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高岭土除铁增白方法

黑金
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楼主 发表于:2016-09-05 15:27:50
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  铁是高岭土的主要染色因素,含铁矿物在高温锻烧时会变成 Fe2O3,造成高岭土矿发黄或呈砖红色。要将高岭土矿中含铁杂质高效除去,必须清楚含铁杂质在高岭土中的赋存状态,才能针对不同的铁,采取相应的除铁方法,达到高岭土除铁增白的效果。对高岭土中铁的赋存状态,国内外学者已做了大量的研究工作。


  1.氧化漂白除铁法 

  氧化漂白除铁法主要用于处理黄铁矿型高岭土。高岭土矿中的黄铁矿用还原漂白法或酸洗法均难以漂白。氧化漂白法是以强氧化剂为漂白剂,在高岭土矿浆体系中将高岭土中黄铁矿等氧化生成可溶性的 Fe2+。同时,也可将其它深色有机质氧化成无色氧化物而能被漂白。所用的强氧化剂通常为 H2O2、NaClO、O3气体、Cl2气体、KMnO4等。

  在较强的酸性溶液介质中,Fe2+是稳定的。但当 pH 值较高时,Fe2+则可能被氧化成难溶的 Fe3+、可溶性降低。除 pH 值的影响外,氧化漂白过程还受到高岭土矿物特点、浆料体系温度、漂白时间、氧化剂用量、高岭土浆料浓度等因素的影响。

  由于氧化漂白法除铁主要针对漂白含黄铁矿的高岭土,而对含其他染色金属物质类型的高岭土矿除铁增白效果甚微,不具备广泛应用的条件。


  2 .氧化还原联合除铁法 

  在粘土矿物中,有一类呈灰色(如产自美国佐治亚州的某高岭土),它与呈粉红色和米色的粘土不同,采用上述还原漂白法并不能改善其白度和亮度,而采用氧化法漂白的效果也不很好。因此出现了氧化-还原联合漂白除铁法,以美国佐治亚州灰色高岭土采用氧化-还原复合漂白法进行漂白为例,先将该高岭土在强氧化剂次H2O2和 NaClO 的共同作用下进行氧化漂白,将高岭土的染色有机质和黄铁矿等杂质除去;然后再用联二亚硫酸钠作还原剂进行还原漂白,使得高岭土中剩余的铁的氧化物如 Fe2O3,FeOOH 等还原成可溶的二价铁,从而使该高岭土得到漂白。

  同样,氧化还原联合除铁也是主要针对与产自美国佐治亚州的某高岭土相类似的高岭土,对含其他染色金属物质类型的高岭土矿除铁增白效果也甚微,也不具备广泛应用的条件。

  3.氯化焙烧工艺除铁法 

  该除铁法从高岭土除铁且作为开发煅烧高岭土产品角度上讲,有较好的应用前景,但是工艺中排放的氯化铁或氯化亚铁固体颗粒物是目前最关注的环境问题(即PM2.5 问题),不易工业化应用。

  4.微生物除铁法 

  微生物除铁法在高岭土除铁技术中,有投资少、成本低、能耗小、环境污染程度轻等显著特点而被有关研究者重视。目前国内外已有利用氧化亚铁硫杆菌、异养微生物和异化铁还原菌GS-15等菌种产生生物作用及发酵产生的有机酸对高岭土除铁增白的研究。      

  总体上讲,微生物除铁法在高岭土除铁的各方法中,确实存在许多优点。但是,菌种一般对体系环境的要求较为严格,在工业化生产中难以控制而存在着很多技术问题。因此,微生物除铁法还有待于进一步研究。

  5.磁选分离除铁法 

  磁选分离除铁法具有节能、环境污染小等优点,已成为各高岭土企业首选除铁方法。磁选分离除铁法的基本原理是将高岭土中的含铁矿物在磁场中进行磁化、分离,以清除。分离的依据是矿物的质量磁化率不同,即磁场对不同的含铁矿物有不同的磁场效应,若含铁矿物磁化率愈大,则磁场对它的作用愈大。

  普通磁选对强磁性矿物较为有效,但对于弱磁性的矿物,需采用高梯度强磁场磁选法。高梯度强磁场磁选法对高岭土中弱磁性微细颗粒甚至胶体颗粒均有较好的磁选除铁效果,对高岭土的白度提高很显著。但是,由于目前设备和技术的限制,以及高岭土中含铁成分的多样性,通过磁选除去高岭土中的铁,产品在质量上还不是很理想,不能满足所有需要。