高岭土原矿除铁工艺的研究

【开发利用】我国高岭土矿中铁杂质特征及除铁技术研究进展黄艳芳1,2，付　倩1，董家乐1，张　钰1，李英杰1，孙　虎1,2(1. 郑州大学 化工学院，河南 郑州 450001；2. 中原关键金属实验室，河南 郑州 450001)【摘　要】在我国产业转型升级的背景下，高岭土消费量迅猛增长，需求结构快速向中高端演化。

然而，以煤矸石为代表的富铁高岭土资源加工利用难度大，优质高岭土产品的短缺问题已经出现，加快推进绿色高效除铁技术的发展迫在眉睫。

在明确现代工业对高岭土含铁量要求的基础上，概述了我国高岭土资源的特点，分析了典型高岭土资源中铁杂质含量与赋存形态，系统介绍了物理法、化学法、生物法等除铁技术的原理与进展情况，并通过对比分析指出了未来除铁技术可能的发展方向，以期为我国高岭土产业链的提质升级提供参考。

【关键词】高岭土；铁赋存态；除铁增白；物理法；化学法【中图分类号】TD973.2 【文献标识码】A 【文章编号】1007-9386(2023)05-0014-07Research Progress on the Characteristics of Iron Impurities and Iron RemovalTechnology in Kaolin Ore in ChinaHUANG Yan-fang 1,2, FU Qian 1, DONG Jia-le 1, ZHANG Yu 1, LI Ying-jie 1, SUN Hu 1,2(1. School of Chemical Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China;2. Zhongyuan Critical Metals Laboratory, Zhengzhou 450001, China)Abstract: In the context of China's industrial transformation and upgrading, kaolin consumption is growing rapidly and the demand structure is evolving rapidly to the middle and high end. However, it is difficult to process and utilize the iron-rich kaolin resources represented by coal gangue, and the shortage of high-quality kaolin products has emerged, which makes it urgent to accelerate the development of green and efficient iron removal technology. On the basis of clarifying the requirements of modern industry on the iron content of kaolin, this work summarizes the characteristics of China's kaolin resources, analyzes the contents and occurrences of iron impurities in typical kaolin resources, systematically introduces the principles and progress of iron removal technologies such as physical methods, chemical methods and biological methods, and points out the possible development direction of future iron removal technologies through comparative analysis, with a view to providing a reference for the upgrading of China's kaolin industry chain.Key words: kaolin; iron occurrence; iron removal and whitening; physical method; chemical method高岭土是一种以高岭石(Al 4[Si 4O 10](OH)8)族黏土矿物为主的重要非金属矿产资源，具有晶粒微细、质地柔软、细腻洁白、密度小、熔点高等特性，以及良好的可塑性、耐火性等优点，广泛用于传统支柱产业和战略新兴产业[1]，如纸张涂层、橡胶填料、石油催化、电子元件、生物医药、吸附材料、太阳能储能材料等[2-5]。

高岭土的几种除铁方法袁延英＊提　要　本文介绍了近年来高岭土除铁增白的几种有效方法。

笔者用化学法产生新生液态连二亚硫酸盐对高岭土除铁增白,克服了用固体药剂连二亚硫酸钠除铁药剂费用高的弊病。

此方法工艺简单,一次性投资费用低,药剂总费用比用固体连二亚硫酸钠大幅度下降,是其药剂费用的1/3-1/2。

关键词　新生液态连二亚硫酸盐　还原增白　高岭土除铁 ＊中南工业大学 高岭土广泛地应用于陶瓷工业、造纸工业、橡胶塑料工业、建材工业、化学工业、油漆工业等许多部门。

根据其用途的不同,对高岭土的白度有着不同的要求,比如在造纸工业中,对涂布级高岭土要求白度>83%,在陶瓷工业中,制作高档瓷原料要求含Fe 2O 3<0.5%。

在高岭土加工中,应用传统的选矿工艺(常规的重选、磁选、浮选)不能使细碎和超细碎高岭土粉末中的杂质铁去除到标准含量,因此,选矿工作者另辟蹊径,寻求非传统的高岭土除铁新方法,使高岭土中杂质铁含量大大降低,实现了高岭土的深加工和经济价值的大大提高。

以下介绍去除高岭土中杂质铁,增高其白度的几种方法。

1)吸附浮选法　在细碎高岭土(细度为-43μm ,含Fe 2O 30.72%)矿浆中加入载体石灰石粉,石灰石粉作为吸附剂,把Fe 2O 3从矿浆溶液中吸附到石灰石粉载体上,载体既可依靠自身的疏水性,又可靠捕收剂造成的疏水性附着于气泡,得到含铁的载体泡沫产品与含高岭土精矿的槽内产品,从而使Fe 2O 3与高岭土分离。

吸附浮选所用设备即为常规的机械搅拌式浮选机,所用捕收剂为塔尔油,硫酸铵用于抑制高岭土,pH 调整用碳酸钠,水玻璃作为矿浆分散剂。

由于载体吸附为吸附、吸收、混晶、裹挟、凝聚等多种作用行为,因此,介质的pH 、载体的添加时间、地点等对吸附浮选影响较大。

工艺流程如图1所示。

用吸附浮选法可使高岭土中的Fe 2O 3由0.72%降至0.5%以下〔1〕。

2)双液浮选法　将高岭土矿调成一定浓度的水溶液矿浆,加入pH 调整剂调至所需的pH 值,搅拌一定时间后加入捕收剂,继续调浆一定时间后,然后图1　高岭土吸附浮选除铁流程加入有机溶液,再充分搅拌合适的时间后,静置分层、分离,得到有机相产品(含Fe 2O 3)和水相产品(含高岭土)。