中國粉體網訊 白度是高嶺土的主要性能參數,白度越高其利用價值就越大。天然高嶺土中常常因含有一些雜質而影響其白度,高嶺土中的有害雜質主要有鐵、有機質、暗色礦物(如綠泥石、黑云母等)和含鈦礦物,其中鐵是影響高嶺土白度的主要因素,能使原料發黃或呈磚紅色,因此高嶺土使用前必須除鐵增白。
高嶺土中鐵的存在形式
為了有效地除鐵,對其賦存狀態的研究也就必不可少。按鐵的晶態可以分為晶態和非晶態兩種存在形式,微細顆粒夾雜其中的是晶態部分,包覆在高嶺土細粒表面的是非晶態部分;按鐵的價位可以分為Fe2+和Fe3+,Fe2+通常呈薄膜狀包裹在高嶺土表面,Fe3+則以呈游離狀態的褐鐵礦存在,Fe2O3 的存在使高嶺土呈玫瑰紅或褐黃色,Fe2+使高嶺土呈淡藍或淡綠色。含鐵礦物在高溫鍛燒時會變成 Fe2O3,使高嶺土顏色發黃或呈磚紅色。
高嶺土中的鐵雜質會使高嶺土呈現不同的顏色,影響高嶺土的白度,降低高嶺土的使用價值,因此必須在高嶺土煅燒前或煅燒過程中采取措施將鐵除掉。高嶺土的除鐵方法較多,主要分為物理法、化學法和微生物法,物理法主要包括吸附浮選法、雙液浮選法、磁選法和凝聚、絮凝法。
物理法
1.吸附浮選法
吸附浮選法是以常見的機械攪拌式浮選機為主要設備,在一定細度的高嶺土礦漿中加入石灰石粉載體作為吸附劑,把Fe2O3從礦漿溶液中吸附到載體上, 載體可利用自身的疏水性,還可利用捕收劑造成的疏水性附著于氣泡,得到含鐵的載體泡沫產品及含高嶺土精礦的槽內產品,從而使高嶺土與Fe2O3分離。
吸附除鐵工藝
由于吸附載體對高嶺土中的鐵有吸附作用的同時,還有吸收、凝聚、裹挾、混晶等多種作用;另外漿料體系的pH值、載體的添加時間、地點等因素也嚴重影響吸附浮選的分離效果,這使得吸附浮選法的應用在一定程度上受到限制。
2. 雙液浮選法
雙液浮選法是將高嶺土調制成一定濃度的水溶液礦漿,加入pH調整劑調節pH至所需值,攪拌后加入捕收劑,繼續攪拌一定時間后加入有機溶液,再充分攪拌后靜置分層、分離,得到水相產品(含高嶺土)和有機相產品(含Fe2O3)。
雙液浮選除鐵工藝
雙液浮選中攪拌強度對除鐵效果影響很大。攪拌強度不足,則有機相不能充分分散,導致鐵質礦物與有機液滴碰撞接觸的機會減少;攪拌強度過大,容易形成中間相(乳狀混濁液),從而使分選效果變差,因此必須選擇合適的攪拌強度。該方法除鐵效果不錯,還能使有機溶液回收再生,循環使用效果很好。
3.磁選法
磁選法是主要的物理除鐵法。高嶺土中的鐵礦物雜質通常具有弱磁性,可用磁選法去除。 對磁鐵礦和鈦鐵礦等強磁性礦物可用普通磁選法去除,對弱磁性礦物,可采用高梯度強磁場磁選法,該法能去除鐵礦物中弱磁性微細顆粒及膠體顆粒,還能分離微米級順磁性物料;也可以將弱磁性礦物先焙燒使其轉變成強磁性氧化鐵后,再進行磁選除去。
磁選除鐵工藝
由于高嶺土中含鐵成分的多樣性,以及目前技術和設備的限制,用磁選法除鐵的高嶺土質量還不是很理想,不能滿足所有需要,該除鐵方法有待進一步發展。
4.凝聚、絮凝法
調節高嶺土礦漿的pH=8~11,加入Ca2+、Mg2+等堿金屬離子能使鐵鈦雜質選擇性凝聚,再用弱陰離子聚合電解質進行選擇性絮凝。用高分子絮凝劑對高嶺土進行選擇性絮凝時,高嶺土顆粒相互絮凝沉向底部,鐵鈦雜質因其顆粒微細而存在于上部的懸浮液中且呈紅褐色,將上部的懸浮液除去即可除去大部分的鐵鈦雜質,再用其他方法 (如磁選)加以處理即可得到高品質的高嶺土。
凝聚、絮凝法要求礦漿濃度低于20%,因此有大量的水分要在后續工序中脫去,而且殘留的絮凝劑也影響到最終產品的質量。
小結
物理法通常用于富集高嶺土原料或者分離其中的有害物質,首先將大部分雜質礦物分選出來,使高嶺土得到提純。物理法的成本低,對環境影響小,但對于含量低、粒度細的雜質礦物分離效果不明顯,對于晶格鐵更是無法分離,因此要獲得優質、高白度值的高嶺土,僅僅依靠物理分選法是不行的。在技術干貨|高嶺土除鐵增白方法大盤點(化學法)中將介紹除鐵效果更好的化學法。(粉體網編輯整理/橙子)