovery rate of kaolin by gravity sedimentation can reach 90%, and the quality can meet the index requirements of the coating industry to wash kaolin with water in GB/T14563-2020 "Kaolin and its test methods", and the dosage of flocculant PAC in the subsequent treatment process can be reduced by 70%. The influence of treatment water reuse on the amount of sodium hexametaphosphate dispersant was also discussed.Key words: kaolin; acid water; water treatment technology; gravity settlement; flocculant高岭土是一种具有很高经济价值的非金属矿产资源[1-2]，主要成分为 Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O [3]，高质量的高岭土呈洁白细腻、松软土状，具有良好的可塑性和耐火性等理化性质，高岭土用途广泛，主要用于造纸、陶瓷和耐火材料等[4-8]，其中造纸用高岭土对白度、粘度和粒度有明确指标要求，需要有较高白度和粒度，有良好的分散流动性能，茂名高岭土属沉积岩风化残积亚型矿床，为砂质高岭土矿，形貌以六边形单片状为主，粒度细，是良好的高档涂布级造纸原料[9-13]。
高岭土的几种化学漂白
高岭土的几种化学漂白
王宜明
【期刊名称】《非金属矿》
【年(卷),期】1989(000)003
【摘要】本文提出应用螯合剂强化高岭土漂白的新方法,有效地克服了常规还原法漂白产品白度不稳定的缺点,有着广阔的应用前景。
【总页数】2页(P25-26)
【作者】王宜明
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TD973.2
【相关文献】
1.低白度高岭土的化学漂白 [J], 曹阳
2.煤系高岭土化学漂白试验研究 [J], 任瑞晨;荣振伟;宋金虎;庞鹤
3.超导磁分离工艺替代化学漂白用于高岭土除杂增白的可行性研究 [J], 陈丽昆;李亦然;王军;徐风雨;陈浩树;马仲英;王炜
4.就地电化学合成连二亚硫酸钠用于漂白高岭土的初步试验 [J], 张其春;邱克辉;廖戎
5.高岭土化学漂白工艺研究及A型沸石的制备 [J], 彭霞辉;黄可龙
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钾高铼酸氢气还原化学方程式
钾高铼酸氢气还原化学方程式钾高铼酸氢气还原化学方程式是化学中一种常见的反应，它具有重要的实际应用价值。
下面我将深入介绍钾高铼酸氢气还原的化学方程式，并分享一些我对这个反应的观点和理解。
1. 化学方程式：钾高铼酸氢与氢气反应生成铼(IV)氧化物和水：2KHReO4 + 3H2 → 2ReO2 + 4H2O这个方程式描述了钾高铼酸氢和氢气在适当的条件下反应后形成铼(IV)氧化物和水的反应过程。
2. 反应机理：在这个反应中，钾高铼酸氢与氢气反应，产生了钾离子、高铼酸根离子和水。
部分高铼酸根离子被还原为铼(IV)氧化物。
反应过程可以分为两个阶段：氢气接触到钾高铼酸氢，生成了还原剂高铼酸根离子(HReO4-)。
这个步骤是氢气被氧化的过程。
还原剂高铼酸根离子(HReO4-)在反应中被还原为铼(IV)氧化物(ReO2)。
这个步骤是高铼酸根离子被氢气还原的过程。
3. 观点和理解：钾高铼酸氢气还原反应在实际应用中有广泛的用途。
这个反应能够将钾高铼酸氢转化为铼(IV)氧化物，该物质在催化剂和电化学方面有重要的应用。
催化剂中的铼(IV)氧化物在氧化反应中起到关键的作用。
它可以用于制备有机化合物，催化还原反应和氧化反应，从而促进反应的进行。
钾高铼酸氢气还原反应还可用于电化学中的应用，可用于电池中的正极材料、电解液和电极材料等。
总结回顾：通过本文，我们对钾高铼酸氢与氢气反应产生铼(IV)氧化物和水的化学方程式进行了探讨。
钾高铼酸氢气还原反应是一种实际应用广泛的化学反应，具有重要的催化剂和电化学应用价值。
通过分析反应机理，我们了解到这个反应过程可以分为两个关键步骤，先是氢气氧化为高铼酸根离子，然后高铼酸根离子再被还原为铼(IV)氧化物。
从理论和实际应用的角度来看，钾高铼酸氢气还原反应对于研究和开发新催化剂、电化学材料和电池技术具有重要意义。
通过钾高铼酸氢和氢气的反应，我们能够深入了解这个反应的机理和应用，为进一步的研究提供基础。
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)。
化学法去除高岭土中铁杂质剖析
化学法去除高岭土中铁杂质高岭土作为一种性能优良的工业矿物，广泛应用于陶瓷、造纸、橡胶、塑料、建材、油漆、石油化工等，尤其在陶瓷工业中用得较多。
高岭土既可作为陶瓷坯料，又可作釉料。
无论陶瓷工业还是其它工业部门，对高岭土的白度都有一定要求。
而自然界产出的高岭土中，往往因含有一些有机质和铁、钛、锰等元素的矿物而影响其自然白度。
高岭土中的铁杂质不仅影响陶瓷产品的烧后颜色，而且还严重影响陶瓷产品的介电性能和化学稳定性。
采用常规的物理选矿方法，对黄铁矿等弱磁性矿物及细颗粒含铁杂质去除效果不明显。
而采用化学除铁法可以有效地除去这部分铁杂质。
一、高岭土的化学除铁法目前高岭土常用的化学除铁法有氧化法、还原法和汉化-还原联合法三种，其中还原法应用得最广泛。
具体用哪一种方法适应要根据高岭土中含有的铁矿物类型来定。
（一）氧化除铁法当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法均难以除去，需要采用氧气除铁法进行漂白。
氧化除铁法是用强氧化剂，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。
氧化法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。
氧化除铁效果与介质的pH值有关，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。
1、pH值的影响。
次氯酸盐为弱酸盐，在不同pH值下其氧化能力不同。
在碱性介质中较稳定，而在酸性和中性介质中不稳定，且分解迅速，生成强氧化成分。
在弱酸性（Ph5～6）条件下，其活性最大，氧化能力最强，此时二价铁离子也相对较稳定。
2、温度的影响。
随着温度升高，漂白剂的水解速度加快，漂白速度也加快，所需漂白时间缩短。
但温度过高时热耗量大，药剂分解速度过快，会造成浪费并污染环境。
实际操作中可在常温下通过加大药剂量、调整pH值、延长漂白时间等来达到预期效果。
3、药剂用量的影响。
最佳药剂用量与原矿特性、杂质被氧化程度、反应温度、时间和pH值等有关，药剂用量过大或过小皆影响除铁效果。
高岭土的制备及其应用研究
高岭土的制备及其应用研究高岭土是一种常见的无机非金属矿物，由于其优良的吸附性能和储能能力，被广泛应用于化工、建筑和环保等领域。
本文就高岭土的制备及其应用研究做一简单介绍。
一、高岭土的制备方法高岭土主要是由含有高岭石的矿土经过一系列物理、化学和热力学的处理方法得到的。
常用的制备方法有以下几种：（1）自然晒干法：即将含有高岭石的矿土以适当的混合比例放置于晒场，经过数月的自然晒干，高岭石分散在矿土中，然后通过水洗、干燥等处理方法制得高岭土。
（2）水洗法：通过水洗将高岭石从矿土中分离出来，然后加入一定量的酸或碱进行化学处理，最后再经过高温煅烧处理，得到高岭土。
（3）热解法：将含有高岭石的矿土在高温下进行热解处理，其中高岭石分解成白泥，然后进行水洗、干燥等处理方法制得高岭土。
二、高岭土的应用由于高岭土具有化学稳定性好、吸附性能强等优点，因此在许多领域中得到了广泛的应用。
以下是高岭土的主要应用：（1）填料高岭土由于其质地松散、孔隙率高、吸湿性强等性质，被广泛应用于建材、地基加固、塑料、橡胶及涂料等领域的填料中，在产品加工中起到增稠和强化作用。
（2）催化剂高岭土具有很好的酸碱性质和催化性能，可以催化许多反应，如酯化、酰化、芳香烃的氢化、酮的羰基化等，被广泛应用于生产中。
（3）污水处理剂高岭土的吸附性能强，可以吸附许多有害物质和重金属离子，在污水处理领域中扮演着重要的角色。
（4）电池材料高岭土的存储电能能力强，可以作为电池材料，如镍氢电池的正极材料。
三、高岭土的未来展望随着人们对环保和新能源的重视，高岭土在材料领域的应用将会越来越广泛。
如在锂离子电池中，高岭土作为负极材料，其储电能力高且价格相对低廉，是目前研究人员研发的焦点之一。
此外，在气凝胶、钙钛矿太阳能电池、水凝胶等领域，高岭土都有着广阔的应用前景。
综上所述，高岭土是一种优良的无机非金属矿物，具有广泛的应用前景。
随着科技发展和人们对环保意识的不断提高，高岭土的应用范围将会越来越广泛。
高岭土在造纸和涂料中的应用课件
煤系高岭土在造纸上的应用：超细高岭土是一种多孔的高白度结构性材料，具有很高的分散性和良好的涂覆性，可塑性、耐火性、电绝缘性以及化学稳定性，因而广泛用于石化、陶瓷、油漆、涂料、日化、橡胶、塑料、医药等行业，并在电子、军工、航空航天等高科技领域也不断的得到应用，造纸业则是其最大的用户。
高岭土在造纸业的应用十分广泛。
主要有两个领域，一个是在造纸（或称抄纸）过程中使用的填料，另一个是在表面涂布过程中使用的颜料。
对于一般文化纸，填料量占纸重量的10-20%。
对于涂布纸和纸板（主要包括轻量涂布纸、铜版纸和涂布纸板），除了需要填料外，还需要颜料，填、颜料用的高岭土所占比重为纸重的20-35%。
造纸业把高岭土作为白色颜料代替昂贵的二氧化钛，目前，在国际上煅烧高岭土已经成为一种标准化造纸原料，被用作造纸涂料和功能填料，它能够在稍微降低和不降低纸张白度和光学性能的情况下，取代现有工艺中应用的50%-60%的二氧化钛，作为其代替物，也必然有严格的要求，如涂布级高岭土，必须具备高白度、高分散性，与其它颜料和化学助剂有良好的互溶性，高折光系数，低密度，低磨耗，细粒度以及价格相对低廉等特性，国外产品的白度填料级一般为85%-90%，涂料级一般为90%-92%，细度填料级为2μm含量40%-70%，涂料级早期为80%-85%，近年为90%以上，此外，在磨耗性，品性，孔隙体积，流变特性等方面也要求产品具有良好的性能，以保证成纸质量，和印刷效果，决定高岭土在造纸中用作填料或涂布颜料主要参数包括亮度，粒度分布，流变性，化学惰性和磨耗性，超细煅烧高岭土能提高纸张的白度，不透明度，遮盖率，松厚度和印刷适性，可改善油墨吸收性，透印性，减少印刷斑点，提高胶印保真度，在美国，其使用领域已从普通新闻纸扩展到高档证券纸，照相纸和字典纸。
粒度和粒度分布影响亮度（粉料亮度、即白度），不透明性和粘度，颗粒以片状晶存在，在粒度分布中选择2微米为截止点是便于决定等级，多数涂布土比颜料土含有高得多的细颗粒，涂层不透明性胜颗粒堆积的作用，取决于颗粒大小和分布，使用细粒级可提高光滑度和光泽度，颗粒排列方向不规则可使油墨吸收性能更佳。
硫脲强化还原漂白高岭土工艺
硫脲强化还原漂白高岭土工艺CN 101774595 B摘要本发明涉及一种硫脲强化还原漂白高岭土工艺，以连二亚硫酸钠为主要还原剂和硫脲为辅助还原剂，在常温、pH值为3.0～6.5的氧化铝催化条件下，对高岭土进行联合强化漂白，同时进行屏蔽反应和络合反应，解决了高岭土漂白后泛黄问题，具有成本低、漂白效果好、环境污染小的特点，高岭土粉体产品自然白度大于85％，煅烧白度达到90％以上，具有高的亮度、稳定性和分散性，可广泛用于高档精细陶瓷、涂料和造纸等行业。
权利要求(2)1. 一种硫脲强化还原漂白高岭土工艺，包括将高岭土矿经水力分级后，进行分散沉降提纯、漂白反应，然后进行洗涤、压滤、烘干，获得成品，其特征在于所述的漂白反应是在常温、PH值为3. 0〜6. 5的氧化铝催化条件下，以连二亚硫酸钠为主要还原剂和硫脲为辅助还原剂对高岭土进行联合强化漂白，其中连二亚硫酸钠加入量为高岭土重量的0. 2%〜0. 7 %，硫脲加入量为高岭土重量的0. 05%〜0. 5% ；在还原漂白反应后，再引入铝盐作为屏蔽剂进行屏蔽反应，以阻止铁离子与粘土的再结合，其中屏蔽剂加入量为高岭土重量的0.2% _1.5%，然后加入络合剂络合被还原的铁离子，其加入量为高岭土重量的0.3%〜0.6% ；所述的络合剂为腐殖酸、草酸、柠檬酸和EDTA其中的一种或任意两种的组合。
2.根据权利要求1所述硫脲强化还原漂白高岭土工艺，其特征在于所述铝盐为氯化铝。
说明硫脲强化还原漂白高岭土工艺技术领域[0001] 本发明涉及一种对高岭土进行漂白的生产工艺，具体为一种硫脲强化还原漂白高岭土工艺，广泛适用于对粘土类矿物的漂白。
背景技术[0002] 高岭土是一种无机非金属矿物原料，主要由高岭石、云母、残余长石和石英组成，易分散悬浮于水中，具有良好的可塑性，高的粘结性和离子交换能力等独特性能，因此广泛用于陶瓷、造纸、化工和医药等重要的工业领域。
纯净的高岭土呈白色，但自然界的高岭土中往往伴生一些暗色矿物如赤铁矿、磁铁矿针铁矿和含铁的云母等；另外高岭石本身还吸附一些着色物质，部分参与到高岭石矿物晶格当中形成结构铁（取代三八面体中的铝），而使高岭土呈现灰色和黄色等颜色，从而难以直接作为工业原料使用，一般都必须采用物理和化学的方法除去高岭土的杂质，增强高岭土的白度，提高其应用价值。
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高岭土漂白的新途径—酸溶氢气还原法 第27卷第1期 1998年3月 中国矿业大学 JournalofChinaUniversityDfMining&Technology V01.27No.1 Mar.1998 一}欧 高岭土漂白的新途径——酸溶氢气还原法 霞一张连信张兴 (中国矿业大学能源利用与化学工程系徐州221008) 李新华 (山东省菏泽市拜葆面面—-菏泽274000) ‘7j’& 摘要在对传统的高岭土化学漂白方法进行试验比较和研究的基础上,探索出一种新的高岭土漂 白方法——酸溶氢气还原法.系统研究了影响漂白效果的各种因素,并对漂白后的产品进行了分 ‘ 鐾娄霉’且行管关蝴,塑缎’中围分类号TD873.2. 第一作者简介陈霞,女,1964年生,讲师,I学硕士 高岭土(Kaobn)是以高岭石族矿物为主要成分 的软质粘土,由于首先发现于我国江西省景德镇附 近的高岭地方而得名. 高岭土以其洁白的基色,优异的工艺性能,如分 散性,可塑性,耐火性等,而广泛地应用于陶瓷,造 纸,橡胶和耐火材料等许多工业部门.不同的工业部 门,对高岭土质量要求不尽相同,但其中大都涉及到 对白度的要求,尤其是造纸行业对高岭土白度要求 很高,白度值越高越好. 纯净高岭土呈白色,其化学式为Al0?2SiO ?2H.O,理论的化学组成以重量百分比表示为: sjO246.54,A1O339.5O%,H2O13.96.在自然 界中完全由高岭石族矿物组成的单矿岩高岭土极 少,绝大多数都含有其它矿物杂质,如蒙脱石,伊利 石,黄铁矿,氧化铁矿物等.反应在化学成分上,主要 的氧化物如SiO,A1Oa等都偏离高岭土的理论值, 而出现其它元素氧化物如FeO,TiO和有机碳等, 因而使天然高岭土可呈灰,黄,褐,红,蓝,绿等色,大 大限制了高岭土的应用范围. 因此,如何提高高岭土的白度,一直是国内外研 究的热点和难点.在漂白技术方面,我国尚处于研究 阶段,所采用的主要方法是保险粉还原法,而国外普 遍采用的是复合漂白法.为探索高岭土新的高效漂 白方法,作者首先对国内外传统的漂白方法进行了 收稿日期1997—04—17 试验,并进行了系统的比较分析,进而提出了新方法 —— 酸溶氢气还原法. 1传统漂白方法的不足 1.1保险粉还原法 氧化铁是影响高岭土白度最常见的杂质之一. 早在五十年代,密执尔BD和迈呈吉?贝RC就提 出用保险粉去除粘土中的氧化铁,现在英美等国高 岭土精选厂大都采用此海 保险粉学名连二亚硫酸钠或低亚硫酸钠,分子 式为NaSO.它是一种强还原剂在矿浆中加入保 险粉,它能与高岭土中的氧化铁作用,把不溶于水的 三价铁还原成为溶于水的二价铁离子Fe,经过滤 洗涤即可除去,而达到除铁提高白度的目的.反应式 为 F2O3+Na2S2O4+H2SO’ 一 Ha2SO4+2FeSOa+H2O 影响这一反应的因素较多,如强度,矿浆浓度, 反应时间,酸度,保险粉用量,加药制度以及添加剂 等. 经作者多次试验,在最佳条件下用保险粉漂白 的高岭土,其白度仅由64.6提高到72.经分析,漂 白效果不理想的主要原因是在酸度较低时保险粉的 稳定性降低,发生分解反应
100中国矿业大学第27卷 2[S2O5一]+4H一3SO2+s+2HO, 3Esof～]+6H一5SO:+H2S+2H2O, SO.与HzS进一步反应,生成单质硫沉淀: 2H:s+sO2=3S++2H:O. 这些副反应的发生,既浪费药剂,又影响产品质量. 另外,漂白后的高岭土如果得不到及时有效地洗 涤,会造成产品返黄]. 1.2酸浸漂白法 酸浸漂白法的实质是用适当的酸溶剂(如盐 酸,硫酸等)处理高岭土,溶解杂质铁,以达到除铁 漂白的目的]. 试验表明,增大酸的浓度,提高浸出温度,可明 显提高脱铁率,如表l所示. 裹1高岭土酸漫漂白试验数据 TaMelExperimentaldataoftheacid-so~kedkaolin 从表1可以看出,提高浸出温度,脱铁率的提 高是以高岭土晶格受损为代价的.尽管经酸溶法漂 白过的高岭土白度提高幅度较大,如除铁率在 7o以上时,白度可大于85,但是,由于在溶铁的 同时高岭土中有用成分铝被同时溶出,而破坏了其 部分晶格,降低了高岭土的品位. 在对传统的高岭土化学漂白方法进行试验比 较和研究的基础上,为了克服传统方法的缺点,提 高化学漂白的效果,作者探索出一种新的高岭土漂 白方法——酸溶氢气还原法. 2.1基本原理 欲除掉高岭土中有色的三价铁的氧化物达到 漂白的目的,用酸和还原剂将不溶于水的三价铁的 氧化物转化为可溶于水的化合物是必不可少的. 为了避免酸溶法在溶铁的同时也溶铝的缺点, 减少溶液对环境的污染,我们在盐酸,硫酸,或草酸 等介质中加入适量的锌粉或铝粉作为还原剂,取得 了良好的漂白效果. 酸溶氢气还原法的实质,首先是用酸将高岭土 中三价铁的氧化物转化到溶液中,再由酸与活泼金 属作用所产生的氢气将三价铁离子还原成可溶于 水的二价铁离子,而后过滤除去.所以,在该方法中 酸有两个方面的作用;其一,作溶剂将高岭土中三 价铁的氧化物转化到溶液中,如用盐酸溶解,其反 应式为 F2O3+6HCI一2FeCI3+3H2O. 其二,与活泼金属发生置换反应产生氢气,作为还 原剂,现以锌粉为例,与酸的反应式为 Zn+2HCI=ZnCI2+H2十, zn+H2sO4一ZnSO’+H2牛, Zn+H.04一ZnCO+HP十. 所产生的氢气可将溶液中的三价铁离子还原成易 溶于水的二价铁离子,同时,氢气还有可能直接与 未被酸溶解的Fe.q发生反应.其反应式为 2Fe+H2—2Fe+2H, Fb2O3+3H2—2Fe+3H2O, 2.2实验 选用徐州矿务局夹河煤矿高岭土公司所产 325日煤系高岭土,白度为64.4,含铁2.36,在不 同条件下进行实验. 2.2.1酸溶剂的选择 用于浸出铁的酸溶剂可用盐酸,硫酸或草酸, 经试验除铁效果最好是硫酸,其次是盐酸,草酸效 果最差,见表2. 表2不同酸溶剂濑白散果比较 Table2Comparisonofbleachingin dfffea’entacidsolvents 2.2.2酸浓度的影响 实验表明,随着矿浆溶液酸度增大,漂白效果 提高,见表3. 2.2.3还原剂用量和加药制度的影响 随着还原剂用量的增多,开始自度有提高的趋 势,但还原剂过多时,白度则下降.实验表明,当锌 粉或铅粉的用量为0.1～0.2时比较合适.当 还原剂用量一定时,加药制度对漂白效果亦有显着 的影响,如图1所示.
第1期陈霞等:高岭土漂白的新途径——酸溶氢气还原法101 表3酸度对漂白效果的影响 Table3Effectofacidonbrightness 图1加药制度对漂白效果的影响 Fig.1Effectsofwaysofaddingchemicalagentonbleaching 2.2.4漂白反应时间的影响 在其他条件一定的情况下,随着漂白反应时间 的延长,漂白效果提高.一般90min即可完成漂 白,为了消除残存的还原剂,再延长30min效果更 好,如图2所示. 0.5l_01.52.0 反应时问/h 图2反应时对漂白效果的影响 Fig.2Effectsofreactiontimeonbleaching 2.3结果及分析 对酸溶氢气还原法经大量实验,得出了最佳漂 白参数,当矿浆浓度为3o,漂白反应时间为 1.5h,温度为7O℃时,漂白介质以1OHCI一 0.1zn粉为最好,除铁率可达7o以上.产品经 化学分析和白度测定结果见表4. 表4漂白前后化学成分殛白度比较 Table4Chemicalcompositionandbrightnesscomparison ofkaolinbeforeandafterbeingbleached 对漂白前后的高岭土试样进行x射线衍射分 析,如图3,图4,从两图比较可以看出,漂白前后高 岭土的晶体结构无明显差别,说明酸溶氢气还原法 溶铝率很低,—般小于1. 从表4还可以看出,煅烧可使高岭土的白度提 高2o左右,说明有机物对高岭土(特别是煤系高岭 土)白度的影响特别突出]. 图3缫1;『铁的高岭土的X射线衍射图 Fig.3X-raydiffractionanalysisfortheiron composilif).1)fkaolinbeforebeingbleached 图4处理后高岭土的X射线衍射图 Fig.4X—raydiffractionarmlysisforthekaolin afterbeingtreatedwithacidd~ssolued hydrogenreductionmethod
102中国矿业大学第27卷 s结论星.簧蓑譬 酸溶氢气还原法的除铁率明显高于传统的漂外,该法经济可行具有广阔的应用前景? 参考文献 马兰芳.高岭土漂白研究.非金属矿,1987?(5):26~29 王宜明.应用螯合物强化高岭土漂白-矿产综合利用t1989t(4):49～5o 魏克武,李旺华.高岭土酸浸除铁.非金属矿t1992,(2):49~53 斯瓦普纳巴苏.高岭土化学脱色综述.余洋译.非金属矿t1988,(6):38~39 WeymanH.Dunaway.Sandersville,Ga.高岭土煅烧方法.樊金科译?国外非金属矿,1989,(2):31~37 NewWayforBleachingKaolin Acid—DissolvedHydrogenReductionMethod