高嶺土的三種化學除鐵漂白法

高嶺土作為一種性能優良的工業礦物，廣泛應用于陶瓷、造紙、橡膠、塑料、建材、油漆、石油化工等，尤其在陶瓷工業中用得較多。隨著科學技術的發展，陶瓷工業及其它工業部門對高嶺土的白度要求越來越高，而自然界產出的高嶺土中，往往因含有一些有機質和鐵、鈦、錳等元素的礦物而影響其自然白度。高嶺土中的鐵雜質不僅影響陶瓷產品的燒后顏色，而且還嚴重影響陶瓷產品的介電性能和化學穩定性。采用常規的物理選礦方法，對黃鐵礦等弱磁性礦物及細顆粒含鐵雜質去除效果不明顯。而采用化學除鐵法可以有效地除去這部分鐵雜質。

 

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

 

　　(一)氧化除鐵法

 

　　當高嶺土中含有黃鐵礦和有機質時，常使礦物呈灰色，這些物質采用酸洗和還原法均難以除去，需要采用氧氣除鐵法進行漂白。

 

　　氧化除鐵法是用強氧化劑，在水介質中將處于還原狀態的黃鐵礦等氧化成可溶于水的亞鐵離子;同時將深色有機質氧化，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，工業上又稱為保險粉，其分子式為Na2S2O4，是一種強還原劑，高嶺土中存在的三價鐵的氧化物不溶于水，也難溶于稀酸，但在保險粉存在的條件下，可將氧化鐵中的三價鐵還原為二價鐵。由于二價鐵可溶于水，經過濾、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定.后者則穩定得多。但是用連二亞硫酸鋅漂白時會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。

 

　　這種方法實際上是在漂白過程中通過硼氫化鈉與其它藥劑反應生成連二亞硫酸鈉來進行漂白。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。調節pH值在6～7，此pH值有利于在礦漿中產生最大量的連二亞硫酸鈉。再用H2SO3或SO2調節pH值到2.5～4，此時即可發生漂白反應。

 

　　3、還原絡合除鐵法

 

　　如前所述，高嶺土中的三價鐵用連二亞硫酸鈉還原成二價鐵后，如果不立即過濾洗滌，產品就會出現返黃現象。解決這一問題較有效的方法是加絡合劑，使二價鐵離子得到絡合而不再容易被氧化。可用來對鐵進行絡合的藥劑很多，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到滿意的效果，這時就需采用氧化-還原聯合除鐵法進行漂白。該工藝是先用強氧化劑次氯酸鈉和過氧化氫對高嶺土中的染色有機質和黃鐵礦等進行氧化除去，然后再用連二亞硫酸鈉進行還原漂白，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鐵而除去，使這一類高嶺土得到漂白。

 

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