CN1041739A

CN1041739A - 高岭土除铁漂白工艺

Info

Publication number: CN1041739A
Application number: CN 89107952
Authority: CN
Inventors: 苏宜水
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-10-12
Filing date: 1989-10-12
Publication date: 1990-05-02
Also published as: CN1018996B

Abstract

本发明涉及一种用络合法从高岭土除铁漂白的工艺。本发明优选络合剂、网络剂、还原剂和分散剂以及它们的成分配比，提高了络合效率和漂白速度，不破坏晶体结构，没有污染，除铁漂白效果好，成本低，达到实用的目的。

Description

本发明涉及一种用络合法从高岭土除铁漂白的工艺。

高岭土的精选方法有化学漂白法、浮选法、超细浮选（背复浮选）法、两液分离法和高梯度磁选法等。

美国专利US-4225425利用零电点<Z.P.C>与金红石相近的磁种（人造磁铁矿）控制矿浆PH使微粒金红石自动地向磁种凝聚，然后经高梯度磁选把非磁性的金红石随磁种带出。

张锻英在“高岭土除铁的分离试验小结”（全国第二次粘土研究会交流论文1984）中提出一种高岭土中铁的分离方法，取0.5克试样，加水20毫升，必要时用NaOH和HCl调节溶液PH，加入除铁药剂，煮沸若干分钟，冷却移入离心管，在离心机上离心2分钟，去母液，加水搅拌洗涤沉淀，离心，在溶液，再加水搅拌洗涤，再离心、去溶液，将沉淀取出，置表面皿在100℃烘干。采用盐酸、硫酸、草酸和连二亚硫酸钠、亚硫酸钠等还原剂处理使铁转入溶液。采用氧化剂处理高岭土中的铁硫化物。选用草酸加入量0.15克，煮沸后调节PH至6，然后加入0.05克连二亚硫酸钠。可将原样中的三氧化二铁含量由2.38%降低至0.65%，白度也明显提高。

本发明的目的是提供一种除铁漂白性能好、不破坏晶体结构、没有污染、成本较低的高岭土除铁漂白工艺。

将精矿粉与漂白液加入反应罐或密封反应池搅拌5～9小时后送入重力沉淀池塔，或沉淀后压滤，其清液经离子交换塔后与漂白液一起循环使用，其下部挤出泥条或沉淀后压滤泥块送倒浆池与酸化地下水一起搅拌洗涤;洗涤后注入重力沉淀池塔或沉淀后压滤，其清液流入离子交换塔与酸化地下水一起循环使用，其底部挤出泥条或压滤成泥块-晒干装袋。其成份配比如下：水土比例为5∶1～6∶1，PH值为1～6，最好为1.8～5。漂白液的网络剂为硫化钠，配比为0.1～0.005%，最好为0.01～0.008%，络合剂为草酸，配比为2.5～0.5%，最好为2～1%，还原剂为硫化钠，配比为0.1～0.001%，最好为0.005～0.02%。分散剂为硫化钠，配比为0.1～0.001%，最好为0.004～0.01%。三剂合一为硫化钠，硫化钠在酸性液中电离出Na⁺、S^2-和HS^-离子。其中Na⁺有很好的分散性能;HS^-、S^2-有很强的还原性，可将溶液中Fe³⁺部分还原成Fe²⁺，一方面增强其溶解性，另一方面溶液中的Fe³⁺、Fe²⁺价态在草酸络合下可降低其络离子配位体，更重要是络离子可纵横联成网络。

附图给出本发明的工艺流程示意图。

图中精矿粉F和漂白液Y加入球体反应罐〔1〕，重力沉淀池塔为〔2〕、〔6〕，〔4〕为水塔，〔3〕、〔7〕为离子交换塔，〔5〕为倒浆池。

研究表明，高岭土矿中铁、钛的赋存状态可分为两类：一类是参加到高岭石矿物晶格中的“结构铁”、“结构钛”，它对作为高级造纸涂料品位没有影响;另一类是不参加到高岭石矿物晶格中而形成独立铁钛矿物，如赤铁矿（α-Fe₂O₃）、磁铁矿（γ-Fe₂O₃）、针铁矿（α-FeOOH）和胶状铁〔Fe（OH）₃〕，这些“游离铁”、“游离钛”矿物与高岭石矿物共生或被高岭石所吸附或者以胶状物存在，影响其白度、熔点和绝缘性。用上述高梯度除铁法效果不佳，用盐酸洗涤则破坏其晶体结构。

本发明利用络合法处理，不仅能除去游离态铁、锰等有害矿物，而且不破坏原晶体结构，可达到高级铜板纸涂料等标准。

选用福建省同安县郭山高岭土，用本发明所述方法处理后产品与原矿土白度及各矿物成分含量对照见下表。

名称	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	TiO₂	白度
						原矿土产品	46.07%46.69%	36.9%36.55%	1.34%0.64%	0.09%0.09%	59.886.0

其中产品的晶体结构经分析证明无损害，即使是对最小、最薄、最易被破坏的高岭石晶体也是如此，其白度和各氧化物含量均达到或超过部颁用于制铜板纸的上等涂料的指标要求。

从理论上，任何物质都不是绝对不溶的，只是有的物质在中性水溶剂中溶解度很小而已。例如Fe₂O₃、Fe（OH）₃、TiO₂、MnO₂等的溶解度就很小。当改变环境的酸度，以上各矿物的溶解度也将随着改变。铁、钛、锰等有色矿物均为过渡元素，它们的阳离子外围均存在多条空轨道，在酸性条件下均可作为络合物的中心离子。然而组成高岭石矿物的H、O、Si、Al等元素全部属于主族元素，在酸性条件下均不可能作为络合物的中心离子。所以研究除去铁、钛、锰的主要关键，就在于寻找灵敏络合剂。灵敏的络合剂将溶解出来的Fe³⁺、Fe²⁺、Ti²⁺、Mn²⁺络合掩蔽，从而破坏如下的溶解平衡：

由于电离出来的Fe³⁺（Fe²⁺、Ti²⁺、Mn²⁺）不断被络合，平衡就不断向溶解方向移动。结果所有的有色矿物Fe₂O₃、MnO₂、TiO₂、Fe（OH）₃就不断被溶解，最后完全清除干净。

其次，三价铁化合物比二价铁化合物溶解度小，如能将三价铁转变成二价铁就能提高铁矿物溶解度，从而清除掉一部分铁。因此寻找理想的还原剂便成为除铁的又一关键。

另外，络合是除铁的主要途径。要提高络合效率，就必须降低络离子的电离度和降低络离子配位体的配位数。根据这一要求。必须使整个溶液体系中的络离子形成网络，从而达到既降低络离子的电离度，又降低配位体的配位数。这样，不但可提高络合剂的络合能力又能大大降低成本。所以采用络合法漂白高岭土工艺重要一关是寻找网络剂。

同时，高岭石颗粒分散度越好，它与溶液接触的比表面积就越大，漂白速度也就越快。所以选加适当、适量的分散剂，有利于提高漂白速度。

本发明优选了上述四剂和合适的成分配比，获得突出的除铁漂白效果。

以下以福建省同安县郭山高岭土矿为例，说明本发明的实例。将高岭土矿水选后（机选600号）机械组成-2μ粒级占45%以上为精矿，其成份配比和处理条件以及产品的各化学成分如下表所示。其中采用温州产白度计（2BD型）。系统采用密闭方式。

Claims

1、一种高岭土除铁漂白工艺，其特征在于将精矿粉与漂白液加入反应罐(或密封反应池)搅拌后送入重力沉淀池塔或沉淀后压滤，其清液经离子交换塔后与漂白液一起循环使用，其下部挤出泥条或沉淀后压滤成泥块送倒浆池与酸化地下水一起搅拌洗涤；洗涤后注入重力沉淀池塔或沉淀后压滤，其清液流入离子交换塔与酸化地下水一起循环使用，其底部挤出泥条或压滤成泥块，晒干装袋；其成份配比为：水∶土=5∶1～6∶1，PH值为1～6，漂白液的络合剂为草酸，配比为2.5～0.5%，网络剂为硫化钠，配比为0.1～0.005%，还原剂为硫化钠，配比为0.1～0.001%，分散剂为硫化钠，配比为0.1～0.001%。

2、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于PH值最好为1.8～5。

3、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于络合剂草酸的配比最好为2～1%。

4、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于网络剂硫化钠的配比最好为0.01～0.008%。

5、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于还原剂硫化钠的配比最好为0.005～0.02%。

6、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于分散剂硫化钠的配比最好为0.004～0.01%。

7、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于工艺系统采用密闭方式。