煅燒增白
煤系高嶺土,常含有碳質(zhì)和有機(jī)質(zhì)
,呈灰黑色
。硅藻土中也常含有機(jī)質(zhì)及粘土礦物
,呈灰色
,甚至黑灰色
。黑滑石因含有機(jī)質(zhì)或石墨
,呈深灰
,甚至黑色。這些非金屬礦增白的最有效辦法是煅燒。它方法簡便
,無廢水污染,效果好
。
例如對煤系高嶺土進(jìn)行增白處理,有機(jī)質(zhì)在高溫下易于燃燒,煅燒可以除掉高嶺土粉中絕大多數(shù)有機(jī)炭,使白度大大提高。煅燒后的高嶺土優(yōu)點(diǎn):白度高、密度小
、吸油性變大
、比表面積增加、絕緣性變好
、耐磨性和耐高溫穩(wěn)定性提高
。
高嶺土在不同溫度條件下煅燒時(shí),發(fā)生的化學(xué)變化如下列方程式所示:

化學(xué)除鐵增白法
所謂化學(xué)除鐵就是用化學(xué)藥劑選擇性溶解物料中含鐵礦物,然后去除的方法。
還原法
保險(xiǎn)粉還原法。目前工業(yè)上常用的還原藥劑是連二亞硫酸鈉,俗稱保險(xiǎn)粉
,其分子式為
Na2S2O4 。它是一種強(qiáng)還原劑,氧化鐵溶于酸但需酸量很大
,在存在保險(xiǎn)粉的條件下
,可將氧化鐵中的三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵離子。

如伊利石 ,還原增白的實(shí)質(zhì)是使伊利石黏土中難溶性的
Fe3+還原成可溶性的
Fe2+ ,而后洗滌除去,該法雖然成本低
、反應(yīng)快
,但存在保險(xiǎn)粉用量大、對環(huán)境污染重
、工藝條件苛刻等缺點(diǎn)
。
酸浸法。酸浸漂白通常采用鹽酸或硫酸為浸出劑、或采用有機(jī)酸和絡(luò)合劑為浸出劑
,在加溫的條件下將難溶的鐵轉(zhuǎn)化成易溶的鐵離子
,從而得到白度較高的粘土礦物
。
例如,對于長石礦中含有極細(xì)微嵌晶結(jié)構(gòu)的鐵雜質(zhì),用一般除鐵方法難以去除
,而用酸浸能達(dá)到較好的效果。鄭驥等通過實(shí)驗(yàn)研究得知以磁鐵礦
、赤鐵礦
、黃鐵礦等礦物形式存在的鐵質(zhì),用硫酸酸浸容易除去,而以鈉鐵閃石和黑云母等物相存在的鐵質(zhì)則較難去除
。用酸浸法對沸石的增白效果是好的
。硫酸比鹽酸、草酸效果好
、濃度高
、酸浸時(shí)間長比濃度低、時(shí)間短好
。
酸溶氫氣還原法。酸溶氫氣還原法的基本原理是以鋅粉或鋁粉等活潑金屬單質(zhì)為還原劑,將鹽酸
、硫酸
、草酸等酸性介質(zhì)中的
H+置換生成
H2 氣體,然后利用不斷生成的氫氣將其中有色不溶的
Fe3+ 變?yōu)榭扇艿?SPAN lang=EN-US>Fe2+ 隨濾液被除去
。
氧化法
礦物中含黃鐵礦和有機(jī)質(zhì)時(shí),常使礦物呈灰色。這些物質(zhì)采用酸洗和還原漂白均難以除去,這就需要采用氧化法進(jìn)行漂白。氧化漂白法是用強(qiáng)氧化劑在水介質(zhì)中將處于還原狀態(tài)的黃鐵礦等氧化成可溶于水的亞鐵離子;同時(shí)將深色有機(jī)質(zhì)氧化,使其成為能被水洗去的無色氧化物 。
微生物增白
礦物的微生物加工技術(shù)是一門新興的礦物加工技術(shù),其顯著特點(diǎn)是投資少 、成本低、能耗小
、環(huán)境污染程度輕
。微生物氧化法是以氧化亞鐵硫桿菌為氧化劑
,在酸性介質(zhì)中將黃鐵礦中的鐵、硫分別氧化為可溶性
Fe2+和
SO2-4而使之從粘土礦物中分離出來
。
表面無機(jī)包覆法
粉體表面改性的方法很多,其中 ,液相化學(xué)沉積法非常適宜于制備新型復(fù)合材料,它是通過化學(xué)反應(yīng)的方法將某些氧化物如
ZnO 、
Al2O3 、
SiO2和
CaCO3等沉積在礦物顆粒表面
,形成一層或多層“改性層”,這樣可制備出原粉體所不具備的新型功能材料
,例如云母鈦珠光顏料等
,并可增加粉體材料的性能價(jià)格比
,降低成本。利用這種包覆亦可實(shí)現(xiàn)礦物填料的增白處理
;
SiO2包覆超細(xì)
CaCO3 ,可使其在一定程度上具有
SiO2的性質(zhì),表面光滑度
、白度
、耐酸性、分散性
、比表面積等都有較大提高
;硅灰石粉經(jīng)
Al2O3包膜后
,其分散性
、流動(dòng)性、白度均有提高
。
天然礦物由于含有機(jī)質(zhì)以及含Fe 、
Ti等雜質(zhì)而導(dǎo)致白度大大下降。通過煅燒處理
、化學(xué)法
、微生物法以及表面包覆的方法可提高礦物填料的白度。目前幾種主要增白技術(shù)雖然都具有突出的優(yōu)勢
,但各自也存在明顯的不足。其中表面包覆法不僅可提高產(chǎn)品白度
,同時(shí)可制備出新型功能材料
,可作為高檔填料或涂料的替代品
,增加粉體材料的性能價(jià)格比,降低成本
,因而具有很好的發(fā)展前景
。

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