高岭土的三种化学除铁漂白法

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。随着科学技术的发展，陶瓷工业及其它工业部门对高岭土的白度要求越来越高，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。

 

　　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。

 

　　(二)还原除铁法

 

　　1、保险粉还原法

 

　　高岭土还原除铁常用的药剂是连二亚硫酸钠，工业上又称为保险粉，其分子式为Na2S2O4，是一种强还原剂，高岭土中存在的三价铁的氧化物不溶于水，也难溶于稀酸，但在保险粉存在的条件下，可将氧化铁中的三价铁还原为二价铁。由于二价铁可溶于水，经过滤、洗涤即可除去。

 

　　2、硼氢化钠还原法

 

　　常用的还原剂除了连二亚硫酸钠外，还有连二亚硫酸锌，相比之下前者很不稳定.后者则稳定得多。但是用连二亚硫酸锌漂白时会使废水中锌离子浓度过高，对江河水造成污染。为此，可采用硼氢化钠还原法。

 

　　这种方法实际上是在漂白过程中通过硼氢化钠与其它药剂反应生成连二亚硫酸钠来进行漂白。具体过程为：

 

　　在pH为7.0～10.0的条件下，将一定量的硼氢化钠和NaOH与矿浆混合，然后通入SO2气体。调节pH值在6～7，此pH值有利于在矿浆中产生最大量的连二亚硫酸钠。再用H2SO3或SO2调节pH值到2.5～4，此时即可发生漂白反应。

 

　　3、还原络合除铁法

 

　　如前所述，高岭土中的三价铁用连二亚硫酸钠还原成二价铁后，如果不立即过滤洗涤，产品就会出现返黄现象。解决这一问题较有效的方法是加络合剂，使二价铁离子得到络合而不再容易被氧化。可用来对铁进行络合的药剂很多，有磷酸、聚乙稀醇、羟胺、羟胺盐、草酸、聚磷酸盐、乙二胺醋酸盐、柠檬酸等。

 

　　(三)氧化-还原联合除铁法

 

　　有些高岭土单采用氧化除铁法或还原除铁法均不能达到满意的效果，这时就需采用氧化-还原联合除铁法进行漂白。该工艺是先用强氧化剂次氯酸钠和过氧化氢对高岭土中的染色有机质和黄铁矿等进行氧化除去，然后再用连二亚硫酸钠进行还原漂白，使高岭土中剩余的铁的氧化物如Fe2O3、FeOOH等被还原成可溶性二价铁而除去，使这一类高岭土得到漂白。

 

　　高岭土的精加工要经过提纯分级、剥片、磁选、化学漂白等一系列工序。由于化学漂白法的药剂成本相对较高，因此在工业生产中要充分利用前面的几道工序对高岭土进行选矿、除铁，然后再进行化学漂白，以尽量减少漂白工艺所处理的矿浆量，减少漂白剂用量。