高岭土漂白的新途径—酸溶氢气还原法

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2、东省菏泽市拜葆面面—-菏泽274000)‘7j’&摘要在对传统的高岭土化学漂白方法进行试验比较和研究的基础上,探索出一种新的高岭土漂白方法——酸溶氢气还原法.系统研究了影响漂白效果的各种因素,并对漂白后的产品进行了分‘鐾娄霉’且行管关蝴,塑缎’中围分类号TD873.2.第一作者简介陈霞,女,1964年生,讲师,I学硕士高岭土(Kaobn)是以高岭石族矿物为主要成分的软质粘土,由于首先发现于我国江西省景德镇附近的高岭地方而得名.高岭土以其洁白的基色,优异的工艺性能,如分散性,可塑性,耐火性等,而广泛地应用于陶瓷,造

3、纸,橡胶和耐火材料等许多工业部门.不同的工业部门,对高岭土质量要求不尽相同,但其中大都涉及到对白度的要求,尤其是造纸行业对高岭土白度要求很高,白度值越高越好.纯净高岭土呈白色,其化学式为Al0?2SiO?2H.O,理论的化学组成以重量百分比表示为:sjO246.54,A1O339.5O%,H2O13.96.在自然界中完全由高岭石族矿物组成的单矿岩高岭土极少,绝大多数都含有其它矿物杂质,如蒙脱石,伊利石,黄铁矿,氧化铁矿物等.反应在化学成分上,主要的氧化物如SiO,A1Oa等都偏离高岭土的理论值,而出现其它元素氧化物如Fe

4、O,TiO和有机碳等,因而使天然高岭土可呈灰,黄,褐,红,蓝,绿等色,大大限制了高岭土的应用范围.因此,如何提高高岭土的白度,一直是国内外研究的热点和难点.在漂白技术方面,我国尚处于研究阶段,所采用的主要方法是保险粉还原法,而国外普遍采用的是复合漂白法.为探索高岭土新的高效漂白方法,作者首先对国内外传统的漂白方法进行了收稿日期1997—04—17试验,并进行了系统的比较分析,进而提出了新方法——酸溶氢气还原法.1传统漂白方法的不足1.1保险粉还原法氧化铁是影响高岭土白度最常见的杂质之一.早在五十年代,密执尔BD和迈呈吉?

5、贝RC就提出用保险粉去除粘土中的氧化铁,现在英美等国高岭土精选厂大都采用此海保险粉学名连二亚硫酸钠或低亚硫酸钠,分子式为NaSO.它是一种强还原剂在矿浆中加入保险粉,它能与高岭土中的氧化铁作用,把不溶于水的三价铁还原成为溶于水的二价铁离子Fe,经过滤洗涤即可除去,而达到除铁提高白度的目的.反应式为F2O3+Na2S2O4+H2SO’一Ha2SO4+2FeSOa+H2O影响这一反应的因素较多,如强度,矿浆浓度,反应时间,酸度,保险粉用量,加药制度以及添加剂等.经作者多次试验,在最佳条件下用保险粉漂白的高岭土,其白度仅由64

6、.6提高到72.经分析,漂白效果不理想的主要原因是在酸度较低时保险粉的稳定性降低,发生分解反应100中国矿业大学第27卷2[S2O5一]+4H一3SO2+s+2HO,3Esof～]+6H一5SO:+H2S+2H2O,SO.与HzS进一步反应,生成单质硫沉淀:2H:s+sO2=3S++2H:O.这些副反应的发生,既浪费药剂,又影响产品质量.另外,漂白后的高岭土如果得不到及时有效地洗涤,会造成产品返黄].1.2酸浸漂白法酸浸漂白法的实质是用适当的酸溶剂(如盐酸,硫酸等)处理高岭土,溶解杂质铁,以达到除铁漂白的目的].试验表明

7、,增大酸的浓度,提高浸出温度,可明显提高脱铁率,如表l所示.裹1高岭土酸漫漂白试验数据TaMelExperimentaldataoftheacid-so~kedkaolin从表1可以看出,提高浸出温度,脱铁率的提高是以高岭土晶格受损为代价的.尽管经酸溶法漂白过的高岭土白度提高幅度较大,如除铁率在7o以上时,白度可大于85,但是,由于在溶铁的同时高岭土中有用成分铝被同时溶出,而破坏了其部分晶格,降低了高岭土的品位.在对传统的高岭土化学漂白方法进行试验比较和研究的基础上,为了克服传统方法的缺点,提高化学漂白的效果,作者探索出

8、一种新的高岭土漂白方法——酸溶氢气还原法.2.1基本原理欲除掉高岭土中有色的三价铁的氧化物达到漂白的目的,用酸和还原剂将不溶于水的三价铁的氧化物转化为可溶于水的化合物是必不可少的.为了避免酸溶法在溶铁的同时也溶铝的缺点,减少溶液对环境的污染,我们在盐酸,硫酸,或草酸等介质中加入适量的锌粉或铝粉作为还原剂,取得了良好的