[发明专利]一种利用天然生物质原材料提高偏高岭土白度的方法

说明书

技术领域

本发明属于非金属矿产加工领域，具体涉及一种利用天然生物质原材料提高偏高岭土白度的方法。

背景技术

高岭土成分主要以高岭石为主，其理想化学式为：Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O它是一种1：1型层状硅酸盐。具有可塑性，粘结性，耐火性，绝缘性和化学稳定性等。它是一种性能优良的工业矿物，具有独特的性能，其应用领域涉及造纸、陶瓷、石油化工、涂料、熟料、橡胶、化纤、耐火材料等行业。

白度是高岭土工艺性能的主要参数之一，纯度高的高岭土为白色。高岭土白度分自然白度和煅烧白度。纯净的高岭土呈现高岭矿物本身的白色，然而自然界中产出的高岭土，往往因含有一些着色杂质而影响其自然白度。引起高岭土白度降低的主要因素是有机碳，色素元素（如Fe，Ti，V，Cr，Cu，Mn等）和黑云母，绿泥石等暗色矿物。其中铁和钛是影响高岭土白度的主要因素，在很大程度上影响了其物理性能以及深加工后所得产品的质量，限制了产品的应用范围，已成为高岭土加工业调整产品结构，拓展市场的主要障碍。因此，提高高岭土白度已成为国内外研究的热点和难点。

目前高岭土除铁增白的方法主要有物理增白、化学增白和煅烧增白等。其中煅烧增白的方法包括：（1）氯化焙烧法，J. A. Gonzalez等人（J. A. Gonzalez et al. Bleaching of kaolins and clays by chlorination of iron and titanium. Applied Clay science，2006,33:219-229）提出了采用高温下通氯气的方法，从不同的粘土和高岭土矿物中去除铁、钛杂质。他们由实验得到了高温氯化漂白粘土的最佳优化条件，并且在此条件下的除铁效率非常高。这种方法的缺点是通入的氯气对环境污染较大，所以未能在生产上得到应用。（2）添加增白剂煅烧法，添加增白剂煅烧法是指在高岭土煅烧过程中添加增白剂与高岭土发生作用从而提高高岭土白度。中国专利02143657公开了一种高岭土煅烧加工生产工艺，采用精煤、硫酸钠和氯化钠按重量10:0.3:0.2组成的混合物为增白剂，白度可达到90%；潘琳（煤系硬质高岭土煅烧增白研究[J].矿冶工程2003.08：4（23））以陕西某地煤系高岭土为试样，添加3%的锯木屑和NaCl作增白剂在1000℃煅烧2h，试样煅烧白度达到了90%；李薇薇等人（云南软质高岭土煅烧增白研究，IM&P化工矿物与加工2006,7），添加NaCl作为增白剂进行煅烧除铁。NaCl的增白作用主要是通过物料中的其他组分使其分解而得的Cl₂和HCl来实现的，除铁的基本反应如下：

FeO + Cl₂→FeCl₂↑+ 1/2 O₂

1/3Fe₂O₃ + Cl₂→2/3FeCl₃↑+ 1/2O₂

又如戴瑾（铁染高岭土的漂白及煅烧增白工艺研究[D]. 厦门大学，2009：6）采用添加NH₄Cl进行煅烧除铁，除铁的基本反应如下：

NH₄Cl→NH₃↑+HCl↑

Al(OH)₃+HCl→2AlCl₃+H₂O

AlCl₃+1.5O₂→a-Al₂O₃+3Cl₂↑

FeO + Cl₂ →FeCl₂↑+ 1/2 O₂

1/3Fe₂O₃ + Cl₂→2/3FeCl₃↑ + 1/2O₂

高温下Cl₂与Fe³⁺和Fe²⁺生成FeCl₂及FeCl₃以气态形式除去。