高岭土除铁的几种方法
2019-02-22 12:01:55
高岭土广泛地运用于陶瓷工业、造纸工业、橡胶塑料工业、建材工业、化学工业、油漆工业等许多部分。依据其用处的不同,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,制造高级瓷质料要求含Fe2O3土中杂质铁,增高其白度的几种办法。
1) 吸附浮选法 在细碎高岭土( 细度为-43μm ,含Fe2O3 0.172 %) 矿浆中参加载体石灰石粉,石灰石粉作为吸附剂,把Fe2O3 从矿浆溶液中吸附到石灰石粉载体上,载体既可依托本身的疏水性,又牢靠捕收剂构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,然后使Fe2O3 与高岭土别离。吸附浮选所用设备即为惯例的机械拌和式浮选机,所用捕收剂为塔尔油,硫酸铵
用于按捺高岭土,pH 调整用碳酸钠,水玻璃作为矿浆涣散剂。因为载体吸附为吸附、吸收、混晶、威胁、凝集等多种效果行为,因而,介质的pH、载体的增加
时刻、地址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Fe2O3 由0.172 %降至0.15 %以下。
2) 双液浮选法 将高岭土矿调成必定浓度的水溶液矿浆,参加pH 调整剂调至所需的pH 值,拌和必定时刻后参加捕收剂,持续调浆必定时刻后,然后参加有机溶液,再充沛拌和适宜的时刻后,静置分层、别离,得到有机相产品(含Fe2O3 ) 和水相产品(含高岭土) 。本办法所用设备类似于萃取别离设备。工艺流程如图2 。
拌和强度对双液浮选的别离目标影响很大,拌和强度缺乏不利于有机相的充沛涣散,然后使铁质矿藏与有机液滴磕碰触摸的时机削减;但拌和过强简略构成中间相(乳状混浊液) ,使分选效果变差,适宜的拌和强度是必要的。此法除铁效果不错,尤其在参加某种增加剂溶液时除铁效果更佳,能使- 2μm 高岭土Fe2O3 的脱除率和高岭土精矿产品的收回率到达抱负成果。一起,此法还能使有机溶液收回再生,循环运用效果甚佳。
3) 固体除铁法 除铁的根本反响如下:
Fe2O3 + Na2S2O4 + 2H2SO4W2NaHSO3+ 2FeSO4 + H2O
此反响使三价铁复原成可溶的二价铁,经过滤洗刷去除铁。反响为可逆反响,工艺上要求当即过滤洗刷除掉,以避免二价铁在空气中氧化变成Fe2O3 ,这给工业生产带来很大难度,难以完成预期的去铁目标。可是,在用Na2S2O4 除铁过程中增加适量的螯合剂,螯合剂的成螯官能团与Fe2 + 生成安稳的螯合物,而螯合剂的水溶性官能团则促进其螯合物亲水性,故而生成安稳的水溶性螯合物,该含铁螯合物
在高岭土漂白后随滤液扫除,然后到达除铁意图。运用固体药剂Na2S2O4 合作增加剂螯合物进行除铁,产品白度安稳,质量牢靠,漂白产品不必洗刷,而且削减了对周围环境的污染。但固体Na2S2O4 报价贵重,且遇潮有氧存在的情况下,易分化和氧化,而下降药效,因而在运送和保管环节都须非常当心。
4) 电化学合成除铁法 在弱酸性条件下电解盐水溶液,在电解池阴极上生成连二根离子:
2HSO3- + 2H+ + 2e = S2O2 -4 + H2O
连二根离子有激烈的复原效果,能使三价铁
复原成二价Fe2 + :Fe2O3 + S2O42 - + 4H+ = 2Fe2 + + 2HSO3- + H2O
然后使固态的Fe2O3 转变成Fe2 + 水合离子进入溶液,到达与高岭土别离的意图。此法能使含铁1.115 % ( 以Fe2O3 为主) 的高岭土降至含铁0.137 %。此电解法就地发作的重生态S2O42 - ,比固体Na2S2O4 的漂白效果更为有用,无需运用贵重的固体Na2S2O4 ,药品费用低。别的,在整个反响过程中, 氢根离子按HSO3- 电解S2O42 - 漂白HSO3- 的办法循环,含有HSO3- 的滤液经处理后能够回用,既削减了氢盐的增加量,又减轻了排放含硫废液对水体的污染。但此法的电解设备一次
5) 挑选性絮凝与高梯度磁选除铁法 在高岭土矿浆中加进絮凝剂,使矿浆中微细矿粒受高分子絮凝剂效果,相互串联成松懈的絮凝团,单一的絮凝产品铁含量由Fe2O3 1.118 %降至0.169 % ,再将絮凝产品经过高梯度磁选机分选,得终究产品含Fe2O3 降至0.149 %。而单一的高梯度磁选,一次分选产品含Fe2O3 为0.161 % ,二次分选后Fe2O3 为0.152 % ,达不到高质量高岭土产品Fe2O3 6) 磁种磁选法 把细碎煤系高岭土(细度为- 20μm) 矿浆放入可调整转速的拌和器中拌和。增加定量溶解好的涣散剂(如焦磷酸钠) ,调整矿浆浓度为40 %~50 %。加pH 调整剂,调理pH 为515- 710 ,拌和10 min ,待拌和均匀后,增加事前涣散调理好的磁种( - 6μm 的磁铁矿微细粒或- 1μm 的人工铁氧体微粒) ,使磁种挑选性地与铁、钛矿藏颗粒凝集,进步这些弱磁性意图矿藏的磁性。磁种聚会的关键是调理好微细粒矿浆悬浮液的pH 值,使其介于意图矿藏和磁种等电点之间或为意图矿藏的等电点,此刻磁种和意图矿藏表面荷电性正好相反,有利于相互凝集。待高强度调整3 min 后,给入4 ×10 型高梯度磁选机中磁选(场强114~115 T) 。磁
选时调理好矿浆流量及磁选浓度(10 % - 15 %) ,使矿浆在磁介质中动态停留时刻为30~60 s ,待矿浆悉数通往后,加脉动水冲刷,退磁后排洗磁性产品。工艺流程如图3 。选用磁种别离工艺,可使原矿含Fe2O3 1.138 % ,含TiO2 0.197 %的煤系高岭土,铁、钛去除率别离达52.12 %和49.15 %。
7) 加氯高温焙烧法 煤系高岭土中固定炭含量一般为2 %左右,碳存在于高岭石结晶体空隙中,使煤系高岭土出现灰黑或灰白色,这种高岭土常选用高温氧化焙烧法除炭,来进步高岭土的白度。可是,高岭土中的含Fe 矿藏, 如黄铁矿( FeS) 、菱铁矿(FeCO3) 及褐铁矿( Fe2O3·3H2O) ,在高温焙烧时均会转变成Fe2O3 ,构成质料发黄或呈砖赤色,因而,必须在焙烧前或焙烧过程中采纳除铁、钛办法,才能将产品白度提至90 %以上。选用加氯高温焙烧法,在除炭的一起,能够去除铁、钛致色因子,到达高岭土增白的意图。加氯高温焙烧高岭土,在高岭土中C 的参加下,将铁钛的氧化物转化为低熔点高挥发性的FeCl3 (沸点315 ℃) 及TiCl4 (沸点136 ℃) ,碳则转化为CO、CO2 ,然后使C、Fe 、Ti 与高岭土别离。其化学反响式如下:
2MeO + C + 2Cl2 = 2MeCl2 + CO2
MeO + C + Cl2 = MeCl2 + CO
在相同条件下,经热力学核算,依据反响的自由焓ΔG°巨细来摆放,各种氧化物与氯反响的才能有如下的次序: K2O > Na2O > CaO > MgO > Fe2O3 > TiO2> Al2O3 > SiO2 。明显,摆放在Al2O3 之前的那些MeO ,在加碳高温氯化时,经过温度及气氛操控,均能转化为气态氯化物而除掉,而Al2O3 及SiO2 则得以保存,使高岭土到达除Fe 和Ti 等杂质的意图。加氯高温焙烧工艺,温度以800~900 ℃为宜,
适宜的质料粒度为325 目- 400 目,加氯量一般为高岭土分量的3 %左右,选用动态焙烧优于静态焙烧,以流态化焙烧技能最佳,能够取得高白度的优质高岭土。
8) 化学合成重生液态连二盐漂白法 有关高岭土增白的办法报导虽然较多,但现在绝大多数供应商仍脱离不了(俗称保险粉) 复原法。如前所述,保险粉报价贵重,且遇潮易分化氧化而下降药效。因而,寻觅一种有用的而比保险粉远为廉价的漂白药剂来代替贵重的保险粉,确是一件有意义的事。笔者用化学法发作重生液态连二盐对高岭土漂白的办法是:在高岭土矿浆中参加NaHSO3 溶液,用H2SO4 调整矿浆的pH 至必定数值,将矿浆引进一装有金属锌粒的反响器中,反响至必定时刻后,流出矿浆参加Na2CO3 溶液,调理矿浆的pH 至中性后进行过滤,所得滤饼即为漂白产品。此化学法的漂白原理为:在酸性介质中,药剂在矿浆中发作如下首要化学反响:
NaHSO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2SO3
H2SO3 = SO2 + H2O
2NaHSO3 + SO2 + Zn = Na2S2O4 + ZnSO3 + H2O
ZnSO3 + H2SO4 = ZnSO4 + H2SO3
H2SO3 = SO2 + H2O
Zn + 2H2SO3 = ZnS2O4 + H2O
反响生成的重生液态连二盐(Na2S2O4 和ZnS2O4) 具有很强的复原性,它们与高岭土矿浆中的固态铁的氧化物发作如下反响:
Fe2O3 + Na2S2O4 + 2H2SO4 = 2NaHSO3 +2FeSO4 + H2O
Fe2O3 + ZnS2O4 + 2H2SO4 = Zn ( HSO3 ) 2 +2FeSO4 + H2O
反响生成的FeSO4 溶于水而在后续过滤作业中被除掉,然后使高岭土去铁增白。此法可使高岭土的白度由72 %增加到83 %以上(在常温下反响漂白的情况下) ,漂白药剂总费用比用固体大幅度下降(平等目标下比较) ,只需保险粉法的1/ 3~1/ 2 。此法无需报价昂扬的设备,一次性出资少,且工艺简略,操作易行。一起, 在漂白复原过程中, 不断有NaHSO3 和Zn (HSO3) 2 生成, 它们作为再生药剂又参加到Na2S2O4 和ZnS2O4的生成反响中去,实验证明,合理循环使用反响液,能够下降NaHSO3 用量,然后进一步下降药剂本钱。因为各地高岭土的矿床成因和类型不同,高岭土中所含上色杂质的品种、数量和赋存状况等都有较大的差异,在挑选高岭土除铁办法时必需从实际出发,经过实验,挑选最佳计划和工艺条件。
来历:选矿圈