高嶺土的三種化學(xué)除鐵漂白法

高嶺土作為一種性能優(yōu)良的工業(yè)礦物，廣泛應(yīng)用于陶瓷、造紙、橡膠、塑料、建材、油漆、石油化工等，尤其在陶瓷工業(yè)中用得較多。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，陶瓷工業(yè)及其它工業(yè)部門對高嶺土的白度要求越來越高，而自然界產(chǎn)出的高嶺土中，往往因含有一些有機(jī)質(zhì)和鐵、鈦、錳等元素的礦物而影響其自然白度。高嶺土中的鐵雜質(zhì)不僅影響陶瓷產(chǎn)品的燒后顏色，而且還嚴(yán)重影響陶瓷產(chǎn)品的介電性能和化學(xué)穩(wěn)定性。采用常規(guī)的物理選礦方法，對黃鐵礦等弱磁性礦物及細(xì)顆粒含鐵雜質(zhì)去除效果不明顯。而采用化學(xué)除鐵法可以有效地除去這部分鐵雜質(zhì)。

 

　　目前高嶺土常用的化學(xué)除鐵法有氧化法、還原法和漢化-還原聯(lián)合法三種，其中還原法應(yīng)用得廣泛。具體用哪一種方法適應(yīng)要根據(jù)高嶺土中含有的鐵礦物類型來定。

 

　　(一)氧化除鐵法

 

　　當(dāng)高嶺土中含有黃鐵礦和有機(jī)質(zhì)時(shí)，常使礦物呈灰色，這些物質(zhì)采用酸洗和還原法均難以除去，需要采用氧氣除鐵法進(jìn)行漂白。

 

　　氧化除鐵法是用強(qiáng)氧化劑，在水介質(zhì)中將處于還原狀態(tài)的黃鐵礦等氧化成可溶于水的亞鐵離子;同時(shí)將深色有機(jī)質(zhì)氧化，使其成為能被水洗去的無色氧化物。氧化法中所用的氧化劑有次氯酸鈉、過氧化氫、高錳酸鉀、氯氣、臭氧等。

 

　　(二)還原除鐵法

 

　　1、保險(xiǎn)粉還原法

 

　　高嶺土還原除鐵常用的藥劑是連二亞硫酸鈉，工業(yè)上又稱為保險(xiǎn)粉，其分子式為Na2S2O4，是一種強(qiáng)還原劑，高嶺土中存在的三價(jià)鐵的氧化物不溶于水，也難溶于稀酸，但在保險(xiǎn)粉存在的條件下，可將氧化鐵中的三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵。由于二價(jià)鐵可溶于水，經(jīng)過濾、洗滌即可除去。

 

　　2、硼氫化鈉還原法

 

　　常用的還原劑除了連二亞硫酸鈉外，還有連二亞硫酸鋅，相比之下前者很不穩(wěn)定.后者則穩(wěn)定得多。但是用連二亞硫酸鋅漂白時(shí)會(huì)使廢水中鋅離子濃度過高，對江河水造成污染。為此，可采用硼氫化鈉還原法。

 

　　這種方法實(shí)際上是在漂白過程中通過硼氫化鈉與其它藥劑反應(yīng)生成連二亞硫酸鈉來進(jìn)行漂白。具體過程為：

 

　　在pH為7.0～10.0的條件下，將一定量的硼氫化鈉和NaOH與礦漿混合，然后通入SO2氣體。調(diào)節(jié)pH值在6～7，此pH值有利于在礦漿中產(chǎn)生最大量的連二亞硫酸鈉。再用H2SO3或SO2調(diào)節(jié)pH值到2.5～4，此時(shí)即可發(fā)生漂白反應(yīng)。

 

　　3、還原絡(luò)合除鐵法

 

　　如前所述，高嶺土中的三價(jià)鐵用連二亞硫酸鈉還原成二價(jià)鐵后，如果不立即過濾洗滌，產(chǎn)品就會(huì)出現(xiàn)返黃現(xiàn)象。解決這一問題較有效的方法是加絡(luò)合劑，使二價(jià)鐵離子得到絡(luò)合而不再容易被氧化。可用來對鐵進(jìn)行絡(luò)合的藥劑很多，有磷酸、聚乙稀醇、羥胺、羥胺鹽、草酸、聚磷酸鹽、乙二胺醋酸鹽、檸檬酸等。

 

　　(三)氧化-還原聯(lián)合除鐵法

 

　　有些高嶺土單采用氧化除鐵法或還原除鐵法均不能達(dá)到滿意的效果，這時(shí)就需采用氧化-還原聯(lián)合除鐵法進(jìn)行漂白。該工藝是先用強(qiáng)氧化劑次氯酸鈉和過氧化氫對高嶺土中的染色有機(jī)質(zhì)和黃鐵礦等進(jìn)行氧化除去，然后再用連二亞硫酸鈉進(jìn)行還原漂白，使高嶺土中剩余的鐵的氧化物如Fe2O3、FeOOH等被還原成可溶性二價(jià)鐵而除去，使這一類高嶺土得到漂白。

 

　　高嶺土的精加工要經(jīng)過提純分級、剝片、磁選、化學(xué)漂白等一系列工序。由于化學(xué)漂白法的藥劑成本相對較高，因此在工業(yè)生產(chǎn)中要充分利用前面的幾道工序?qū)Ω邘X土進(jìn)行選礦、除鐵，然后再進(jìn)行化學(xué)漂白，以盡量減少漂白工藝所處理的礦漿量，減少漂白劑用量。