CN107585773A - 一种高岭土化学除铁增白方法 - Google Patents

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尤燕强
王仕超
李玲玉
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Abstract

本发明公开一种高岭土化学除铁增白方法，属于高岭土加工领域。将粒径为200‑400目的高岭土，加水配制成矿浆浓度为10‑25％，在矿浆中加入0.005～0.01%矿浆质量的分散剂（三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或者多种的组合），一定量的还原剂(硫酸氢钠甲醛、环利粉、剥色B的一种或者多种的组合)，加入碱液调矿浆的pH＝8‑10，将此混合物加热到50‑70℃，保温反应在50‑80min，反应完成后的高岭土经固液分离，即得除去Fe2O3的铁杂质高岭土，经105℃干燥测定除铁后的高岭土的白度和Fe2O3含量。本发明具有操作简单，环境友好，除铁增白效果好的特点。

Description

一种高岭土化学除铁增白方法
技术领域
本发明属于高岭土的加工方法，具体涉及一种化学还原法去除高岭土中Fe2O3，降低高岭土中Fe2O3的含量，提高高岭土的增白。
背景技术
高岭土是一种具有优良工艺性能和重要应用价值的非金属矿材料，广泛应用于陶瓷、造纸、建材、化工、橡胶、水泥、塑料和油漆等工业领域。由于各种成因的高岭土矿床都含有铁，多数以Fe203的形式赋存于矿物颗粒中。Fe203对高岭土的白度有很大影响，从而影响其商业价值，因此是首当其冲应被清除的杂质成份。高岭土中三氧化二铁的脱除，在选矿界一直被认为是个难题。
白度是决定高岭土应用价值的重要指标之一。由于用途不同，现代工业对高岭土的白度有着严格的要求，如在造纸工业中，对涂布级高岭土要求白度>83%，含Fe2O3<0.5%；在陶瓷工业中，要求白度80%-85%；制作高档瓷原料要求含Fe2O3<0.5%。然而，自然界中产出的高岭土，往往含着色杂质影响其白度，多数未经提纯的高岭土白度都低于此值。目前我国国内的高岭土产品多数为低档产品，优质高档的高岭土产品无论品质还是数量都远不能满足国内市场的要求，因此必须对高岭土资源进行除铁增白，提高其白度及综合性能，使其具有较高的可利用价值。
高岭土常见的除铁增白方法有物理法和化学法。工业上高岭土中Fe2O3的去除主要采用化学还原法，利用还原剂将高岭土中不溶的Fe2O3还原成可溶的二价铁得以去除，以达到高岭土除铁增白；常用的还原剂为保险粉，但因保险粉是一种吸湿性粉末,不稳定，在储存和使用过程中遇到少量水或暴露在潮湿空气中发生分解放热反应,产生冒烟甚有燃烧爆炸或受热而引起自燃的危险，并且当其溶于水后，保险粉的分解速度随温度升高而加快，从而导致其还原能力快速下降，成本较高；另外，保险粉在使用过程中,使用过程还会释放出SO2、H2S气体,导致环境污染，对人体也会造成定危害。因此，寻找更为稳定、安全、高效和环境友好型的还原剂替代保险粉成为高岭土化学除铁增白研究的一个重要方向。环利粉和剥色B稳定性好，易于运输、贮藏，易于生物降解，其还原电位、还原能力和稳定性均高于保险粉，在高温以及碱性条件下非常稳定，使用过程不会产生有毒有害的二氧化硫，可替代保险粉，用于还原高岭土中Fe2O3。
发明内容
本发明的目的是提供一种高岭土化学除铁增白方法，可将高岭土中Fe2O3去除，提高高岭土的增白，提高其商业价值。
本发明采用如下方法：
一种高岭土化学除铁增白方法，其特征在于包括以下步骤：
a．将高岭土过筛至粒径为200-400目，然后加入水，配制成矿浆A；
b．向所述的矿浆A中加入0.005-0.01%的矿浆A质量的分散剂，配制成矿浆B；
c．向所述的矿浆B中加入一定量的还原剂，用碱液调pH=8-10，得到混合物C；
d．将所述的混合物C倒入外壁带保温层的容器,加热，并搅拌进行除铁反应；
e．将反应完成后的高岭土经固液分离，即得到去除Fe2O3杂质的高岭土，再经干燥测定其白度和Fe2O3含量；
步骤b中所述的分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或者多种的组合；
步骤c中所述矿浆B中所加还原剂为次硫酸氢钠甲醛、环利粉、剥色B的一种或者多种的组合；碱液为氢氧化钠溶液；
步骤d中所述的混合物C加热到 50-70℃，保温反应50-80min，并同时进行搅拌操作。
上述步骤a中所述的矿浆A中含有10-25%质量分数的高岭土。
所述的高岭土的化学除铁方法，其特征在于当还原剂采用次硫酸氢钠甲醛、剥色Ｂ和环利粉时，次硫酸氢钠甲醛：剥色Ｂ：环利粉的质量比＝10-15:25-45:25-35。
具体地说，本发明所述的一种高岭土化学除铁增白方法，其特征在于包括以下步骤：
a．将高岭土过筛至粒径为200-400目，然后加水，配制成矿浆A；
b．向所述的矿浆A中加入0.005-0.01%矿浆A质量的分散剂，配制成矿浆B；
c．向所述的矿浆B中加入一定量的还原剂，得到混合物C；
d．将所述的混合物C倒入外壁带保温层的容器,用碱液调pH=8-10，加热，同时搅拌操作；
e．将反应完成后的高岭土经固液分离，即得到去除Fe2O3杂质的高岭土；
步骤b中所述的分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或者多种的组合；
步骤c中所述矿浆B中所加还原剂为次硫酸氢钠甲醛、环利粉、剥色B的一种或者多种的组合；
步骤d中所述的混合物C加热到50-70℃，保温反应在 50-80min，并同时进行搅拌操作。
将反应完成后的高岭土经固液分离，即得到去除Fe2O3杂质的高岭土，经105℃干燥测定其白度和Fe2O3含量。
本发明的有益效果如下：
1．本发明中采用化学除铁的方法，利用还原剂与高岭土中Fe203反应，使高岭土中Fe203含量从1.03%-0.89%降到0.51%-0.65%以下，除铁后自然白度达到75.4%-69.4%,1280℃烧成白度达到88.1%-84.2%。
2．本发明提供的高岭土化学除铁工艺中，矿浆中高岭土浓度的选择，可使高岭土与还原剂得到充分混合，发挥其除铁效果，提高高岭土中Fe203的去除率。
3．本发明提供的高岭土化学除铁工艺中，加入的还原剂的量为高岭土矿浆质量的0.1-1.0%，此时的还原剂的还原性能佳，可以提高除铁效果。
4．本发明提供的高岭土化学除铁工艺中，在矿浆中还加入分散剂，使得高岭土矿物不断分散，便于和还原剂的接触，促进还原效果，缩短反应时间。
具体实施方式
本发明下述实施例所用的环利粉、剥色B：均购自石狮市清源精细化工有限公司。次硫酸氢钠甲醛、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸：均为常见市售化学物质。
本发明下述实施例所用的高岭土由龙岩高岭土有限公司提供。
实施例1
一种高岭土化学除铁增白方法，其特征在于包括以下步骤：
a．将高岭土过筛至粒径为200-400目，加水配制成矿浆质量浓度为15%的矿浆A；
b．向所述的矿浆A中加入0.006%矿浆A质量的分散剂六偏磷酸钠，配制成矿浆B；
c．向所述的矿浆B中加入0.8%矿浆A质量的还原剂环利粉和剥色B，环利粉和剥色B质量比（环利粉：剥色B=1：1），用氢氧化钠溶液调pH=9，得到混合物C；
d．将所述的混合物C倒入外壁带保温层的容器,加热到70℃，保温反应60min，并同时进行搅拌操作；
e．将反应完成后的高岭土经固液分离，即得到去除Fe2O3杂质的高岭土；
f.将所得高岭土于105℃干燥，测定其Fe2O3含量和白度。
实施例2
一种高岭土化学除铁增白方法，其特征在于包括以下步骤：
a．将高岭土过筛至粒径为200-400目，加水配制成矿浆质量浓度为15%的矿浆A；
b．向所述的矿浆A中加入0.006%矿浆A质量的分散剂六偏磷酸钠，配制成矿浆B；
c．向所述的矿浆B中加入0.8%矿浆A质量的还原剂环利粉和次硫酸氢钠，环利粉和次硫酸氢钠质量比（环利粉：次硫酸氢钠=1：1.5），用氢氧化钠溶液调pH=8.5，得到混合物C；
d．将所述的混合物C倒入外壁带保温层的容器,加热到70℃，保温反应60min，并同时进行搅拌操作；
e．将浸出搅拌完成后的高岭土经固液分离，即得除去Fe2O3杂质的高岭土；
f.将所得高岭土于105℃干燥，测定其Fe2O3含量和白度。
实施例3
一种高岭土化学除铁增白方法，其特征在于包括以下步骤：
a．将高岭土过筛至粒径为200-400目，加水配制成矿浆质量浓度为15%的矿浆A；
b．向所述的矿浆A中加入0.006%矿浆A质量的六偏磷酸钠，配制成矿浆B；
c．向所述的矿浆B中加入0.8%矿浆A质量的还原剂次硫酸氢钠甲醛、环利粉和剥色Ｂ，次硫酸氢钠甲醛：环利粉：剥色Ｂ质量比（次硫酸氢钠甲醛：环利粉：剥色Ｂ=1：2：2.5），用氢氧化钠溶液调pH=9，得到混合物C；
d．将所述的混合物C倒入外壁带保温层的容器,加热到70℃，保温反应60min，并同时进行搅拌操作；
e．将反应完成后的高岭土经固液分离，即得除去Fe2O3杂质的高岭土；
f.将所得高岭土于105℃干燥，测定其Fe2O3含量和白度。
上述三个实施例结果如表1.
表1高岭土化学除铁前后结果
由上述实施例中可以看出：高岭土经化学还原除铁增白，使高岭土中的Fe2O3的由0.93%降到0.53-0.61%，除铁后的高岭土自然白度大于70.3%,1280℃烧成白度大于84.9%，这可使原本开采价值不高的高铁低品位高岭土矿得以开采，延长矿山服务年限，实现资源综合利用和可持续发展。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种高岭土化学除铁增白方法，其特征在于包括以下步骤：
a．将高岭土过筛至粒径为200-400目，然后加入水，配制成矿浆A；
b．向所述的矿浆A中加入0.005-0.01%的矿浆A质量的分散剂，配制成矿浆B；
c．向所述的矿浆B中加入一定量的还原剂，用碱液调pH=8-10，得到混合物C；
d．将所述的混合物C倒入外壁带保温层的容器,加热，并搅拌进行除铁反应；
e．将反应完成后的高岭土经固液分离，即得到去除Fe2O3杂质的高岭土，再经干燥测定其白度和Fe2O3含量；
步骤b中所述的分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或者多种的组合；
步骤c中所述矿浆B中所加还原剂为次硫酸氢钠甲醛、环利粉、剥色B的一种或者多种的组合；碱液为氢氧化钠溶液；
步骤d中所述的混合物C加热到 50-70℃，保温反应50-80min，并同时进行搅拌操作。
2.根据权利要求l所述的方法，其特征在于步骤a中所述的矿浆A中含有10-25%质量分数的高岭土。
3.根据权利要求l所述的方法，其特征在于当还原剂采用次硫酸氢钠甲醛、剥色Ｂ和环利粉时，次硫酸氢钠甲醛：剥色Ｂ：环利粉的质量比＝10-15:25-45:25-35。
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