源磊告诉你 | 黏土矿物增白10大方法

发布时间：

2024-01-29 09:37

源磊告诉你 | 黏土矿物增白10大方法

白度是衡量黏土矿物经济价值和产品质量最重要的指标之一，其主要影响因素有3类：

第一类是由有机质造成的，它们以有机碳的形式沉积在黏土矿物中，将其染成黑色或灰色；
第二类是由Fe、Ti、V、Cr、Cu、Mn等致色元素造成的；
第三类是暗色矿物造成黏土矿物染色，如黑云母、绿泥石等，通常它们对黏土矿物的白度影响较小。

目前，黏土矿物增白主要有以下方法：

1、机械粉碎法

机械粉碎法是浮选法和磁选法的基础，通过将物料粉碎磨细来增加黏土矿物的比表面积后，再使用浮选法和磁选法增白黏土矿物，从而提高黏土矿物的白度。

2、浮选法

浮选法利用矿物表面物理、化学性质的不同和矿物可浮性的差异来分离杂质，常用的有吸附浮选法和双液层浮选法。吸附浮选法通过使用目标化学试剂从黏土矿物中分离出杂质以达到增白的目的。

3、磁选法

磁选法是利用不同的磁场强度分离黏土矿物中磁性物质与非磁性物质。因为铁质矿物与硅铝质矿物的磁性不同，所以磁选法可将矿浆中的铁杂质与黏土矿物分离，降低黏土矿物的含铁率，增加黏土矿物的白度。

4、氧化漂白法

氧化漂白法是使用强氧化剂（过氧化氢、次氯酸钠、高锰酸钾等）将处于还原状态的铁杂质在水介质中氧化为可溶于水的亚铁离子，然后通过水洗除去的方法。对于黏土矿物中的深色的有机质也可被强氧化剂氧化为无色氧化物。

氧化漂白法对于实验条件要求高，氧化过程受到pH、黏土矿物特性、温度、试剂剂量、矿浆浓度和漂白时间等因素控制。工业生产中常使用次氯酸钠（NaOCl）作为强氧化剂，在弱酸性介质中氧化黄铁矿物。

5、还原漂白法

还原漂白法通常用于除去黏土矿物中难溶的三价铁，目前最普遍使用的还原剂是Na₂S₂O₄（保险粉）。

通常，Na₂S₂O₄单独使用时对黏土矿物的漂白效果不明显，不但造成很多化学药品的浪费，还会由于Na₂S₂O₄在酸性环境中分解产生有害物质引起环境污染。如果漂白后的黏土矿物未能够及时漂洗，就会使漂白后的产品变黄，影响产品质量。

为了解决Na₂S₂O₄漂白黏土矿物产品容易返黄的问题，一般会在反应过程中加入适量的络合剂（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、盐酸、草酸等）作为浸出剂处理黏土矿物。将不溶化合物转化为可溶化合物，使原料矿物在加温的环境中被漂白。

根据使用酸溶液的种类，可分为无机酸漂白法和有机酸漂白法。酸溶漂白效果与酸溶液的类型、矿浆浓度、酸浓度、反应温度等因素有关。

7、酸溶氢气还原法

酸溶氢气还原法是一种基于酸溶法进行改进而提高黏土矿物白度的新方法。它是用酸和还原剂将不溶于水的氧化铁转化为水溶性的亚铁化合物，然后过滤除去。

8、氧化-还原漂白法

在铁以复杂的状态赋存于黏土矿时，即同时含有Fe³⁺、Fe²⁺、有机质等着色物质的情况，单一采用氧化法或还原法增白黏土矿物难以奏效。通过使用氧化-还原法可以分别除去黏土矿物中不同的着色物质。

氧化-还原法对于除去黏土矿物中少量星点状和浸染状的杂质有比较好效果，白度增加明显，但是对于含有大量有机质的黏土矿物，氧化-还原法增白黏土矿物的效果并不令人满意。

9、氯化焙烧法

高温含氯的空气在专用的容器中可将黏土矿物中的铁、钛的氧化物转化为气态的氯化铁盐和氯化钛盐。这是由于FeCl₃的沸点为315℃，TiCl₄的沸点为136℃，具有高挥发性，能够高效除去铁、钛的氧化物。C被氧化为CO、CO₂，从而使C和有机质以气体的形式从黏土矿物中分离，提高黏土矿物的白度。

氯化焙烧可以通过使用氯气和添加固体氯化剂使其复分解产生氯气2种方式为反应提供氯化的气氛。

10、微生物法

微生物法是一种除去黏土矿物中铁杂质从而改善白度的新方法，它能使氧化铁（针铁矿、褐铁矿等）中的铁被微生物溶解出来，再将黏土矿物中所含的铁杂质漂洗除去。

目前主要有生物氧化浸出法和生物还原浸出法2种微生物处理技术：

微生物氧化浸出法是利用微生物氧化铁矿物杂质，然后通过漂洗过滤的方法将杂质除去的过程，氧化亚铁硫杆菌是最常用的一种细菌。
微生物还原浸出法大多利用Fe³⁺以不溶氧化物的形式存在于pH为7的环境中，以有机物为微生物的电子供体，唯一电子受体是Fe³⁺，氧化有机物持续提供培养微生物所需的能量时，铁还原反应将能持续进行。

总之，每一种增白处理技术各有其优点和不足之处，因此，对黏土矿物的增白处理需要针对不同的致色原因来选择最优的增白方法，从而提高黏土矿物的白度综合性能，使其具有较高的使用价值和经济价值。

未来的发展趋势应该是结合化学法、物理法、微生物法各自的特点，将其有机地结合起来，既发挥各自的优势，同时抑制各自的劣势与不足，从而取得更加优异的增白效果。

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