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源磊告訴你 | 黏土礦物增白10大方法

分類:
新聞資訊
發布時間:
2020-04-10
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源磊告訴你 | 黏土礦物增白10大方法

 

白度是衡量黏土礦物經濟價值和產品質量最重要的指標之一,其主要影響因素有3類:

 

  • 第一類是由有機質造成的,它們以有機碳的形式沉積在黏土礦物中,將其染成黑色或灰色;

  • 第二類是由Fe、Ti、V、Cr、Cu、Mn等致色元素造成的;

  • 第三類是暗色礦物造成黏土礦物染色,如黑云母、綠泥石等,通常它們對黏土礦物的白度影響較小。

 

目前,黏土礦物增白主要有以下方法:

 

1、機械粉碎法

 

機械粉碎法是浮選法和磁選法的基礎,通過將物料粉碎磨細來增加黏土礦物的比表面積后,再使用浮選法和磁選法增白黏土礦物,從而提高黏土礦物的白度。

 

2、浮選法

 

浮選法利用礦物表面物理、化學性質的不同和礦物可浮性的差異來分離雜質,常用的有吸附浮選法和雙液層浮選法。吸附浮選法通過使用目標化學試劑從黏土礦物中分離出雜質以達到增白的目的。

 

3、磁選法

 

磁選法是利用不同的磁場強度分離黏土礦物中磁性物質與非磁性物質。因為鐵質礦物與硅鋁質礦物的磁性不同,所以磁選法可將礦漿中的鐵雜質與黏土礦物分離,降低黏土礦物的含鐵率,增加黏土礦物的白度。

 

4、氧化漂白法

 

氧化漂白法是使用強氧化劑(過氧化氫、次氯酸鈉、高錳酸鉀等)將處于還原狀態的鐵雜質在水介質中氧化為可溶于水的亞鐵離子,然后通過水洗除去的方法。對于黏土礦物中的深色的有機質也可被強氧化劑氧化為無色氧化物。

 

氧化漂白法對于實驗條件要求高,氧化過程受到pH、黏土礦物特性、溫度、試劑劑量、礦漿濃度和漂白時間等因素控制。工業生產中常使用次氯酸鈉(NaOCl)作為強氧化劑,在弱酸性介質中氧化黃鐵礦物。

 

5、還原漂白法

 

還原漂白法通常用于除去黏土礦物中難溶的三價鐵,目前最普遍使用的還原劑是Na2S2O4(保險粉)。

 

通常,Na2S2O4單獨使用時對黏土礦物的漂白效果不明顯,不但造成很多化學藥品的浪費,還會由于Na2S2O4在酸性環境中分解產生有害物質引起環境污染。如果漂白后的黏土礦物未能夠及時漂洗,就會使漂白后的產品變黃,影響產品質量。

 

為了解決Na2S2O4漂白黏土礦物產品容易返黃的問題,一般會在反應過程中加入適量的絡合劑(草酸等),防止Fe2+再次氧化,然后再用水清洗除去。

 

6、酸溶漂白法

 

酸溶漂白法是指用酸溶液(硫酸、鹽酸、草酸等)作為浸出劑處理黏土礦物。將不溶化合物轉化為可溶化合物,使原料礦物在加溫的環境中被漂白。

 

根據使用酸溶液的種類,可分為無機酸漂白法和有機酸漂白法。酸溶漂白效果與酸溶液的類型、礦漿濃度、酸濃度、反應溫度等因素有關。

 

7、酸溶氫氣還原法

 

酸溶氫氣還原法是一種基于酸溶法進行改進而提高黏土礦物白度的新方法。它是用酸和還原劑將不溶于水的氧化鐵轉化為水溶性的亞鐵化合物,然后過濾除去。

 

8、氧化-還原漂白法

 

在鐵以復雜的狀態賦存于黏土礦時,即同時含有Fe3+、Fe2+、有機質等著色物質的情況,單一采用氧化法或還原法增白黏土礦物難以奏效。通過使用氧化-還原法可以分別除去黏土礦物中不同的著色物質。

 

氧化-還原法對于除去黏土礦物中少量星點狀和浸染狀的雜質有比較好效果,白度增加明顯,但是對于含有大量有機質的黏土礦物,氧化-還原法增白黏土礦物的效果并不令人滿意。

 

9、氯化焙燒法

 

高溫含氯的空氣在專用的容器中可將黏土礦物中的鐵、鈦的氧化物轉化為氣態的氯化鐵鹽和氯化鈦鹽。這是由于FeCl3的沸點為315℃,TiCl4的沸點為136℃,具有高揮發性,能夠高效除去鐵、鈦的氧化物。C被氧化為CO、CO2,從而使C和有機質以氣體的形式從黏土礦物中分離,提高黏土礦物的白度。

 

氯化焙燒可以通過使用氯氣和添加固體氯化劑使其復分解產生氯氣2種方式為反應提供氯化的氣氛。

 

10、微生物法

 

微生物法是一種除去黏土礦物中鐵雜質從而改善白度的新方法,它能使氧化鐵(針鐵礦、褐鐵礦等)中的鐵被微生物溶解出來,再將黏土礦物中所含的鐵雜質漂洗除去。

 

目前主要有生物氧化浸出法和生物還原浸出法2種微生物處理技術:
  • 微生物氧化浸出法是利用微生物氧化鐵礦物雜質,然后通過漂洗過濾的方法將雜質除去的過程,氧化亞鐵硫桿菌是最常用的一種細菌。

  • 微生物還原浸出法大多利用Fe3+以不溶氧化物的形式存在于pH為7的環境中,以有機物為微生物的電子供體,唯一電子受體是Fe3+,氧化有機物持續提供培養微生物所需的能量時,鐵還原反應將能持續進行。

 

總之,每一種增白處理技術各有其優點和不足之處,因此,對黏土礦物的增白處理需要針對不同的致色原因來選擇最優的增白方法,從而提高黏土礦物的白度綜合性能,使其具有較高的使用價值和經濟價值。

未來的發展趨勢應該是結合化學法、物理法、微生物法各自的特點,將其有機地結合起來,既發揮各自的優勢,同時抑制各自的劣勢與不足,從而取得更加優異的增白效果。
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