湖北通城高岭土矿提纯和增白试验研究
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磁化焙烧法强化高岭土磁选除铁增白工艺研究∗夏光华;陈翌斌;何婵;周翔宇;张晓林【摘要】采用磁化焙烧工艺,以自制碱法活性竹炭为磁化焙烧还原剂,研究了添加剂、焙烧温度、保温时间对高岭土中含铁矿物质量磁化率的影响,最终确定磁化焙烧工艺的最佳方案:2.0%硼酸和3.0% NaHCO3,磁化焙烧温度450℃,保温时间30 min,高岭土中含铁矿物的质量磁化率达5.58×10-4 m3/kg.经磁化焙烧工艺对处理后的高岭土进行湿法球磨,当浆料体系在pH 值为9,球磨时间为30 min时,磁选精矿磁选产率可达84.4%,此时磁选高岭土精矿的煅烧白度(温度1200℃)为87.4%,比未处理高岭土煅烧白度64.8%提高幅度22.6%,比传统化学漂白高岭土的煅烧白度73.2%提高幅度14.2%.%The experiment used magnetic roasting process,took bamboo charcoal powder that was dealt with base activator as magnetic roasting reducing agent.It studied thatadditive,sintering temperature,and holding time had some effects on mass susceptibility of iron mineral in kaolin.Determined finally the best solutionof magnetic roasting process was that it was added 2.0% boric acid and 3.0% NaHCO3 ,its magnetic roasting tem-perature was about 450 ℃,its holding time was 30 min,and mass susceptibility of iron mineral in kaolin reached 5.58×10-4 m3/kg.To kaolin after treatment of magnetic roasting process,it was necessary to deal with it by wet milling.When the pH value in theslurry system was about 9 and milling time was about 30 min.The production rate of magnetic separation was up to 84.4%.And this time the calcined whiteness of magnetic kaolin concentrate (Temperature was 1200 ℃)was 87.4%.It increased by 22.6% than calcined whiteness 71.3% ofuntreated kaolin sample,it increased by 14.2% than calcined whiteness 76.5% of original kaolin sample.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P3144-3147)【关键词】磁化焙烧;湿法球磨;高岭土;除铁;烧成白度【作者】夏光华;陈翌斌;何婵;周翔宇;张晓林【作者单位】景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,江西景德镇 333000;景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,江西景德镇 333000;景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,江西景德镇 333000;景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,江西景德镇 333000;景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,江西景德镇 333000【正文语种】中文【中图分类】TD924;TD9261 引言高岭土被广泛应用于陶瓷、造纸、橡胶、塑料、化学工业等领域。
高岭土化学除铁增白技术讨论进展铁含量高和白度低是限制高岭土应用范围的重要原因,尤其是现代工业对高岭土的白度有着极为严格的要求,例如:造纸工业对铜版纸用涂布级高岭土,要求其白度不低于85%;陶瓷工业要求高岭土的白度80%~85%。
但目前我国国内的高岭土产品多数为低档产品,且80%还只能应用于陶瓷行业,优质高档的高岭土产品无论品质还是数量都远不能充足国内市场的要求,因此必需对高岭土资源进行除铁增白,提高其白度及综合性能,才能使其具有较高的可利用价值。
1、高岭土中着色物质的赋存状态使高岭土染色的重要物质是铁,高温锻烧可使其变成Fe2O3,使高岭土矿呈现黄色或砖红色。
若要高效除去高岭土矿中的含铁染色杂质,首先需要正确考察它们的存在状态,然后再有针对性的实行相应的去除方法,才能达到理想的效果。
讨论表明:铁在高岭土中的存在形态重要有以下几种:褐铁矿、赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿、钛铁矿等,它们使高岭土呈现出不同的颜色。
这些形态的铁在高岭土中的分布情况很多而杂,它们与高岭土的结合形式也各异,晶态者以微细颗粒状夹杂于高岭土中,非晶态者以包覆状态存在于高岭土的细颗粒表面,其中又以非晶态者居多。
2、高岭土除铁增白方法高岭土的除铁增白法目前重要有三大类:物理法、化学法和生物法。
物理法(重选、浮选、磁选)通常用于富集高岭土原材料或者分别其中的有害物质,首先将大杂质矿物分选出来,使高岭土得到提纯。
但物理法有它的局限性,对于含量低、粒度细的杂质矿物分别效果不明显,对于晶格铁更是无法分别,因此要获得优质、高白度值的高岭土,仅仅依靠物理分选法是不行的。
化学除铁就是将物料中的含铁矿物用化学药剂选择性溶解再除去的方法,化学法除铁效果特别明显,其中的氧化—还原联合法等除铁方法技术比较成熟,应用也很广泛,但成本高而且严重污染环境。
生物除铁法对环境影响小,但它只对一些赋存状态特别的铁钛等杂质有效,且微生物培育的要求高、周期长,不易进行工业化生产。
煤系硬质高岭土提纯及溢流磁选增白试验研究李彩霞;程明;白阳;任瑞晨【期刊名称】《非金属矿》【年(卷),期】2014(000)004【摘要】以吉林白山煤系硬质高岭土为研究对象,原矿经磨矿后采用Φ75 mm、Φ50 mm、25 mm、Φ10 mm 4级水力旋流器进行除砂提纯,对溢流产品进行磁选增白试验研究.结果表明,Φ75 mm旋流器粗选除砂,溢流经Φ50 mm、Φ25 mm、Φ10 mm旋流器提纯,高岭石实现较好富集,Φ10mm旋流器对-2μm分级效果显著,三者最适宜的入料压力分别为0.20 MPa、0.30 MPa、0.65 MPa; Φ50 mm旋流器溢流最佳磁选工艺为1.2T条件下进行2段磁选,煅烧白度为90.89%;25 mm及Φ10 mm旋流器溢流进行1段磁选,最佳磁场强度分别为1.3T、1.2T,白度分别为91.18%、91.45%.【总页数】3页(P13-15)【作者】李彩霞;程明;白阳;任瑞晨【作者单位】辽宁工程技术大学矿业学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学矿业学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学矿业学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学矿业学院,辽宁阜新123000【正文语种】中文【中图分类】TD973+.2【相关文献】1.SLon磁选机在淮北煤系高岭土提纯中的研究与应用 [J], 熊大和2.煤系硬质高岭土煅烧增白研究 [J], 潘琳3.某煤系高岭土提纯增白试验研究 [J], 任瑞晨;郑忠宇;赵靖宇;孙得志;董佳奇;李彩霞4.黑曲霉对煤系高岭土除铁增白试验研究 [J], 赵雪淞;王冬旭;洪琰;刘鑫;沙洲5.超导磁选机用于广西高岭土除铁增白的试验研究 [J], 张鹏翔; 宋健; 张义廷; 王兆连; 苗文波; 贾利林; 宋志明因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
《高岭土增白工艺及综合利用探究》篇一一、引言高岭土,作为一种重要的非金属矿产资源,以其独特的物理化学性质和广泛的应用领域,已成为现代工业不可或缺的重要原料。
近年来,随着科技的进步和工业的快速发展,高岭土的增白工艺及综合利用成为了研究热点。
本文旨在探讨高岭土的增白工艺及其综合利用的途径,以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、高岭土的基本性质及应用领域高岭土是一种以高岭石为主要矿物的天然黏土,具有优良的物理性能和化学稳定性。
其颜色通常为白色或浅色,具有较好的可塑性和耐火性。
高岭土广泛应用于陶瓷、橡胶、塑料、涂料、造纸、化肥、农药等众多领域。
三、高岭土增白工艺1. 原料准备:选择质量优良的高岭土原料,进行破碎、磨细等预处理,以提高其加工性能。
2. 漂白处理:采用化学漂白或物理漂白方法,如使用双氧水、次氯酸钠等化学试剂进行漂白,或采用高温煅烧、紫外线照射等物理方法进行增白。
其中,化学漂白方法需控制好漂白剂的用量和反应条件,避免对高岭土造成过度损伤;物理方法则需控制好温度和时间,以达到最佳的增白效果。
3. 表面处理:通过表面处理剂对高岭土进行改性,提高其分散性、耐候性和化学稳定性。
常用的表面处理剂包括偶联剂、分散剂等。
4. 后期加工:根据不同领域的应用需求,对增白后的高岭土进行粉碎、混合、造粒等后期加工,以满足不同产品的生产需求。
四、高岭土的综合利用1. 陶瓷行业:高岭土是陶瓷行业的重要原料,可用于生产日用陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷等。
通过增白工艺处理后的高岭土,可提高陶瓷产品的白度和光泽度,提高产品的附加值。
2. 涂料行业:高岭土具有良好的填充性和增稠性,可用于涂料行业作为填料和增稠剂。
增白后的高岭土可提高涂料产品的白度和遮盖力,改善产品的性能。
3. 塑料行业:高岭土可用于塑料行业中作为填充剂和增稠剂,可提高塑料制品的硬度、耐热性和尺寸稳定性。
增白后的高岭土可提高塑料制品的外观质量。
4. 其他领域:高岭土还可用于造纸、化肥、农药等领域,通过增白和综合利用,可提高产品的质量和附加值。
《高岭土增白工艺及综合利用探究》篇一一、引言高岭土,一种以高岭石为主要成分的粘土矿物,因其独特的物理和化学性质,被广泛应用于陶瓷、橡胶、塑料、涂料等多个领域。
然而,随着科技的发展和市场的需求变化,对高岭土的品质要求也日益提高。
其中,高岭土的增白工艺及综合利用成为研究的热点。
本文将深入探讨高岭土的增白工艺及其综合利用,以期为高岭土产业的发展提供参考。
二、高岭土增白工艺(一)工艺流程高岭土增白工艺主要包括原料准备、清洗、破碎、磨浆、漂白、过滤、干燥等步骤。
其中,漂白是增白工艺的关键环节,主要通过化学漂白和物理漂白两种方式实现。
(二)化学漂白化学漂白主要采用氧化剂,如过氧化氢、次氯酸钠等,对高岭土进行漂白。
在适当的温度和pH值条件下,氧化剂与高岭土中的杂质发生反应,使杂质分解或转化为无色物质,从而达到增白的效果。
(三)物理漂白物理漂白主要采用荧光增白剂或高温煅烧等方法。
荧光增白剂能够吸收紫外光并发出蓝紫色光,与高岭土的黄色调相协调,从而达到增白效果。
高温煅烧则能去除高岭土中的有机杂质和部分无机杂质,使高岭土的色泽更加纯净。
三、综合利用探究(一)在陶瓷行业的应用高岭土在陶瓷行业中应用广泛,主要用于制备陶瓷坯体和釉料。
增白后的高岭土能够提高陶瓷产品的白度和光泽度,从而提高产品的附加值。
此外,高岭土还具有优良的塑性和成型性,能够改善陶瓷产品的性能。
(二)在橡胶和塑料行业的应用增白后的高岭土可用于橡胶和塑料行业,作为填充剂和增稠剂。
其独特的物理和化学性质能够提高橡胶和塑料制品的强度、耐磨性和抗老化性能。
此外,高岭土还具有优良的耐热性和电绝缘性,使其在橡胶和塑料行业中具有广泛的应用前景。
(三)在其他领域的应用除陶瓷、橡胶和塑料行业外,高岭土还可用于涂料、造纸、化妆品等行业。
增白后的高岭土能够提高产品的白度和光泽度,提高产品的市场竞争力。
此外,高岭土还具有优良的吸附性能和过滤性能,使其在环保领域也具有潜在的应用价值。
《高岭土增白工艺及综合利用探究》篇一一、引言高岭土,一种以高岭石为主要成分的粘土矿物,因其独特的物理和化学性质,广泛应用于陶瓷、涂料、造纸、橡胶、塑料等多个领域。
近年来,随着科技的进步和人们对产品品质的追求提高,高岭土的增白工艺及其综合利用问题受到了越来越多的关注。
本文旨在深入探究高岭土的增白工艺,并探讨其综合利用的可能途径。
二、高岭土增白工艺1. 原料选择与预处理高岭土增白的第一步是选择合适的原料并进行预处理。
原料的选择主要依据高岭土的化学成分、白度、杂质含量等因素。
预处理过程包括粉碎、研磨、筛分等步骤,目的是提高高岭土的细度和纯度。
2. 增白剂的选择与应用增白剂是提高高岭土白度的关键。
目前常用的增白剂包括荧光增白剂、钛白粉等。
在添加增白剂时,需考虑其与高岭土的相容性、增白效果及对产品性能的影响。
通常,增白剂的添加量需通过实验确定,以达到最佳的增白效果。
3. 工艺流程与操作条件高岭土增白的工艺流程包括调浆、混合、研磨、漂洗、烘干等步骤。
操作条件如温度、压力、时间等对增白效果有重要影响。
在实际生产中,需根据原料特性和产品要求,优化工艺流程和操作条件,以达到最佳的增白效果。
三、综合利用探究1. 不同领域的应用高岭土因其良好的物理和化学性质,在多个领域都有广泛的应用。
除了传统的陶瓷、涂料、造纸等领域,高岭土还可应用于橡胶、塑料、催化剂载体等领域。
通过优化高岭土的性能,可以进一步拓展其应用领域。
2. 高附加值产品的开发通过对高岭土进行深加工和改性,可以开发出高附加值的产品。
例如,利用高岭土制备纳米级材料、功能性填料等,提高产品的性能和附加值。
此外,还可以通过与其他材料复合,开发出新型的高性能复合材料。
3. 环保与可持续发展在高岭土的综合利用过程中,需注重环保和可持续发展。
通过优化生产工艺,减少废弃物的产生和排放;对废弃物进行资源化利用,实现循环经济;加强高岭土矿山的生态保护和恢复等措施,推动高岭土产业的绿色发展。
第33卷第4期非金属矿V ol.33 No.4 2010年7月Non-Metallic Mines July, 2010高岭土可用于造纸工业、涂料工业、塑料工业、农膜、电缆、橡胶工业、合成4A沸石、耐火材料等领域。
近年来,我国高岭土行业迅速发展,由于高岭土资源的不可再生以及应用领域的扩展,目前世界范围内造纸涂料用高岭土资源十分紧缺,在供不应求的市场格局下,2005年美国ENGELHARD公司和法国IMERYS公司大幅度提高高岭土的价格,国际最大的非金属矿组织美洲联盟也宣布将优质高岭土价格提高100美元/t左右[1]。
白度和含铁量等是影响高岭土应用的主要因素,国内很多高岭土矿资源都必须经过加工和漂白[2-4]。
湖北通城有着丰富的高岭土资源,本实验对通城高岭土矿的4例代表性样品进行了研究,主要目的是脱除样品中的有害元素铁,提高高岭土的白度及综合性能,使其具有较高的可利用价值。
1 实验原料和测试仪器1.1 原料湖北通城高岭土矿样品T-01、T-02、T-04、T-05,T-01和T-05采样位置近地表,T-02和T-04在矿槽中。
1.2 化学试剂保险粉(Na2S2O4),化学纯;硫酸,化学纯;盐酸,化学纯。
1.3 仪器180-70原子吸收光谱仪,日本;UV-754紫外可见分光光度计,中国;X'pert MPD Pro型X射线衍射仪,Cu靶,仪器电压40kV,管流40mA,扫描速度25(。
)/min,扫描步宽0.0167。
,扫描范围3。
~ 65。
,日本;数字白度仪,SBD-1B;HN101-2数显电热鼓风干燥箱,上海冠港仪器设备电炉;SX-2箱式节能电阻炉,湖北英山建国电炉厂;TDL5M台式大容量冷冻离心机;电动搅拌器;大小烧杯若干。
2 实验2.1 提纯工艺采用重力自然沉降法对高岭土样品进行提纯,具体工艺为:将原矿破碎研磨至200目,配制成浓度为20 %的矿浆,静置2 h后,虹吸法取上层悬浮液,离心沉淀,沉淀物再次配制成浓度为20 %的矿浆,静置4 h,虹吸法取上层悬浮液,离心沉淀,干燥即得提纯的高岭石样品。
高岭土的提取技术与工艺研究进展高岭土是一种重要的非金属矿物资源,广泛应用于陶瓷、橡胶、塑料等工业领域。
其主要成分是伊利石和石英,含有丰富的硅酸铝,具有很高的吸附性、离子交换性和稳定性。
因此,高岭土的提取技术与工艺一直是研究的焦点。
目前,高岭土的提取技术主要包括物理提取、化学提取和复合提取等方法。
物理提取主要利用高岭土与水的比重差异,通过重力分选、离心分选、磁选等手段将高岭土与其他杂质分离。
化学提取主要利用高岭土的酸溶性特点,通过酸化反应使高岭土中的固体颗粒溶解,并再次加以复合提取后再沉淀得到高岭土。
复合提取则是综合利用物理、化学等多种方法,以提高提取效率和产品纯度。
在物理提取方面,离心分选是一种常用的方法。
通过离心分选,可以实现高岭土颗粒的分级分离,将粗颗粒高岭土与细颗粒高岭土进行分离,获得更纯净的高岭土。
此外,离心分选还可以用于脱水处理,提高高岭土的干燥性能。
化学提取中,酸法是最常用的方法之一。
常用的酸有硫酸、盐酸等,其作用是通过溶解高岭土中的铝、铁等金属离子,使高岭土分离出来。
酸法提取效果较好,可以获得较高的高岭土纯度,但同时也会带来污染和环境风险。
为了提高高岭土的提取效率和纯度,近年来,研究人员将物理提取和化学提取进行了复合处理。
例如,可利用离心浓缩与酸法提取相结合,先进行离心分选,然后通过酸法提取,可以去除更多的杂质并提高高岭土的纯度。
此外,还有磁选联合化学提取、浸出溶液过滤等复合提取的方法被广泛应用于高岭土的提取工艺中。
除了提取技术的改进,工艺研究也对高岭土的提取过程有重要的影响。
研究人员通过优化高岭土的破碎、粉碎、水洗等前处理工艺,可以提高提取效果和纯度。
此外,还可以通过添加助剂、调节反应条件、优化沉淀工艺等方式,进一步优化工艺流程。
近年来,随着科学技术的发展,高岭土的提取技术与工艺有了一系列新的研究进展。
例如,超声波提取技术的应用,在高岭土的提取过程中引入超声波辐射,可以提高高岭土的分散性,使得提取效率和纯度均得到了显著提高。
高岭土漂白的新途径——酸溶氢气还原法
陈霞;张连信;张兴;李新华
【期刊名称】《中国矿业大学学报》
【年(卷),期】1998(27)1
【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析测试,证明该方法漂白效果好,且经济可行.【总页数】4页(P99-102)
【关键词】高岭石;漂白;煅烧;酸溶氢气还原法
【作者】陈霞;张连信;张兴;李新华
【作者单位】中国矿业大学能源利用与化学工程系;山东省菏泽市环保局监测站【正文语种】中文
【中图分类】TD973.2
【相关文献】
1.高岭土漂白过程中铁溶出率实验研究 [J], 胡流球
2.水热辅助2段酸溶法从高岭土尾矿提取氧化铝的研究 [J], 曾小君;汪洋
3.煤系高岭岩酸溶氢气还原法增白提质新工艺 [J], 陈霞
4.高岭土酸浸漂白法试验研究 [J], 王平
5.用有机酸精制漂白高岭土细尾矿的研究 [J], 马淞江;李方文
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《高岭土增白工艺及综合利用探究》篇一一、引言高岭土,作为一种重要的非金属矿产资源,以其独特的物理化学性质,广泛应用于陶瓷、涂料、橡胶、塑料、造纸等多个领域。
然而,随着科技的进步和工业的发展,对高岭土的品质要求也越来越高,尤其是其白度指标。
因此,高岭土的增白工艺及其综合利用成为了研究的热点。
本文将就高岭土增白工艺及其综合利用进行探究,以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、高岭土增白工艺1. 原料准备高岭土增白工艺的原料主要为高岭土矿石。
在开采过程中,应确保矿石的纯净度,以降低后续处理的难度。
矿石经过破碎、磨细、除杂等预处理后,得到较为纯净的高岭土。
2. 增白方法高岭土增白的方法主要包括物理法和化学法。
物理法主要是通过物理手段如研磨、漂洗、分级等提高白度;化学法则是通过化学试剂与高岭土中的杂质进行反应,从而达到提高白度的目的。
目前,化学法因其效果显著,被广泛应用于高岭土增白工艺中。
3. 增白工艺流程高岭土增白工艺流程主要包括矿石预处理、化学增白、漂洗、离心脱水、干燥等步骤。
其中,化学增白是关键步骤,需要选择合适的增白剂和增白条件,以达到最佳的白度效果。
三、高岭土的综合利用1. 陶瓷行业应用高岭土在陶瓷行业中应用广泛,主要用于制作瓷釉、瓷体等。
其独特的物理化学性质使得陶瓷产品具有较高的硬度和光泽度。
在陶瓷生产过程中,应根据产品需求,选择合适的高岭土品种和增白工艺,以提高产品的品质和市场竞争力。
2. 涂料行业应用高岭土在涂料行业中主要用于制备白色颜料。
其优良的遮盖力、分散性和稳定性使得涂料具有较好的涂装性能和耐候性。
在涂料制备过程中,可以通过调整高岭土的粒度、形状和增白效果等参数,以提高涂料的性能。
3. 其他领域应用高岭土还可应用于橡胶、塑料、造纸等领域。
在橡胶和塑料中,高岭土可以作为填充剂,提高产品的硬度和耐磨性;在造纸中,高岭土可以作为涂料或填料,提高纸张的光泽度和白度。
四、结论高岭土增白工艺及其综合利用对于提高产品品质、拓展应用领域具有重要意义。
高岭土增白技术高岭土增白新技术在介绍高岭土增白技术新方法剥铁剂, 高岭土增白技术新方法剥铁剂有哪部分优点之前, 首先必需清楚含铁杂质在高岭土中存在状态, 普遍认为, 高岭土含铁多以赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、黄铁矿、钛铁矿等矿物形态存在于高岭土中。
它们在高岭土中分布及与高岭土结合形式很复杂, 晶态者多以微细颗粒状夹杂其中, 非晶态者多包覆在高岭土细颗粒表面。
在高岭土中关键有两种存在形式, 大部分铁关键为胶状褐铁矿存在形式, 并在高岭土中高度分散; 少许铁矿物有近于针状、球状或不规则等形状, 它们属于针铁矿和赤铁矿。
Fe2+通常呈薄膜状, 包裹在高岭土表面; Fe3+以呈游离状态褐铁矿存在。
高岭土中含Fe2O3时呈玫瑰红或褐黄色; 含Fe2+时呈淡蓝或淡绿色。
因为铁是高岭土关键染色原因, 含铁矿物在高温锻烧时会变成Fe2O3, 造成高岭土矿发黄或呈砖红色。
中国高岭土伴随品质好、含铁量低高岭土越来越少, 现在高岭土矿品质越来越差, 含铁量越来越高, 要想生产加工出用于高级陶瓷用高岭土、和造纸用高岭土、涂料用高岭土, 就必需对高岭土除铁, 才能够将高岭土增白, 达成高品质高岭土要求。
要将高岭土增白, 清楚了含铁杂质在高岭土中赋存状态, 才能针对不一样铁, 采取对应高岭土增白技术方法, 达成高岭土增白技术效果。
对高岭土增白技术研究, 中国外学者已做了大量研究工作, 高岭土从业人员和研发人员也都各显神通, 多种技术也层出不穷, 然而之前技术却有优有劣, 尤其是环境保护越来越严情况下, 废水排放问题、废气排放问题不处理就没有措施正常生产, 以前高岭土浮选法除铁、高岭土化学漂白法除铁、普遍采取保险粉除铁等方法因为废水排放量大、污染严重, 国家已经明文严禁使用了。
相关高岭土增白技术, 现在针对不一样赋存状态铁, 投脑智富高岭土增白技术研发团体在高岭土增白新技术工艺方面上做了大量研究工作, 现在取得多个研发结果方法对比以下。
高岭土除铁增白方法进展——浮选除铁法铁是高岭土的重要染色因素,含铁矿物在高温锻烧时会变成Fe2O3,造成高岭土矿发黄或呈砖红色。
要将高岭土矿中含铁杂质高效除去,必需清楚含铁杂质在高岭土中的赋存状态,才能针对不同的铁,实行相应的除铁方法,达到高岭土除铁增白的效果。
对高岭土中铁的赋存状态,国内外学者已做了大量的讨论工作。
普遍认为,铁多以赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、黄铁矿、钛铁矿等矿物形态存在于高岭土中。
它们在高岭土中的分布及与高岭土的结合形式很多而杂,晶态者多以微细颗粒状夹杂其中,非晶态者多包覆在高岭土的细颗粒表面。
在高岭土中重要有两种存在形式,大铁重要为胶状褐铁矿的存在形式,并在高岭土中高度分散;少量的铁矿物有近于针状、球状或不规定等形状,它们属于针铁矿和赤铁矿。
Fe2+通常呈薄膜状,包裹在高岭土表面;Fe3+以呈游离状态的褐铁矿存在。
高岭土中含Fe2O3时呈玫瑰红或褐黄色;含Fe2+时呈淡蓝或淡绿色。
目前,针对不同赋存状态的铁,国内外学者在高岭土除铁增白工艺方面上做了大量的讨论工作,讨论较多的几种方法如下。
浮选法除铁目前,用浮选法对高岭土除铁的讨论有吸附浮选法、双液浮选法和混合捕收剂浮选法等,简述如下。
苏成德等使用吸附浮选法除高岭土中铁。
吸附浮选所用浮选设备即为较为常规的机械搅拌式浮选机,以塔尔油为捕收剂,以硫酸铵为抑制剂,以碳酸钠作pH值调整剂,以水玻璃为矿浆分散剂,以石灰石为吸附载体,采纳吸附浮法对高岭土浮选除铁。
在高岭土(颗粒粒度不大于43m,Fe2O3含量为0.72wt%)矿浆中添加以石灰石为吸附载体的粉末,将高岭土矿浆的Fe2O3吸附到石灰石载体上,而吸附载体又在依靠自身的疏水性和捕收剂造成的疏水性的协同作用下附着于气泡表面,得到含Fe2O3的载体泡沫尾矿与含高岭土精矿,从而实现Fe2O3与高岭土分别。
但由于载体吸附有吸附、汲取、凝集、裹挟、混晶等多种因素作用,浆料体系的pH值,载体的添加时间、地点等对吸附浮选分别效果影响较大,使得该吸附浮选法除铁的应用受到肯定程度上的制约。
《高岭土增白工艺及综合利用探究》篇一一、引言高岭土是一种以高岭石为主要成分的粘土矿物,具有优良的塑性和耐火性,广泛应用于陶瓷、涂料、橡胶、塑料、造纸等行业。
然而,高岭土的色泽往往影响其产品的外观质量,因此,高岭土增白工艺的研究显得尤为重要。
本文将就高岭土增白工艺及其综合利用进行探究。
二、高岭土增白工艺1. 原料选择与准备高岭土增白工艺的原料主要来自于采矿所得的高岭土矿石。
首先需要对原料进行清洗,去除杂质,然后将高岭土破碎、磨细至一定粒度,以便于后续的增白处理。
2. 增白剂的选择增白剂是高岭土增白的关键因素。
目前常用的增白剂主要有二氧化钛(TiO2)和荧光增白剂等。
二氧化钛因其具有较高的遮盖力和稳定性,常被用于高岭土的增白处理。
而荧光增白剂则能吸收紫外线并发出可见光,使高岭土色泽更加白皙。
3. 增白工艺流程高岭土增白的工艺流程包括:高岭土的准备、增白剂的添加、混合、反应、干燥等步骤。
具体操作时,将选定的增白剂与高岭土混合均匀,然后进行一定时间的反应,使增白剂与高岭土充分反应。
最后,将反应后的高岭土进行干燥处理,以去除多余的水分和杂质。
三、综合利用探究1. 高岭土在陶瓷行业的应用高岭土具有良好的塑性和耐火性,是陶瓷行业的重要原料。
在陶瓷制品的生产过程中,增白后的高岭土能显著提高产品的外观质量。
此外,通过合理的配比和工艺控制,还可以使陶瓷制品具有更高的强度和硬度。
2. 高岭土在涂料行业的应用高岭土可以作为涂料的填料,用于提高涂料的白度和遮盖力。
在涂料中添加增白后的高岭土,不仅可以提高涂料的性能,还能降低生产成本。
此外,高岭土还具有较好的抗裂性、抗老化性和耐磨性,有利于提高涂料的使用寿命。
3. 高岭土在其他行业的应用除了陶瓷和涂料行业外,高岭土还广泛应用于橡胶、塑料、造纸等行业。
增白后的高岭土能提高这些产品的外观质量和性能,使其更具市场竞争力。
此外,高岭土还可以经过深加工,制备成各种功能性材料,如催化剂、吸附剂、防水剂等。
第33卷第4期非金属矿V ol.33 No.4 2010年7月Non-Metallic Mines July, 2010高岭土可用于造纸工业、涂料工业、塑料工业、农膜、电缆、橡胶工业、合成4A沸石、耐火材料等领域。
近年来,我国高岭土行业迅速发展,由于高岭土资源的不可再生以及应用领域的扩展,目前世界范围内造纸涂料用高岭土资源十分紧缺,在供不应求的市场格局下,2005年美国ENGELHARD公司和法国IMERYS公司大幅度提高高岭土的价格,国际最大的非金属矿组织美洲联盟也宣布将优质高岭土价格提高100美元/t左右[1]。
白度和含铁量等是影响高岭土应用的主要因素,国内很多高岭土矿资源都必须经过加工和漂白[2-4]。
湖北通城有着丰富的高岭土资源,本实验对通城高岭土矿的4例代表性样品进行了研究,主要目的是脱除样品中的有害元素铁,提高高岭土的白度及综合性能,使其具有较高的可利用价值。
1 实验原料和测试仪器1.1 原料湖北通城高岭土矿样品T-01、T-02、T-04、T-05,T-01和T-05采样位置近地表,T-02和T-04在矿槽中。
1.2 化学试剂保险粉(Na2S2O4),化学纯;硫酸,化学纯;盐酸,化学纯。
1.3 仪器180-70原子吸收光谱仪,日本;UV-754紫外可见分光光度计,中国;X'pert MPD Pro型X射线衍射仪,Cu靶,仪器电压40kV,管流40mA,扫描速度25(。
)/min,扫描步宽0.0167。
,扫描范围3。
~ 65。
,日本;数字白度仪,SBD-1B;HN101-2数显电热鼓风干燥箱,上海冠港仪器设备电炉;SX-2箱式节能电阻炉,湖北英山建国电炉厂;TDL5M台式大容量冷冻离心机;电动搅拌器;大小烧杯若干。
2 实验2.1 提纯工艺采用重力自然沉降法对高岭土样品进行提纯,具体工艺为:将原矿破碎研磨至200目,配制成浓度为20 %的矿浆,静置2 h后,虹吸法取上层悬浮液,离心沉淀,沉淀物再次配制成浓度为20 %的矿浆,静置4 h,虹吸法取上层悬浮液,离心沉淀,干燥即得提纯的高岭石样品。
2.2 高温煅烧实验将提纯后的高岭土样品在马弗炉中935 ℃下煅烧2 h,对比煅烧前后样品颜色变化。
2.3 化学漂白工艺取25g提纯后的高岭土样品,10 % HCl+10 % H2SO4(1∶1)混合溶液200 mL,60 ℃水浴中搅拌30 min,离心洗涤3~5次,加水调整矿浆浓度为10 %,用1+1 HCl(盐酸和蒸馏水按体积比1∶1配制)调节pH值为2~3,加入3 %保险粉,85 ℃水浴中搅拌2 h,离心洗涤干燥即得高岭土样品。
湖北通城高岭土矿提纯和增白试验研究于吉顺1 管俊芳2 吴红丹3 张锦化3 (1 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,武汉430074;2 武汉理工大学资源与环境工程学院,武汉430070;3 中国地质大学材料科学与化学工程学院,武汉430074)摘 要通过高温煅烧和化学漂白工艺对通城4例高岭土的增白进行了系统的研究,结果表明:湖北通城高岭土的白度主要受TFe2O3含量影响,与有机质无关,高岭土白度与TFe2O3含量呈反线性相关。
化学漂白可使高岭土一次除铁率达50%,白度明显增加。
关键词高岭土提纯白度中图分类号:TD97文献标识码:A文章编号:1000-8098(2010)04-0037-03Experimental Study on Purification and Whitening of Kaolin from Hubei TongchengYu Jishun1Guan Junfang2Wu Hongdan3Zhang Jinhua3(1 State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, China University of Geosciences, Wuhan, Hubei 430074; 2 School of Resource & Environmental Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan, Hubei 430070; 3 Faculty of Material Science and ChemicalEngineering, China University of Geosciences, Wuhan, Hubei 430074)Abstract The whitening of four kaolin samples from Hubei Tongcheng was studied systematically by high temperature calcinations and chemical bleaching technology. The results showed that the whiteness of kaolin affected by content of TFe2O3 but not organic matter. The whiteness of kaolin was antilinear related with content of TFe2O3. The efficiency of iron-removal of kaolin can reach 50% because of chemical bleaching technology and the whiteness was significantly increased.Key words kaolin purification whiteness收稿日期:2010-05-19- 37 -- 38 -第33卷第4期 非金属矿 2010年7月3 结果与讨论3.1 通城高岭土的矿物学特征3.1.1 高岭石的形貌:根据扫描电镜照片(图1)可知,高岭石为结晶良好的片状,部分颗粒可见有不完整的六边形,不同矿样粒径稍有差别,一般为2~10 μm 。
图1 T-04扫描电镜照片3.1.2 通城高岭土的矿物组成:试样T-01、T-02、T-04、T-05原矿经X 射线衍射物相半定量分析,矿石主要组成矿物为高岭石、石英、长石、伊利石,以及少量白云母、黑云母、褐铁矿等。
提纯前后各样的主要矿物组成、含量及白度,见表1。
表1 高岭土矿提纯前后主要矿物的含量样品石英/%长石/%伊利石/%高岭石/%白度/%T-01提纯前25103530提纯后<5<3157770.1T-02提纯前25152535提纯后<5108575.2T-04提纯前45102025提纯后<53157741.2T-05提纯前25153525提纯后103157261.1由表1可看出,提纯前后石英和长石的含量有着显著的降低,但是因为除去石英、长石后,高岭土矿中铁钛杂质的含量较高,而且会更富集,尤其是试样T-04,提纯后是红色的粉体,其白度只有41.2%,而T-01、T-02、T-05等提纯后虽然都是白色粉体,但还是不能达到工业品的要求。
因此,有必要采取进一步有效的除铁工艺和手段。
3.2 提纯高岭土的增白试验 影响高岭土白度的主要因素有两类,一类是由于有机质存在,第二类是Fe 3+等有色金属离子所引起。
工业中常用的有针对性的高岭土增白方法是高温氧化煅烧法和化学漂白法。
3.2.1 高温煅烧法增白:对比煅烧前后的样品外观,煅烧后的样品颜色由灰白色变为浅红色,反而引起高岭石样品白度下降,这是因为通城高岭土样品中含有无色的Fe 2+,在高温煅烧时,Fe 2+发生氧化,生成有色的Fe 3+,严重影响高岭土白度,不利于高岭土的应用。
高温煅烧实验也充分说明通城高岭土的白度主要是由于含有有色金属离子,而不是由于有机质的存在所引起的。
3.2.2 化学除铁法增白3.2.2.1 提纯高岭土的化学成分:提纯后高岭土进行化学成分分析见表2。
由表2可以看出,湖北通城高岭土矿中TFe 2O 3的含量较高,尤其是T-04,有3.07 %。
表2 提纯后高岭土的化学成分 (wt %)样号SiO 2Al 2O 3TFe 2O 3Na 2O K 2O H 2O T-0147.6036.09 1.020.05 1.590.70T-0247.9836.280.730.030.900.66T-0447.0333.86 3.070.05 2.960.97T-0549.1533.801.870.042.040.77对比表1中的各样品的白度,发现TFe 2O 3与高岭土白度呈反线性相关,见图2。
这进一步说明,通城高岭土的白度主要受到TFe 2O 3含量的影响。
图2 TFe 2O 3含量与白度关系3.2.2.2 化学漂白除铁实验:去铁后样品T-04的颜色由红褐色变为白色,其余的3个样品颜色也略有变化。
化学增白前后样品的TFe 2O 3含量及白度见表3。
表3 化学增白前后TFe 2O 3的含量(%)及白度(%)样号T-01T-02T-04T-05除铁前TFe 2O 3 1.020.73 3.07 1.87白度70.174.241.261.2除铁后TFe 2O 30.500.40 1.080.98白度80.278.372.570.2对比化学处理前后样品中TFe 2O 3的含量及白度,除铁后,铁的含量明显降低,一次除铁率可达50 %,相应的白度也有明显增加,4例样品的白度分别增加10 % ~ 30 %不等,而且其TFe 2O 3含量仍然与其白度工艺研究提供了可靠的理论依据。
图3 化学增白前后TFe 2O 3含量与白度关系(下转第41页)- 41 -从图6中可见,当同体积的研磨介质进行粉碎时,研磨效率为密度(g/cm 3)6.0>4.0>2.6。
这是因为在相同体积量的介质磨矿时,由于介质的粒度大小相同,介质的总个数是一样的,在磨矿过程中和物料接触研磨的机率也是相等的,但是,密度大的介质在与物料相接触时,给予的能量比密度小的介质给予的能量大,整个磨矿过程中累计给予物料的能量就较多,磨矿效率就高。
从本试验的结果可得出,使用介质密度(g/cm 3)2.6、4.0、6.0超细研磨煅烧高岭土,介质体积相同时,介质密度越大,磨矿效率越高。
2.3.2 同质量介质:试验条件:每次研磨200 g ,浓度为45 %,料比5∶1,助磨(分散)剂用量为煅烧高岭土质量的粒图7 从图7中可以得出,当同质量的介质进行研磨粉碎时,磨矿效率为介质密度(g/cm 3)2.6> 4.0>6.0。
原因是密度2.6 g/cm 3的介质相对于密度4.0 g/cm 3和 1.在煅烧高岭土超细研磨的起始阶段,由于物料的粒度较粗,大粒径介质配比研磨效果较好,随着磨矿过程的进行,物料粒度的减小,小粒径研磨介质的粉碎效率越来越高,介质级配(8:0:0)最终磨矿产物的中位粒径最小。