高岭土中的铁杂质(如Fe2O3、FeS2等)会降低其白度和应用价值,需通过物理、化学或生物方法去除。以下是主要方法及其特点:
一、物理法
1. 磁选法
原理:利用铁矿物与高岭土的磁性差异,通过磁场分离磁性矿物(如磁铁矿、钛铁矿)。
特点:
适用性:对强磁性矿物(如磁铁矿)效率高,但对弱磁性矿物(如赤铁矿)需高梯度磁选机(HGMS)。
优点:环保、成本低、无污染,适合大规模生产。
缺点:对非磁性或弱磁性铁矿物效果差,需预处理(如焙烧磁化)。
应用:常用于粗选阶段,配合其他方法提高效率。
2. 浮选法
原理:通过表面活性剂选择性吸附铁矿物,使其疏水后随气泡上浮分离。
特点:
适用性:针对微细粒嵌布的铁矿物(如黄铁矿)。
优点:对复杂矿物适用性强。
缺点:药剂成本高,废水处理复杂。
应用:多用于含硫铁矿的高岭土处理。
3. 重选法
原理:利用铁矿物与高岭土的密度差异(如离心分离、摇床)。
特点:
适用性:适用于粗粒铁矿物。
优点:设备简单、能耗低。
缺点:对微细粒铁矿物无效,回收率低。
二、化学法
1. 酸浸法
原理:用盐酸、硫酸或草酸溶解铁氧化物(如Fe2O3→Fe3+)。
特点:
适用性:对赤铁矿、褐铁矿等氧化铁有效。
优点:反应速度快,白度提升显著。
缺点:酸耗高、设备腐蚀严重,需废水处理(中和、沉淀)。
改进:可结合超声波或微波辅助,提高反应效率。
2. 还原漂白法
原理:使用连二亚硫酸钠(Na2S2O4,保险粉)将Fe3+还原为可溶性Fe2+,再洗涤去除。
特点:
适用性:广泛用于高岭土深度增白。
优点:白度提升明显(可达90%以上)。
缺点:药剂成本高,稳定性差(需pH=2-4,避光操作)。
3. 氧化漂白法
原理:用H2O2、臭氧等氧化剂将FeS2(黄铁矿)氧化为可溶硫酸盐。
特点:
适用性:针对含硫铁矿的高岭土。
优点:环保、无残留。
缺点:氧化剂成本高,反应条件严苛。
三、生物法
微生物浸出法
原理 :利用铁还原菌(如Acidithiobacillus)代谢产物溶解铁矿物。
特点:
适用性:长期处理低品位矿石。
优点:绿色环保、能耗低。
缺点:周期长(数周至数月),工业化难度大。
四、联合工艺
1. 磁选-酸浸联合法
流程:先磁选去除强磁性矿物,再酸浸处理弱磁性铁。
优点:降低酸耗,综合效率高。
2. 焙烧-酸浸法
原理:高温焙烧使赤铁矿转化为磁铁矿,磁选后再酸浸。
优点:提升磁选效率,适合难处理矿石。
总结
经济性优先:磁选法、重选法适合初步处理。
白度优先:还原漂白法或酸浸法效果最佳。
环保优先:生物法或氧化漂白法更优,但效率较低。
趋势:联合工艺(如磁选-酸浸)和绿色化学法(如草酸替代盐酸)是发展方向。
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