高岭土除铁技术进展蔡丽娜1,胡德文2,李凯琦1,席书娜1(11河南理工大学资源环境学院,河南焦作454000;2淮北矿业集团公司芦岭煤矿,安徽淮北234113)摘要:高岭土是以高岭石族矿物为主的黏土岩类矿产,广泛应用于陶瓷、造纸和涂料等行业。高岭土的白度和含铁量是决定其应用价值的重要指标之一。研究高岭土中铁的赋存状态和除铁增白技术就显得尤为重要。关键词:高岭土;除铁;白度:TD973+2;TD985文献标识码:APROGRESSOFTECHNOLOGYONIRONREMOVALFROMKAOLINCAILi2na1,HUDe2wen2LIKai2qi1,XIShu2n(11InstituteofResourcesEnvironment,HenanPolytechnicUniversity,Jiaozuo454000,Henan,China;21HuaibeiMinesGroupCo1Ltd,Huaibei234113,Anhui,ABSTRACT:Kaoliniskaolinitegroupmineralsconsistingmainlyofrocksandclaymineral,widelyusedince2ramics,papermakingandpaintindustries1Whitenessandiron2containingofkaolinisoneofimportantindexthatdeterminethevalueofkaolinapplication1Researchonoccurrenceandreductionofironbecomesveryimportant1高岭土是一种以高岭石及高岭石族矿物为主,并含有多种其它矿物的土质岩石。高岭土是一种1∶1型的层状硅酸盐,是由一个八面体和一个四面体组成,其主要成分是SiO2和Al2O3,还含有少量的Fe2O3,TiO2,MgO,CaO,K2O和Na2O等成分。高岭土具有很多优异的理化性质和工艺特性,因此它广泛地应用于石油化工、造纸、功能材料、涂布陶瓷、耐水材料等方面。随着现代科技的进步,高岭土的新用途在不断地拓宽,开始向高、精、尖领域渗透。但由于高岭土中含有铁、钛等杂质常使高岭土着色,且影响其烧结白度及其它性能,限制了高岭土的应用。因此,对高岭土中成分的分析及其除杂技术的研究显得尤为重要。近些年,除杂质的工作主要集中在浮选、磁化分离、化学处理和微生物处理等。1铁赋存状态的研究现状高岭土是以高岭石族矿物为主要成分的黏土集合矿产物。高岭土的白度,是决定其应用价值的重要指标之一。高岭土中的染色杂质主要是铁、钛矿物和有机质。铁和钛多以赤铁矿、针铁矿、硫铁矿、黄铁矿、菱铁矿、褐铁矿、锐钛矿、及钛铁矿等矿物形态存在〔1〕,它们在高岭土中的分布也很复杂,晶态者多以微细颗粒状夹杂其中;非晶态者多包附在高岭土细粒表面〔2〕。特别是含铁矿物,在高温锻烧时均会变成Fe2O3,造成原料发黄或呈砖红色。因此,必须在煅烧前或煅烧过程中采取除铁的措施,才能将产品白度提高至92%或更高〔3〕。为了有效地除去铁杂质,对它赋存状态的研究必不可少。在铁赋存状态的研究方面国外学者已经做了大量的工作〔4-7〕普遍接受的观点是铁在高岭收稿日期:2008-05-04作者简介:蔡丽娜,矿产普查与勘探专业2006级硕士研究生,方向为非金属矿加工。·52·矿冶国内也有人运用电子探针和电子顺磁共振技术做了详细的分析,结果表明,铁主要以两种形式存在。多数铁主要以胶状褐铁矿的形式存在并处于高度分散状态;少量的铁矿物有近于球状、针状和不规则等形状,它们属于针铁矿和赤铁矿。钛主要以钛的氧化物(金红石或锐钛矿)的形式存在,呈板状,大小为十多微米,也有呈细脉状分布的,少量含钛矿物呈胶状分布〔8-10〕。氯酸钠、臭氧等除去高岭土中黄铁矿和有机质,不需洗涤,药剂成本低,工艺简单。利用电解Na2SO3溶液生成新生态连二亚硫酸根离子的电化学法对高岭土进行漂白,效果优于直接使用连二亚硫酸钠方法。魏克武等用加温酸浸的方法除铁,使酸中的H+置换出三价铁离子并生成可溶性的铁化合物进入溶液。研究发现,硫酸、盐酸及草酸都能用于加温除铁,但用硫酸加温浸出除铁时,会导致高岭石晶格的破坏,难以保持高岭石的晶型和物理性能。王平用5%～10%的草酸在100℃水浴加热处理高岭土115h,白度由7915%提高至85%。进一步的研究表明,草酸能溶解矿物表面与晶格联系最牢固的铁离子而不影响高岭土的晶格结构和物理化学性质。陈霞等利用酸溶氢气还原法处理煤系高岭岩,利用活泼金属不断与酸反应生成的氢气将煤系高岭岩中的有色不溶的三价铁还原成可溶的二价铁,从而除去铁杂质,提高高岭土的白度,取得了较好的漂白效果。利用聚磷酸盐、乙二胺醋酸盐、草酸、柠檬酸等与金属离子生成稳定的水溶性鳌合物,也能达到除铁...