RU2582164C1 - Method of bleaching kaolin - Google Patents
Method of bleaching kaolin Download PDFInfo
- Publication number
- RU2582164C1 RU2582164C1 RU2014153677/03A RU2014153677A RU2582164C1 RU 2582164 C1 RU2582164 C1 RU 2582164C1 RU 2014153677/03 A RU2014153677/03 A RU 2014153677/03A RU 2014153677 A RU2014153677 A RU 2014153677A RU 2582164 C1 RU2582164 C1 RU 2582164C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- kaolin
- suspension
- nutrient medium
- inoculum
- iron
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое техническое решение относится к керамической промышленности, в особенности к способам отбеливания каолина, содержащего примеси железа, придающие ему окраску. Техническое решение может быть использовано в производстве керамических изделий при обогащении каолина.The proposed solution relates to the ceramic industry, in particular to methods for whitening kaolin containing iron impurities, giving it a color. The technical solution can be used in the manufacture of ceramic products for the enrichment of kaolin.
Природные запасы каолина с низким содержанием красящих оксидов (Fe2O3 и TiO2) ограничены. Присутствие железо- и титансодержащих соединений в каолине, глинах, кварце и других компонентах керамических масс снижает белизну изделий и придает им неблагоприятный оттенок. Железо в каолине и глинах содержится в виде свободных минералов (гетит, гематит, гидрогетит, магнетит, пирит), пленок оксидов железа на поверхности силикатных минералов или входит в кристаллическую структуру силикатов.The natural reserves of kaolin with a low content of coloring oxides (Fe 2 O 3 and TiO 2 ) are limited. The presence of iron and titanium-containing compounds in kaolin, clays, quartz and other components of ceramic masses reduces the whiteness of products and gives them an unfavorable color. Iron in kaolin and clays is contained in the form of free minerals (goethite, hematite, hydrogetite, magnetite, pyrite), films of iron oxides on the surface of silicate minerals or is included in the crystalline structure of silicates.
В промышленности реализованы различные способы удаления красящих примесей из каолинов: физические, химические, биологические или их комбинации [1-3], оптимальный выбор которых обеспечивает максимальный эффект удаления указанных примесей. К физико-химическим способам относят [1]: пенную флотацию, селективную флокуляцию, магнитную и воздушно-гравитационную сепарацию, но эти способы имеют ряд ограничений: доля сильномагнитных или несвязанных минералов железа с глинистыми минералами может быть незначительна в составе каолина по сравнению с долей слабомагнитных или слабоокристаллизованных аморфных, находящихся внутри объема агрегатов глинистых минералов или в виде пленок на поверхности глинистых минералов.The industry has implemented various methods for removing coloring impurities from kaolins: physical, chemical, biological, or combinations thereof [1-3], the optimal choice of which provides the maximum effect of removing these impurities. Physicochemical methods include [1]: foam flotation, selective flocculation, magnetic and air-gravity separation, but these methods have a number of limitations: the fraction of strongly magnetic or unbound iron minerals with clay minerals can be insignificant in the composition of kaolin compared to the fraction of weakly magnetic or weakly crystallized amorphous, located inside the volume of clay mineral aggregates or in the form of films on the surface of clay minerals.
К известным химическим способам относят кислотное выщелачивание в растворах органических и минеральных кислот без или с использованием восстановителей [3, 4]. Одним из недостатков способов кислотного выщелачивания является негативное воздействие реагентов на окружающую среду. Кроме того, при кислотном выщелачивании необходимо поддерживать pH в диапазоне ниже 5, и, как правило, ниже pH<3, используя минеральные кислоты (серную, соляную и др.). В то же время такое состояние среды суспензии глинистых минералов во время обработки снижает их технологические свойства, ограничивая область применения.Known chemical methods include acid leaching in solutions of organic and mineral acids without or using reducing agents [3, 4]. One of the disadvantages of acid leaching methods is the negative environmental impact of the reagents. In addition, with acid leaching, it is necessary to maintain the pH in the range below 5, and, as a rule, below pH <3, using mineral acids (sulfuric, hydrochloric, etc.). At the same time, such a state of the suspension of clay minerals during processing reduces their technological properties, limiting the scope.
Известны способы использования в качестве химических восстановителей органических или неорганических реактивов: гидросульфит (дитионит) натрия (Na2S2O4), формамидин сульфиновой кислоты (диоксид тиомочевины) (CH4N2O2S), а также другие известные или обнаруженные химические восстановители, способные восстанавливать (гидр)оксиды железа в условиях, предусмотренных способом [5, 6]. Восстановители взаимодействуют с (гидр)оксидами железа, превращая их из нерастворимых в воде в водорастворимые Fe(II)-соединения [7], которые удаляются при последующей фильтрации суспензии глинистых минералов. Механизм, определяющий наиболее быстрое химическое растворение частиц (гидр)оксидов железа - восстановление, но в нейтральной среде химическое растворение частиц (гидр)оксидов железа протекает очень медленно.Known methods of using organic or inorganic reagents as chemical reducing agents: sodium hydrosulfite (dithionite) (Na 2 S 2 O 4 ), sulfamic acid formamidine (thiourea dioxide) (CH 4 N 2 O 2 S), as well as other known or detected chemical reducing agents capable of reducing (hydr) iron oxides under the conditions provided by the method [5, 6]. Reducers interact with (hydr) iron oxides, converting them from water-insoluble to water-soluble Fe (II) compounds [7], which are removed by subsequent filtration of a suspension of clay minerals. The mechanism that determines the fastest chemical dissolution of particles of (hydr) iron oxides is reduction, but in a neutral environment, chemical dissolution of particles of (hydr) iron oxides proceeds very slowly.
Известен способ отбеливания каолина, использующий два восстановителя: гидросульфит или бисульфит и второй восстановитель, предпочтительно содержащий элементы III группы, например, борогидрид натрия. К недостатку указанного способа является то, что предпочтительный диапазон pH среды должен быть около 2,8-3,2.A known method of whitening kaolin using two reducing agents: hydrosulfite or bisulfite and a second reducing agent, preferably containing elements of group III, for example, sodium borohydride. The disadvantage of this method is that the preferred pH range of the medium should be about 2.8-3.2.
Биовыщелачивание является альтернативой кислотному выщелачиванию, так как микроорганизмы для их жизнедеятельности могут использовать конкретные примеси железа как акцептор электронов при нейтральных условиях среды [2]. Вполне возможно использовать определенные штаммы микроорганизмов, обладающие железовосстанавливающим биовыщелачиванием, но это, к сожалению, усложняет технологический процесс обезжелезнения в связи с необходимостью поддержания чистоты культур введенных микроорганизмов. Поскольку железовосстанавливающие микроорганизмы широко распространены в окружающей среде, то наиболее практичным вариантом было бы использовать естественные микроорганизмы, предварительно выделенные из природных источников, которые уже адаптированы к местным условиям. Для обеспечения развития естественных видов микроорганизмов, участвующих в восстановлении железа, не требуется стерилизация исходного сырья, поскольку стерилизация - процесс дорогостоящий и в условиях производства трудноосуществимый.Bioleaching is an alternative to acid leaching, since microorganisms can use specific iron impurities as electron acceptors under neutral environmental conditions for their vital functions [2]. It is quite possible to use certain strains of microorganisms that have gellar bioleaching, but this, unfortunately, complicates the process of iron removal due to the need to maintain the purity of the cultures of introduced microorganisms. Since iron-reducing microorganisms are widespread in the environment, the most practical option would be to use natural microorganisms previously isolated from natural sources that are already adapted to local conditions. To ensure the development of natural types of microorganisms involved in the reduction of iron, sterilization of the feedstock is not required, since sterilization is an expensive process and difficult to carry out under production conditions.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ отбеливания глиносодержащего керамического сырья, включающий его подготовку в виде суспензии, введение в суспензию питательной среды, активирующей естественную микрофлору, выдержку суспензии во времени при комнатной температуре в течение 5-35 суток, последующую магнитную сепарацию и химическую обработку полученного остатка путем промывания раствором щавелевокислого аммония [9].Closest to the proposed technical solution is a method of bleaching clay-containing ceramic materials, including preparing it in the form of a suspension, introducing into the suspension a nutrient medium that activates the natural microflora, holding the suspension in time at room temperature for 5-35 days, subsequent magnetic separation and chemical treatment the residue obtained by washing with a solution of ammonium oxalate [9].
Недостатком указанного способа является низкая скорость роста анаэробных бактерий и соответственно медленное накопление продуктов их жизнедеятельности: несбраживающих доноров электронов и Fe(II)-соединений, способных к редукции Fe(III) и растворению соединений железа.The disadvantage of this method is the low growth rate of anaerobic bacteria and, accordingly, the slow accumulation of their vital products: non-fermenting electron donors and Fe (II) compounds capable of reducing Fe (III) and dissolving iron compounds.
Задача предлагаемого технического решения заключается в повышении эффективности отбеливания каолина за счет интенсификации редукции Fe(III) с образованием новых Fe(II)-соединений и их эффективным удалением при последующей обработке каолина.The objective of the proposed technical solution is to increase the efficiency of whitening kaolin by intensifying the reduction of Fe (III) with the formation of new Fe (II) compounds and their effective removal during subsequent processing of kaolin.
Техническим результатом решения указанной задачи является разработка способа отбеливания каолина с достижением снижения желтизны и повышения белизны каолина за счет наиболее полного удаления из его состава (гидр)оксидов железа.The technical result of solving this problem is the development of a method for whitening kaolin with the achievement of reducing yellowness and increasing the whiteness of kaolin due to the most complete removal of (hydr) iron oxides from its composition.
Указанная задача решается при использовании способа отбеливания каолина путем его обезжелезнения, предусматривающего приготовление суспензии каолина, введение в нее питательной среды, активирующей естественную микрофлору и выдержку суспензии во времени при постоянном температурном режиме, последующую магнитную сепарацию и химическую обработку полученного остатка путем промывания раствором щавелевокислого аммония. Согласно предлагаемому техническому решению, в процессе выдержки суспензии во времени интенсифицируют биоредукцию Fe(III) путем введения совместно с питательной средой инокулята, представляющего собой адаптированный к природе каолина активный ценоз аэробных и анаэробных бактерий с продуктами их жизнедеятельности и Fe(II)-соединениями. Указанный инокулят предварительно получают в отдельно взятом объеме той же приготовленной суспензии каолина. Объемное соотношение вводимого инокулята и суспензии каолина составляет 1:4÷8 соответственно при количественном содержании питательной среды 1,0÷2,5 мас. % относительно массы сухого каолина. Температурный режим, при котором осуществляют выдержку суспензии с введенными продуктами, во времени поддерживают в диапазоне 20÷30°C до установления значений редокс-потенциала среды ре от -0,5 до -2,0 при pH 7,0±1,0. По окончании выдержки суспензии каолина химическую обработку полученного остатка осуществляют при промывном режиме перед проведением магнитной сепарации.This problem is solved using the method of whitening kaolin by iron removal, which involves the preparation of a suspension of kaolin, introducing into it a nutrient medium that activates the natural microflora and holding the suspension in time at a constant temperature regime, subsequent magnetic separation and chemical treatment of the obtained residue by washing with a solution of oxalic ammonium. According to the proposed technical solution, in the course of suspension suspension over time, Fe (III) bioreduction is intensified by introducing together with a nutrient medium an inoculum, which is an active cenosis of aerobic and anaerobic bacteria adapted to the nature of kaolin with products of their vital activity and Fe (II) compounds. The specified inoculum is preliminarily obtained in a separate volume of the same prepared suspension of kaolin. The volume ratio of the introduced inoculum and kaolin suspension is 1: 4 ÷ 8, respectively, with a quantitative content of the nutrient medium 1.0 ÷ 2.5 wt. % relative to the mass of dry kaolin. The temperature regime under which the suspension is kept with the introduced products is maintained in the range of 20–30 ° C over time until the values of the redox potential of the medium pe from –0.5 to –2.0 at pH 7.0 ± 1.0 are established. At the end of exposure of the kaolin suspension, the chemical treatment of the obtained residue is carried out under a washing regime before magnetic separation.
Другое отличие способа заключается в получении инокулята, которое производят в отдельно взятом объеме той же приготовленной суспензии каолина посредством добавления 3÷5 мас. % указанной питательной среды относительно массы сухого каолина, содержащегося в этом объеме. Суспензию с питательной средой выдерживают во времени при температуре 35÷45°C до установления редокс-потенциала среды ре от -1,0 до -4,0 при pH 7,0±1,0.Another difference of the method is to obtain an inoculum, which is produced in a single volume of the same prepared suspension of kaolin by adding 3 ÷ 5 wt. % of the specified nutrient medium relative to the mass of dry kaolin contained in this volume. The suspension with the nutrient medium is kept in time at a temperature of 35 ÷ 45 ° C until the redox potential of the medium is established from -1.0 to -4.0 at pH 7.0 ± 1.0.
Отличие способа состоит также в применении в качестве питательной среды, активирующей естественную микрофлору, мелассы (индекс M) в смеси с соединениями азота, фосфора и калия (индекс H), взятыми в массовом соотношении компонентов M:H, равном 4:1.The difference of the method also consists in the use of molasses (index M) as a nutrient medium that activates the natural microflora in a mixture with nitrogen, phosphorus and potassium compounds (index H) taken in a mass ratio of M: H components equal to 4: 1.
Еще одно отличие способа заключается в том, что перед введением питательной среды и инокулята приготовленную суспензию каолина предварительно подвергают магнитной сепарации для удаления крупных частиц примеси минералов железа.Another difference of the method is that before the introduction of the nutrient medium and the inoculum, the prepared suspension of kaolin is preliminarily subjected to magnetic separation to remove large particles of impurities of iron minerals.
В природном каолине присутствуют аэробные и анаэробные бактерии, включая железоредуцирующие, хотя и в неактивном состоянии. Условия, создаваемые на стадии подготовки инокулята, благоприятствуют их росту и размножению до эффективной популяции, адаптированной к условиям редукции Fe(III) в составе суспензии каолина.Aerobic and anaerobic bacteria are present in natural kaolin, including iron-reducing, albeit in an inactive state. The conditions created at the stage of preparation of the inoculum favor their growth and reproduction to an effective population adapted to the conditions of reduction of Fe (III) in the composition of the kaolin suspension.
По сравнению с прототипом, предлагаемый способ позволяет за счет введения питательной среды не только активировать естественное сообщество аэробных и анаэробных бактерий, но и посредством совместного введения инокулята, содержащего устойчивый ценоз аэробных и анаэробных бактерий, продукты их жизнедеятельности и вновь образованные Fe(II)-соединения, ускорить процесс редукции Fe(III), способствуя эффективному обезжелезнению каолина.Compared with the prototype, the proposed method allows not only activating the natural community of aerobic and anaerobic bacteria due to the introduction of a nutrient medium, but also by co-administering an inoculum containing a stable cenosis of aerobic and anaerobic bacteria, their vital products, and newly formed Fe (II) compounds , accelerate the reduction process of Fe (III), contributing to the effective iron removal of kaolin.
Процесс биоредукции Fe(III) проводят при нейтральных значениях pH 7,0±1 и окислительно-восстановительном состоянии среды суспензии каолина по значениям редокс-потенциала не ниже критического ре<2,0, необходимого для биоредукции Fe(III), предпочтительно ре=-1,0, за счет активирования процесса введением инокулята, содержащего устойчивый ценоз аэробных и анаэробных бактерий, включая железовосстанавливающие бактерии, продукты их жизнедеятельности и вновь образованные Fe(II)- и Fe(II)-Fe(III)-соединения.The Fe (III) bioreduction process is carried out at neutral pH values of 7.0 ± 1 and the redox state of the kaolin suspension medium according to the redox potential values not lower than the critical pe <2.0 required for Fe (III) bioreduction, preferably pe = - 1,0, due to the activation of the process by introducing an inoculum containing a stable cenosis of aerobic and anaerobic bacteria, including iron-reducing bacteria, their waste products and newly formed Fe (II) - and Fe (II) -Fe (III) compounds.
Увеличение периода поддержания значений редокс-потенциала до ре<-2,0, соответствующих сильновосстановительной среде суспензии каолина, при отсутствии в водной среде суспензии в условиях застойного режима достаточного количества электронных челноков и хелатов для Fe(III), приведет к перенасыщению Fe(II) водной среды, их сорбции на поверхности клеток бактерий железоредукторов и гидроксидов железа, блокируя их дальнейшую редукцию.An increase in the period of maintaining the redox potential values to pe <-2.0, corresponding to the highly reducing medium of a kaolin suspension, in the absence of a suspension of sufficient electronic shuttles and chelates for Fe (III) in an aqueous medium of a stagnant regime, will lead to a supersaturation of Fe (II) aquatic environment, their sorption on the surface of bacterial cells of iron reducers and iron hydroxides, blocking their further reduction.
Проведение двух операций магнитной сепарации суспензии каолина, до введения питательной среды и инокулята и после выдерживания суспензии во времени при указанных условиях и промывания каолина раствором щавелевокислого аммония, также способствует повышению эффективности способа. Это связано с тем, что в природном каолине, как правило, присутствует железо, различающееся по структурной организации: магниторазбавленное в составе силикатов и органических соединений, в виде аморфных и слабо-упорядоченных соединений, а также в виде средне- и крупных частиц минералов железа. В условиях застойного режима влажности суспензии каолина биологическая редукция Fe(III) относительно селективна и затрагивает магниторазбавленные, аморфные и слабоупорядоченные соединения железа, оставляя средние и крупные частицы в сохранности. Поэтому магнитоупорядоченные соединения железа необходимо предварительно удалить из состава каолина посредством магнитной сепарации или иным способом.The two operations of magnetic separation of the kaolin suspension, before introducing the nutrient medium and the inoculum and after keeping the suspension in time under the indicated conditions and washing the kaolin with a solution of ammonium oxalate, also helps to increase the efficiency of the method. This is due to the fact that in natural kaolin iron is usually present, which differs in structural organization: magnetically diluted in the composition of silicates and organic compounds, in the form of amorphous and weakly ordered compounds, as well as in the medium and large particles of iron minerals. Under conditions of the stagnant moisture regime of a kaolin suspension, the biological reduction of Fe (III) is relatively selective and affects magnetically diluted, amorphous, and weakly ordered iron compounds, leaving medium and large particles intact. Therefore, magnetically ordered iron compounds must first be removed from the composition of kaolin by magnetic separation or otherwise.
Инокулят, вносимый в суспензию каолина, содержит органические метаболиты, один из которых поверхностно-активные вещества, способные дезагрегировать частицы каолина с выделением частиц (гидр)оксидов железа.The inoculum introduced into the kaolin suspension contains organic metabolites, one of which is surfactants capable of disaggregating kaolin particles with the release of particles of (hydr) iron oxides.
В результате введения питательной среды совместно с инокулятом в состав суспензии каолина в период выдерживания при температуре 20-30°C проявляется тенденция снижения редокс-потенциала до критического ре<2,0, необходимого в осуществлении редукции Fe(III), сопровождаемой изменением окраски суспензии каолина от желто-красного до зеленовато-синего тона.As a result of introducing the nutrient medium together with the inoculum into the composition of the kaolin suspension during the holding period at a temperature of 20-30 ° C, the redox potential tends to decrease to a critical re <2.0, which is necessary in the reduction of Fe (III), accompanied by a change in the color of the kaolin suspension from yellow-red to greenish-blue.
Кроме того, понижение редокс-потенциала ре, например, до значений ре<-2,0, ускоряет редукцию Fe(III)→Fe(II), с одной стороны, но, с другой стороны, благодаря застойному режиму влажности в период выдержки суспензии каолина, за счет сорбции Fe(II) поверхностью Fe(III)-(гидр)оксидов образуются новые Fe(II)-Fe(III)-минералы, типа грин раста, придающие суспензии каолина зеленовато-синюю окраску, имеющие большую удельную поверхность и, следовательно, большую реактивность.In addition, a decrease in the redox potential of pe, for example, to pe <-2.0, accelerates the reduction of Fe (III) → Fe (II), on the one hand, but, on the other hand, due to the stagnant moisture regime during the suspension kaolin, due to the sorption of Fe (II) by the surface of Fe (III) - (hydr) oxides, new Fe (II) -Fe (III) minerals, such as green rust, are formed, giving kaolin suspensions a greenish-blue color, having a large specific surface and therefore greater reactivity.
В период подготовки инокулята в водной среде суспензии каолина происходит следующее:During the preparation of the inoculum in an aqueous medium of a kaolin suspension, the following occurs:
- изменяются значения pH (от 7,0-8,0 до 4,0 и обратно) и окислительно-восстановительное состояние среды: от окислительной (ре>7,0) и умеренно-восстановительной (ре=2,0÷7,0) до восстановленной (ре=-2,0÷+2,0) и сильно-восстановленной (ре<-2,0);- the pH values change (from 7.0-8.0 to 4.0 and vice versa) and the redox state of the medium: from the oxidizing (pe> 7.0) and moderately reducing (pe = 2.0 ÷ 7.0 ) to restored (pe = -2.0 ÷ + 2.0) and strongly restored (pe <-2.0);
- активизируется естественное сообщество аэробных и анаэробных бактерий в сторону увеличения строго анаэробных бактерий, включая железовосстанавливающие, которые используют Fe(III), как акцептор электронов;- the natural community of aerobic and anaerobic bacteria is activated in the direction of increasing strictly anaerobic bacteria, including iron-reducing bacteria, which use Fe (III) as an electron acceptor;
- накапливаются продукты жизнедеятельности естественного сообщества аэробных и анаэробных бактерий, включая биологические поверхностно-активные вещества, железорастворяющие органические кислоты и органические соединения, которые могут выступать в качестве электронного «челнока» и выполнять роль посредников при редукции Fe(III);- the vital products of the natural community of aerobic and anaerobic bacteria are accumulated, including biological surfactants, iron-soluble organic acids and organic compounds, which can act as an electronic shuttle and act as intermediaries in the reduction of Fe (III);
- осуществляется редукция Fe(III), растворение Fe(II)-соединений, накопление Fe(II) и синтез новых Fe(II)-Fe(III)-соединений в составе среды инокулята.- reduction of Fe (III), dissolution of Fe (II) compounds, accumulation of Fe (II) and synthesis of new Fe (II) -Fe (III) compounds in the inoculum medium are carried out.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.
Для отбеливания каолина путем его обезжелезнения отбирают каолин сухого способа обогащения с содержанием каолинита 92-95 мас. % и оксидов железа Fe2O3 1,21-1,38 мас. %.For whitening kaolin by iron removal, kaolin of the dry enrichment method with kaolinite content of 92-95 wt. % and iron oxides Fe 2 O 3 1.21-1.38 wt. %
Содержание общего железа в образцах определяют рентгеноспектральным флуоресцентным методом на рентгеновском спектрометре многоканального типа СМР-25 и выражают в пересчете на Fe2O3.The total iron content in the samples is determined by X-ray fluorescence spectroscopy on a multi-channel type XRP spectrometer СМР-25 and expressed in terms of Fe 2 O 3 .
Из указанного выше природного каолина традиционным способом готовят водную суспензию влажностью 60%.From the above natural kaolin, an aqueous suspension with a humidity of 60% is prepared in the traditional way.
Затем отбирают часть объема приготовленной 60%-ной водной суспензии в отдельную емкость, в которой готовят инокулят с добавлением раствора питательной среды, активирующей естественную микрофлору каолина. В качестве питательной среды используют мелассу (индекс M), соединения азота, фосфора и калия (индекс H), взятые в массовом соотношении компонентов M:H, равном 4:1. Источниками азота, фосфора и калия (индекс H) являются NH4H2PO4, K2HPO4, NaNO3.Then, a part of the volume of the prepared 60% aqueous suspension is taken into a separate container, in which an inoculum is prepared with the addition of a nutrient solution that activates the natural microflora of kaolin. Molasses (index M), nitrogen, phosphorus and potassium compounds (index H) taken in a mass ratio of M: H components of 4: 1 are used as a nutrient medium. Sources of nitrogen, phosphorus and potassium (index H) are NH 4 H 2 PO 4 , K 2 HPO 4 , NaNO 3 .
Каолин, используемый для подготовки инокулята, не должен подвергаться предварительной обработке, включая термическую, отбор его производят из увлажненных участков месторождения с содержанием Fe2O3 не ниже 1%, используемой при биообработке суспензии каолина в качестве акцептора электронов. Количественное содержание введенной питательной среды составляет 3÷5 мас. % относительно массы сухого каолина, содержащегося во взятом объеме 60%-ной суспензии каолина. Суспензию с добавкой питательной среды выдерживают при температуре 35-45°C до установления редокс-потенциала ре от -1,0 до -4,0 при pH 7,0±1,0. Эти условия дают возможность накапливать максимальное количество анаэробных бактерий, включая железовосстанавливающие, а также продукты их жизнедеятельности и Fe(II)-соединения в составе получаемого инокулята.The kaolin used to prepare the inoculum should not be pretreated, including thermal, it is selected from moistened areas of the deposit with a Fe 2 O 3 content of at least 1%, used in the bioprocessing of a kaolin suspension as an electron acceptor. The quantitative content of the introduced nutrient medium is 3 ÷ 5 wt. % relative to the mass of dry kaolin contained in the taken volume of a 60% suspension of kaolin. The suspension with the addition of a nutrient medium is maintained at a temperature of 35-45 ° C until a redox potential of from -1.0 to -4.0 is established at a pH of 7.0 ± 1.0. These conditions make it possible to accumulate the maximum number of anaerobic bacteria, including iron-reducing bacteria, as well as their vital products and Fe (II) compounds in the resulting inoculum.
При необходимости, основной объем приготовленной 60%-ной водной суспензии каолина предварительно подвергают магнитной сепарации для удаления крупных частиц примеси минералов железа. Последующую биообработку суспензии ведут с интенсификацией процесса биоредукции Fe(III) посредством введения совместно с питательной средой инокулята, отбираемого в виде определенного объема суспензии каолина, где был получен инокулят, представляющий собой адаптированный к природе каолина активный ценоз аэробных и анаэробных бактерий с продуктами их жизнедеятельности и Fe(II)-соединениями. В качестве питательной среды, активирующей естественную микрофлору, также используют мелассу (индекс M), соединения азота, фосфора и калия (индекс H), взятые в массовом соотношении компонентов M:H, равном 4:1. Источниками азота, фосфора и калия (индекс H) являются: NH4H2PO4, K2HPO4, NaNO3.If necessary, the main volume of the prepared 60% aqueous solution of kaolin is preliminarily subjected to magnetic separation to remove large particles of impurities of iron minerals. Subsequent bioprocessing of the suspension is carried out with the intensification of the process of Fe (III) bioreduction by introducing together with the nutrient medium an inoculum taken in the form of a certain volume of kaolin suspension, where the inoculum was obtained, which is an active cenosis of aerobic and anaerobic bacteria adapted to the nature of kaolin with their vital products and Fe (II) compounds. Molasses (index M), nitrogen, phosphorus and potassium compounds (index H), taken in a mass ratio of M: H components equal to 4: 1, are also used as a nutrient medium that activates the natural microflora. Sources of nitrogen, phosphorus and potassium (index H) are: NH 4 H 2 PO 4 , K 2 HPO 4 , NaNO 3 .
Объемное соотношение вводимого инокулята и 60%-ной водной суспензии каолина составляет 1:4÷8 соответственно при содержании питательной среды в количестве 1,0÷2,5 мас. % относительно массы сухого каолина. Суспензию каолина с введенными продуктами выдерживают во времени при температурном режиме 20÷30°C с поддержанием его до установления значений редокс-потенциала среды ре от -0,5 до -2,0 при pH 7,0±1,0. Указанные условия интенсификации биоредукции Fe(III) создают максимально возможную скорость протекания процессов, ведущих к обезжелезнению каолина. По окончании выдержки суспензия каолина приобретает зеленовато-синий тон.The volume ratio of the injected inoculum and a 60% aqueous suspension of kaolin is 1: 4 ÷ 8, respectively, with a nutrient medium content of 1.0 ÷ 2.5 wt. % relative to the mass of dry kaolin. A suspension of kaolin with the introduced products is maintained in time at a temperature of 20 ÷ 30 ° C with maintaining it until the values of the redox potential of the medium are established from -0.5 to -2.0 at pH 7.0 ± 1.0. The indicated conditions for the intensification of Fe (III) bioreduction create the maximum possible rate of the processes leading to kaolin iron removal. At the end of the exposure, the kaolin suspension acquires a greenish-blue tone.
После этого из суспензии каолина удаляют жидкую фазу, остаток химически обрабатывают при промывном режиме с использованием 0,1 М раствора щавелекислого аммония из расчета Т:Ж = 1:1. После химической обработки каолин подвергают магнитной сепарации с последующими обезвоживанием и сушкой.After that, the liquid phase is removed from the kaolin suspension, the residue is chemically treated in the washing regime using a 0.1 M solution of ammonium oxalate at the rate of T: W = 1: 1. After chemical treatment, kaolin is subjected to magnetic separation, followed by dehydration and drying.
Значения концентрации водородных ионов pH и окислительно-восстановительные условия среды Eh суспензии каолина измеряют при естественной влажности во внутренних горизонтах объема используемой емкости на pH-метре pH - 150 М с помощью набора электродов. Расчетную величину редокс-потенциала ре, показывающую активность электронов, определяют по уравнению:The values of the concentration of hydrogen ions pH and the redox conditions of the medium Eh of the kaolin suspension are measured at natural humidity in the internal horizons of the volume of the used tank on a pH meter of 150 M using a set of electrodes. The calculated value of the redox potential pe, showing the activity of electrons, is determined by the equation:
ре=Eh:58, гдеpe = Eh: 58, where
Eh - окислительно-восстановительные условия среды, выраженные в мВ.Eh — redox conditions in mV.
Для определения цветности каолина после его биообработки измеряют его спектры отражения на спектроколориметре «Пульсар». Колориметрические характеристики определяют в координатах МКО X, Y, Z и МКО L*a*b*, две оси которого характеризуют цветность: ось a* - красный (+a*) и зеленый (-a*); ось b* - желтый (+b*) и синий (-b*); третья ось, перпендикулярная плоскости цветности (a*-b*), определяет светлоту L* (от 0 до 100).To determine the color of kaolin after its bioprocessing, its reflection spectra are measured on a Pulsar spectrocolorimeter. Colorimetric characteristics are determined in the coordinates of MCO X, Y, Z and MCO L * a * b *, two axes of which characterize the color: axis a * - red (+ a *) and green (-a *); the b * axis is yellow (+ b *) and blue (-b *); the third axis, perpendicular to the color plane (a * -b *), determines the lightness L * (from 0 to 100).
Степень желтизны G (ASTM E 313) оценивают, исходя из формулы:The yellowness G (ASTM E 313) is evaluated based on the formula:
G=((1,28X-1,06Z)/Y)100, %,G = ((1.28X-1.06Z) / Y) 100,%,
где X, Y, Z - координаты цвета МКО 1931 г.where X, Y, Z are the color coordinates of the MCO 1931
Расчет индекса белизны (ГОСТ Р ИСО 105-J02); (ASTM E 313) проводят по формуле:Calculation of the whiteness index (GOST R ISO 105-J02); (ASTM E 313) is carried out according to the formula:
WISO=Y+800(x0-x)+1700(y0-y),W ISO = Y + 800 (x 0 -x) +1700 (y 0 -y),
где Y - координаты цвета образца;where Y is the color coordinates of the sample;
x, y - координаты цветности образца;x, y are the chromaticity coordinates of the sample;
x0, y0 - координаты цвета для эталона при источнике света/наблюдателе C/2°x 0 , y 0 - color coordinates for the standard at the light source / observer C / 2 °
Осуществление предлагаемого способа детально изложено в следующих примерах.The implementation of the proposed method is described in detail in the following examples.
Пример 1.Example 1
Для реализации способа отбеливания каолина используют две емкости: первая - для подготовки инокулята; вторая - для создания и поддержания условий, необходимых для биоредукции Fe(III) в период выдержки суспензии каолина во времени.To implement the method of whitening kaolin, two containers are used: the first is for preparing the inoculum; the second is to create and maintain the conditions necessary for the bioreduction of Fe (III) during the exposure of the kaolin suspension over time.
Используемый при отбеливании каолин (№1 - исходный образец) получен технологией сухого обогащения с массой частиц размером ниже 2 мкм, составляющих 39% от общей массы каолина. Содержание в нем оксидов железа в пересчете на Fe2O3 соответствует величине 1,21 мас. %, представляемой преимущественно гидроксидами железа.The kaolin used in bleaching (No. 1 - the initial sample) was obtained by dry enrichment technology with a particle mass below 2 microns, comprising 39% of the total mass of kaolin. The content of iron oxides in terms of Fe 2 O 3 corresponds to a value of 1.21 wt. %, represented mainly by iron hydroxides.
Приготовление 60%-ной водной суспензии каолина проводят по технологии, принятой в керамической промышленности [1].The preparation of a 60% aqueous kaolin suspension is carried out according to the technology adopted in the ceramic industry [1].
Для приготовления инокулята в первую емкость заливают 60%-ную водную суспензию каолина, в которую вводят 5 мас. % питательной среды относительно массы сухого каолина в первой емкости. Питательная среда, активирующая естественную микрофлору каолина, включает мелассу, отход переработки сахарной свеклы (индекс M), и неорганическую добавку (индекс H), содержащую источники азота, фосфора и калия при соотношении компонентов (M:H) 4:1, а именно (г/100 г сухого каолина): меласса - 4,0 г; NH4H2PO4 - 0,4 г; K2HPO4 - 0,4 г; NaNO3 - 0,2 г.To prepare the inoculum, a 60% aqueous kaolin suspension is poured into the first container, into which 5 wt. % of the nutrient medium relative to the mass of dry kaolin in the first container. The nutrient medium that activates the natural microflora of kaolin includes molasses, sugar beet processing waste (index M), and an inorganic additive (index H) containing nitrogen, phosphorus and potassium sources with a ratio of components (M: H) of 4: 1, namely ( g / 100 g of dry kaolin): molasses - 4.0 g; NH 4 H 2 PO 4 0.4 g; K 2 HPO 4 - 0.4 g; NaNO 3 - 0.2 g.
Естественное сообщество бактериальных культур в суспензии каолина активируют, обеспечивая его размножение, поддерживая температуру 45°C во времени. Для определения периода времени, соответствующего условиям подготовки инокулята, измеряют значения редокс-потенциала ре и pH. Процесс подготовки инокулята считают завершенным при смене значений окислительно-восстановительного состояния среды от окислительных до сильновосстановительных, что соответствует значениям редокс-потенциала ре -4,0 при pH 6,5 и появлению сине-зеленых пятен по объему суспензии каолина. Изменение редокс-потенциала среды и окраски суспензии свидетельствует о последовательной смене популяций сообщества бактериальных культур и активации железовосстанавливающих бактерий, основным акцептором которых являются Fe(III)-соединения.The natural community of bacterial cultures in the kaolin suspension is activated, ensuring its reproduction, maintaining a temperature of 45 ° C over time. To determine the period of time corresponding to the conditions for the preparation of the inoculum, the redox potential pe and pH are measured. The inoculum preparation process is considered complete when the values of the redox state of the medium change from oxidizing to highly reducing, which corresponds to the redox potential of re-4.0 at pH 6.5 and the appearance of blue-green spots in the volume of kaolin suspension. A change in the redox potential of the medium and the color of the suspension indicates a sequential change in the populations of the bacterial culture community and activation of iron-reducing bacteria, the main acceptors of which are Fe (III) compounds.
После образования инокулята основной процесс, обеспечивающий обезжелезнение каолина, производят во второй емкости, содержащей основной объем той же самой 60%-ной водной суспензии каолина. Для этого интенсифицируют биоредукцию Fe(III) посредством введения совместно с питательной средой инокулята, отбираемого из первой емкости в виде суспензии каолина, содержащей адаптированный к природе каолина активный ценоз аэробных и анаэробных бактерий с продуктами их жизнедеятельности и Fe(II)-соединениями. Одновременно с этим в суспензию, содержащуюся во второй емкости, добавляют ту же самую питательную среду, активирующую естественную микрофлору каолина. Соотношение объемов инокулята и 60%-ной водной суспензии каолина составляет 1:8 при содержании питательной среды 2,5% от массы сухого каолина во второй емкости. Затем выдерживают суспензию каолина во времени с введенными продуктами при температуре 30°C до достижения значений редокс-потенциала ре -1,5 при pH 7,8 (№3 - опытный образец). В этих условиях происходит последовательный рост популяций сообщества бактериальных культур, которые проявляют активность в отношении процесса биоредукции Fe(III). В результате активности бактериальных культур, наличию органических лиганд L в составе метаболитов и Fe(II)-соединений происходит ускорение процесса биоредукции Fe(III) в суспензии каолина. Повышение концентрации Fe(II) и сорбция Fe(II) и анионов поверхностью гидрооксидов железа способствуют синтезу Fe(II)-Fe(III)-соединений типа грин раста. При синтезе грин раста изменяется окраска суспензии каолина до зеленовато-синего тона.After the formation of the inoculum, the main process ensuring the iron removal of kaolin is carried out in a second container containing the main volume of the same 60% aqueous suspension of kaolin. For this, the Fe (III) bioreduction is intensified by introducing together with the nutrient medium an inoculum taken from the first container in the form of a kaolin suspension containing active cenosis of aerobic and anaerobic bacteria adapted to the nature of kaolin with their waste products and Fe (II) compounds. At the same time, the same nutrient medium activating the natural microflora of kaolin is added to the suspension contained in the second container. The ratio of the volume of the inoculum and a 60% aqueous suspension of kaolin is 1: 8 with a nutrient medium content of 2.5% by weight of dry kaolin in the second container. Then, a suspension of kaolin is maintained in time with the introduced products at a temperature of 30 ° C until the redox potential values of re -1.5 are reached at pH 7.8 (No. 3 is a prototype). Under these conditions, there is a sequential increase in the populations of the bacterial culture community, which are active in relation to the Fe (III) bioreduction process. As a result of the activity of bacterial cultures, the presence of organic L ligands in the composition of metabolites and Fe (II) compounds, the process of biological reduction of Fe (III) in the kaolin suspension is accelerated. An increase in the concentration of Fe (II) and the sorption of Fe (II) and anions by the surface of iron hydroxides contribute to the synthesis of Fe (II) -Fe (III) compounds of the green rasta type. In the synthesis of green rasta, the color of the kaolin suspension changes to a greenish-blue tone.
Для получения сравнительных данных отбеливания каолина предложенным способом используют дополнительную контрольную емкость с тем же объемом суспензии каолина одинакового природного состава и с влажностью 60%. В суспензию вводят указанную выше питательную среду в том же количественном соотношении, что и во второй емкости. Выдержку суспензии после введения питательной среды производят при температуре 30°C (№2 - контрольный образец). Редокс-потенциал, установившийся в контрольной емкости суспензии каолина за тот же промежуток времени выдержки суспензии, что и во второй емкости, достигает значения ре=1,6 при pH 6,5 без изменения окраски в объеме суспензии контрольной емкости.To obtain comparative data on the whitening of kaolin by the proposed method, an additional control tank with the same volume of kaolin suspension of the same natural composition and with a moisture content of 60% is used. The above nutrient medium is introduced into the suspension in the same proportion as in the second container. The suspension is suspended after the introduction of the nutrient medium at a temperature of 30 ° C (No. 2 - control sample). The redox potential established in the control capacity of the kaolin slurry for the same suspension holding time as in the second capacity reaches pe = 1.6 at pH 6.5 without discoloration in the volume of the control capacity suspension.
По окончании выдержки во времени суспензии каолина, содержащиеся во второй и контрольной емкостях, обезвоживают, промывают раствором 0,1 М щавелевокислого аммония двукратно, подвергают магнитной сепарации, затем обезвоживают и сушат.At the end of the soaking in time, the kaolin suspensions contained in the second and control containers are dehydrated, washed with a solution of 0.1 M ammonium oxalate twice, subjected to magnetic separation, then dehydrated and dried.
Результаты испытания образцов каолина после его отбеливания выражают в виде значений индекса белизны WISO, степени желтизны G, координат цвета L*a*b* и содержания оксида железа Fe2O3 для опытных образцов (№3 - опытный образец), контрольного образца (№2 - контрольный образец) и исходного образца (№1 - исходный образец), полученный по технологии сухого обогащения.The results of testing kaolin samples after bleaching are expressed as whiteness index W ISO , yellowness G, color coordinates L * a * b * and iron oxide content Fe 2 O 3 for test samples (No. 3 - test sample), control sample ( No. 2 - control sample) and the initial sample (No. 1 - the initial sample) obtained by dry enrichment technology.
В приведенной ниже таблице представлены показатели желтизны и белизны опытных и контрольных образцов каолина, полученные по результатам его отбеливания биоредукцией Fe(III)-соединений для примера 1.The table below shows the yellowness and whiteness of the experimental and control samples of kaolin, obtained according to the results of its whitening by bioreduction of Fe (III) compounds for example 1.
Пример 2.Example 2
Способ отбеливания каолина осуществляют аналогично описанному в примере 1 с использованием одинаковых исходных продуктов. Отличие состоит в том, что при получении инокулята в первой емкости количество вводимой в водную 60%-ную суспензию каолина питательной среды составляет 3 мас. % относительно массы сухого каолина, при этом выдержку суспензии во времени производят при температуре 30°C до установления редокс-потенциала среды ре=-3,0 при pH 6,8.The method of whitening kaolin is carried out similarly to that described in example 1 using the same starting products. The difference is that when receiving the inoculum in the first container, the amount of nutrient medium introduced into the aqueous 60% suspension of kaolin is 3 wt. % relative to the mass of dry kaolin, while holding the suspension in time is carried out at a temperature of 30 ° C until the redox potential of the medium is re = -3.0 at pH 6.8.
Интенсификацию биоредукции Fe(III)-соединений 60%-ной водной суспензии каолина, содержащейся во второй емкости, достигают за счет введения инокулята, взятого из первой емкости в количестве, при котором его объемное соотношение и суспензии каолина во второй емкости составляет 1:6 соответственно. При этом одновременно вводят во вторую емкость питательную среду, указанную выше, в количестве 1,5 мас. % от массы сухого каолина, содержащегося во второй емкости. Выдержку во времени суспензии каолина во второй емкости после введения указанных продуктов ведут при температуре 25°C до достижения значения редокс-потенциала ре=-0,5 при pH 7,2.The intensification of the bioreduction of Fe (III) compounds of a 60% aqueous kaolin suspension contained in the second tank is achieved by introducing an inoculum taken from the first tank in an amount in which its volume ratio and kaolin suspension in the second tank are 1: 6, respectively . At the same time, the nutrient medium indicated above is introduced into the second container in an amount of 1.5 wt. % by weight of dry kaolin contained in the second container. The time delay of the suspension of kaolin in the second container after the introduction of these products is carried out at a temperature of 25 ° C until the redox potential reaches pe = -0.5 at pH 7.2.
Суспензию каолина, содержащуюся в контрольной емкости, обрабатывают по такой же технологической схеме, но без добавления инокулята с достижением за тот же период времени ее выдержки, что и во второй емкости, значения редокс-потенциала ре=1,3 при pH 6,9.The kaolin suspension contained in the control tank is processed according to the same technological scheme, but without the addition of the inoculum, with the achievement of the same holding time as in the second tank, the redox potential value is pe = 1.3 at pH 6.9.
Суспензии каолина из второй и контрольной емкостей обезвоживают, каолин промывают трехкратно раствором 0,1 М щавелевокислого аммония, подвергают двукратной магнитной сепарации, затем обезвоживают и сушат.Suspensions of kaolin from the second and control tanks are dehydrated, kaolin is washed three times with 0.1 M ammonium oxalate solution, subjected to double magnetic separation, then dehydrated and dried.
Результаты испытания образцов каолина, полученные после его отбеливания по примеру 2, приведены в таблице.The test results of samples of kaolin obtained after bleaching according to example 2, are shown in the table.
Пример 3.Example 3
Берут первую емкость с суспензией каолина и обрабатывают ее для получения инокулята, аналогичного тому, как описано в примере 1, при этом в суспензию каолина вводят те же компоненты питательной среды, что и в примере 1, в количестве 4,0 мас. % относительно массы сухого каолина, содержащегося в этой емкости. Последующую выдержку суспензии во времени ведут при температуре 35°C до достижения значения редокс-потенциала среды ре=-1,3 при pH 7,2.Take the first container with a suspension of kaolin and process it to obtain an inoculum, similar to that described in example 1, while the same components of the nutrient medium are introduced into the kaolin suspension as in example 1, in an amount of 4.0 wt. % relative to the mass of dry kaolin contained in this tank. Subsequent exposure of the suspension in time is carried out at a temperature of 35 ° C until reaching the value of the redox potential of the medium pe = -1.3 at pH 7.2.
Интенсификацию биоредукции Fe(III)-соединений 60%-ной водной суспензии каолина, содержащейся во второй емкости, также ведут посредством совместного введения инокулята, отбираемого из первой емкости, и той же питательной среды, что и в примерах 1, 2. Объемное соотношение инокулята, отбираемого из первой емкости, и суспензии каолина, содержащейся во второй емкости, составляет 1:4 соответственно, при содержании питательной среды во второй емкости в количестве 1,0 мас. % от массы сухого каолина. Выдержку суспензии каолина с добавленными продуктами во времени ведут при температуре 20°C до достижения значения редокс-потенциала ре=-2,0 при pH 7,5. Последующую обработку суспензии осуществляют аналогично описанной в примерах 1 и 2.The intensification of the bioreduction of Fe (III) compounds of a 60% aqueous kaolin suspension contained in the second container is also carried out by co-administration of the inoculum taken from the first container and the same nutrient medium as in examples 1, 2. Volume ratio of the inoculum taken from the first container and the kaolin slurry contained in the second container is 1: 4, respectively, when the nutrient medium in the second container is in an amount of 1.0 wt. % by weight of dry kaolin. Exposure of a suspension of kaolin with added products in time is carried out at a temperature of 20 ° C until the redox potential reaches pe = -2.0 at pH 7.5. Subsequent processing of the suspension is carried out similarly as described in examples 1 and 2.
60%-ную водную суспензию каолина, содержащуюся в контрольной емкости, обрабатывают по той же технологической схеме, что и в примерах 1, 2 без добавления инокулята. Выдержку суспензии каолина с питательной средой во времени ведут по достижении за тот же период времени выдержки, что и в емкости 2, значения редокс-потенциала ре=0,6 при pH 6,8.A 60% aqueous suspension of kaolin contained in the control tank is treated according to the same technological scheme as in examples 1, 2 without the addition of an inoculum. Exposure of a suspension of kaolin with a nutrient medium in time is carried out after reaching the same exposure time as in tank 2, the redox potential value pe = 0.6 at pH 6.8.
Суспензии каолина из второй и контрольной емкостей обезвоживают, каолин однократно промывают раствором 0,1 М щавелевокислого аммония, подвергают магнитной сепарации, затем обезвоживают и сушат.Suspensions of kaolin from the second and control containers are dehydrated, kaolin is washed once with a solution of 0.1 M ammonium oxalate, subjected to magnetic separation, then dehydrated and dried.
Результаты обработки каолина для опытного и контрольного образцов по примеру 3 представлены в таблице.The results of processing kaolin for the experimental and control samples of example 3 are presented in the table.
Пример 4.Example 4
Берут каолин сухого обогащения, который содержит Fe2O3 в количестве, равном 1,38 мас. %, примеси железа в виде гематита и гетита (№1 - исходный образец). Готовят 60%-ную водную суспензию каолина и обрабатывают ее, как описано в примере 1 (№3 - опытный образец), за исключением того, что предварительно готовую суспензию каолина, содержащуюся во второй емкости, предварительно подвергают магнитной сепарации с отделением магнитной фракции. Дальнейшую обработку суспензии каолина в контрольной емкости ведут аналогично описанной в примере 1 (№2 - контрольный образец).Dry kaolin is taken, which contains Fe 2 O 3 in an amount equal to 1.38 wt. %, iron impurities in the form of hematite and goethite (No. 1 - initial sample). A 60% aqueous kaolin slurry is prepared and treated as described in Example 1 (No. 3 is a test sample), except that the pre-prepared kaolin slurry contained in the second container is preliminarily magnetically separated to separate the magnetic fraction. Further processing of a suspension of kaolin in a control tank is carried out similarly to that described in example 1 (No. 2 - control sample).
В представленной ниже таблице приведены сравнительные данные результатов испытаний образцов каолина после его отбеливания путем интенсификации биоредукции Fe(III) в сравнении с контрольными и исходными образцами, в частности, указаны значения содержания оксидов железа Fe2O3, индекса белизны WISO, степени желтизны G и координат цвета в системе CIE L*a*b*.The table below shows comparative data on the results of testing kaolin samples after bleaching by intensifying the bioreduction of Fe (III) in comparison with the control and initial samples, in particular, the values of the content of iron oxides Fe 2 O 3 , whiteness index W ISO , and yellowness G and color coordinates in the CIE L * a * b * system.
В результате проведенной биообработки каолина индекс белизны WISO опытных образцов каолина повышается до значений 58,4-71,6, тогда как в контрольных образцах после их обработки посредством активирования естественной микрофлоры введением питательной среды индекс белизны WISO на уровне 42,2-54,9 против индекса белизны WISO исходного каолина на уровне 10,7-34,5. Согласно ASTM E313, белым считают материал, имеющий значение индекса белизны WISO выше 40,0, а ниже 40,0 - не белым.As a result of the kaolin bioprocessing, the whiteness index W ISO of the kaolin prototypes rises to 58.4-71.6, whereas in the control samples after their processing by activating the natural microflora by introducing the nutrient medium, the whiteness index W ISO is 42.2-54. 9 versus whiteness index W ISO of starting kaolin at 10.7-34.5. According to ASTM E313, white is considered a material having a W ISO index value above 40.0, and below 40.0 not white.
Аналогично повышению значений индекса белизны WISO понижается степень желтизны G (ASTM E313) опытных образцов каолина (6,8-11,0%) против контрольных (12,6-16,5%) и исходных (18,4-27,3%).Similarly to an increase in the whiteness index W ISO, the yellowness G (ASTM E313) of the kaolin prototypes (6.8-11.0%) is reduced against the control (12.6-16.5%) and the original (18.4-27.3 %).
Содержание железа в перерасчете на содержание Fe2O3 в исходных и контрольных образцах составляет 1,21-1,38 мас. % и 0,56-0,88 мас. %, соответственно, против содержания железа в опытных образцах на уровне 0,43-0,75 мас. %.The iron content in terms of the content of Fe 2 O 3 in the initial and control samples is 1.21-1.38 wt. % and 0.56-0.88 wt. %, respectively, against the iron content in the experimental samples at the level of 0.43-0.75 wt. %
ЛитератураLiterature
1. Августиник А.И. Керамика. - П.: Стройиздат.- 1975. - 592 с.1. Augustinian A.I. Ceramics. - P .: Stroyizdat. - 1975 .-- 592 p.
2. Eisele T.C., Gabby K.L. Review of Reductive Leaching of iron by Anaerobic Bacteria // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review: An International Journal. 2014. V. 35. N 2. P. 75-105.2. Eisele T.C., Gabby K.L. Review of Reductive Leaching of iron by Anaerobic Bacteria // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review: An International Journal. 2014. V. 35. N 2. P. 75-105.
3. Патент РФ №2042654. Способ очистки от железа и его соединений каолина или кварцевого песка МПК C04B 33/04, 1995.3. RF patent No. 2042654. The method of purification from iron and its compounds kaolin or silica sand IPC C04B 33/04, 1995.
4. Авторское свидетельство СССР №358269. Способ отбеливания каолина. МПК C04B 33/04, C01F 7/46. 1972.4. Copyright certificate of the USSR No. 358269. The method of whitening kaolin. IPC C04B 33/04, C01F 7/46. 1972.
5. Авторское свидетельство СССР №937490. Способ отбеливания каолина. МПК C09C 1/42; D21D 3/00, 1982.5. Copyright certificate of the USSR No. 937490. The method of whitening kaolin. IPC C09C 1/42; D21D 3/00, 1982.
6. Patent US 7122080 B2. Integrated process for simultaneous beneficiation, leaching, and dewatering of kaolin clay suspension. МПК C04B 14/04. 2006.6. Patent US 7122080 B2. Integrated process for simultaneous beneficiation, leaching, and dewatering of kaolin clay suspension. IPC C04B 14/04. 2006.
7. Patent GB N 1043252 (A). Clay bleaching. МПК C04B 33/10, C04B 33/06, C04B 33/30, 1966.7. Patent GB N 1043252 (A). Clay bleaching. IPC C04B 33/10, C04B 33/06, C04B 33/30, 1966.
8. Patent EP N 1146089 (A1). Method for bleaching kaolin clay and other minerals and bleaching products obtained by the method. МПК C09C 1/42; D21H 17/68; D21H 19/40. 2001.8. Patent EP N 1146089 (A1). Method for bleaching kaolin clay and other minerals and bleaching products obtained by the method. IPC C09C 1/42; D21H 17/68; D21H 19/40. 2001.
9. Патент RU №2083527. Способ отбеливания глиносодержащего керамического сырья. МПК C04B 33/04, 1997.9. Patent RU No. 2083527. Method for bleaching clay-containing ceramic raw materials. IPC C04B 33/04, 1997.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014153677/03A RU2582164C1 (en) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Method of bleaching kaolin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014153677/03A RU2582164C1 (en) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Method of bleaching kaolin |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2582164C1 true RU2582164C1 (en) | 2016-04-20 |
Family
ID=56195215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014153677/03A RU2582164C1 (en) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Method of bleaching kaolin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2582164C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108546104A (en) * | 2018-05-02 | 2018-09-18 | 乐山市南联环资科技有限责任公司 | It is a kind of to produce the technique that ceramics use potassium feldspar fine powder using potash feldspar tailings |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5266539A (en) * | 1991-05-20 | 1993-11-30 | Consiglio Nazionale Delle Ricerche | Process for the deferrization of kaolin, quartzose sand, paper filler, white pigment, pumice and electronics materials |
| RU2079466C1 (en) * | 1994-08-11 | 1997-05-20 | Дальневосточный коммерческий институт | Method of preparing of dacite purple for manufacturing of porcelain and faience articles |
| RU2083527C1 (en) * | 1995-10-05 | 1997-07-10 | Авакян Зара Артаваздовна | Process for whitening clay-containing ceramic stock |
-
2014
- 2014-12-29 RU RU2014153677/03A patent/RU2582164C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5266539A (en) * | 1991-05-20 | 1993-11-30 | Consiglio Nazionale Delle Ricerche | Process for the deferrization of kaolin, quartzose sand, paper filler, white pigment, pumice and electronics materials |
| RU2079466C1 (en) * | 1994-08-11 | 1997-05-20 | Дальневосточный коммерческий институт | Method of preparing of dacite purple for manufacturing of porcelain and faience articles |
| RU2083527C1 (en) * | 1995-10-05 | 1997-07-10 | Авакян Зара Артаваздовна | Process for whitening clay-containing ceramic stock |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108546104A (en) * | 2018-05-02 | 2018-09-18 | 乐山市南联环资科技有限责任公司 | It is a kind of to produce the technique that ceramics use potassium feldspar fine powder using potash feldspar tailings |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4227920A (en) | Methods of clay benefication | |
| Jepson | Structural iron in kaolinites and in associated ancillary minerals | |
| US6615987B1 (en) | Method of treating an aqueous suspension of kaolin | |
| US4097372A (en) | Method for improving clay brightness utilizing magnetic separation | |
| Chandrasekhar et al. | Brightness improvement studies on ‘kaolin based’zeolite 4A | |
| Fletcher et al. | Sodium‐calcium‐magnesium exchange reactions on a montmorillonitic soil: I. Binary exchange reactions | |
| Ramaswamy et al. | Significance of impurity mineral identification in the value addition of kaolin–A case study with reference to an acidic kaolin from India | |
| Zakharov et al. | Causes of insufficient recovery of zirconium during acidic processing of lovozero eudialyte concentrate | |
| RU2582164C1 (en) | Method of bleaching kaolin | |
| US8545787B2 (en) | Method of treating an aqueous suspension of kaolin | |
| Šuba et al. | Iron minerals removal from different quartz sands | |
| Palache et al. | Some minerals of the Keweenawan copper deposits: pumpellyite, a new mineral; sericite; saponite | |
| US20060131243A1 (en) | Method of treating an aqueous suspension of kaolin | |
| RU2520434C1 (en) | Method of purifying non-modified montmorillonite-based bentonite | |
| Chouafa et al. | Chemical treatment of kaolin. Case study of kaolin from the Tamazert–Jijel mine | |
| Fransolet et al. | Petrographic evidence for primary hagendorfite in an unusual assemblage of phosphate minerals, Kibingo granitic pegmatite, Rwanda | |
| CN103571751A (en) | Method for enriching and purifying two insects in water and method for measuring content of insects | |
| US4055485A (en) | Method for improving clay brightness utilizing magnetic separation | |
| Hashimoto et al. | Novel coloring of geopolymer products using a copper solution immersion method | |
| Suastika et al. | Characterization of natural puya sand extract of Central Kalimantan by using X-Ray Diffraction | |
| Nikolaev et al. | Applicability of hydrogarnet technology for complex processing of Indian condalites | |
| US5180511A (en) | Flotation aid and process for removal of impurities from silicate minerals | |
| US3635744A (en) | Treatment of clay | |
| US3666513A (en) | Treatment of minerals | |
| CN112552016A (en) | Preparation method of kaolin special for building ceramic rock plate |