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澳门银河媒乐怎么下载摘要:本文采用内蒙古某地低品位高岭土,利用湿法提纯,通过酸法除铁试验,得出了此种高岭土酸法除铁的最佳工艺参数,将高岭土铁含量由2.66%降低到0.25%以下,高岭土含量由40%提高到75%,高岭土白度由75%提高到90%,从而使内蒙古某地低品位高岭土有得到应用的可能。

关键词:高岭土;提纯;酸法除铁;内蒙古

澳门银河媒乐怎么下载中图分类号:P619.23+2 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1674-9146.2017.04.116

纯高岭土拥有高白度,质软易分散于水中,具有优秀的可塑性和高附着力、优秀的电绝缘机能和良好的耐酸性、低阳离子交换能力、更好的耐火性等物理化学性能。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等行业和农业所必需的矿物材料[1]。近几年来,随着科学技术的不断创新发展,很多领域都在使用高岭土作为新材料开发新产品,使得高岭土应用领域更加广泛。

1试验内容与步骤

1.1原矿测试

取内蒙古自治区某地高岭土的原矿试样,对其进行X射线衍射(XRD)和原子离子类测试法(ICP-AES)检测。

1)XRD检测。对原矿试样进行XRD检测,结果表明内蒙古某地高岭土原矿中存在的主要矿物为石英、高岭土、伊利石、叶蜡石、蒙脱石等,其质量分数分别为40%,40%,2%,5%,7%。

澳门银河媒乐怎么下载2)ICP-AES检测。对原矿试样进行ICP-AES检测,结果表明,高岭土原矿试样中铁的质量分数为2.66%。

澳门银河媒乐怎么下载由原矿测试结果可知,内蒙古某地高岭土原矿中的主要矿物组成为石英、高岭土、伊利石、叶蜡石、蒙脱石,原矿中铁的质量分数为2.66%。

1.2高岭土提纯试验

高岭土原矿用水介质浮沉法进行分离。

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1.2.1试验仪器及药剂

澳门银河媒乐怎么下载DZ-2BCⅡ型真空干燥箱、SHZ-Ⅲ型真空过滤机、FA-2004型电子天平、HH-6型数显恒温水浴锅、马弗炉、JJ-1型精密增力电动搅拌器、三口烧瓶、标准检验筛、定性滤纸、蒸馏水、硫酸以及稀盐酸[2-3]。

1.2.2试验步骤

澳门银河媒乐怎么下载1)取一个1号(500mL)烧杯,加入一定量(711.90g)的样品,然后加入适量的蒸馏水,用玻璃棒均匀搅拌,静置,溶液分层后,利用虹吸方式取上清液到另一2号(500mL)烧杯备用。继续向1号高岭土溶液烧杯中加入蒸馏水,搅拌均匀,静置,取上清液到2号烧杯,直到上清液没有混浊物为止。此时1号烧杯中的沉淀物主要是石英砂,然后对其进行抽滤、烘干、称重处理。

澳门银河媒乐怎么下载2)向2号烧杯的清液中滴加4~5滴稀盐酸搅拌均匀,过滤2号烧杯中液体,得到底部沉淀的物料,将底部过滤好的沉淀物料烘干,称重。取烘干后的物料和石英砂,分别用研钵细磨,之后用320目的标准检验筛过筛,称重。

1.2.3试验结果

高岭土原矿为711.90g,精矿533.54g、尾砂171.45g,则内蒙古某地高岭土的精矿品位为(533.54g/711.90g)×100%=75%。

对内蒙古某地高岭土原矿用水介质浮沉法分离的结果用XRD进行检测,结果为:内蒙古某地高岭石精矿中的主要物质是高岭土,还有少量的叶蜡石和伊利石;内蒙古某地高岭石尾砂中的主要物质是石英,还存在微量的伊利石。表明实验室用水介质浮沉法对内蒙古某地高岭土进行提纯的效果较好,基本做到了高岭土和石英的分离。

1.3除铁增白

澳门银河媒乐怎么下载将经过提纯试验后的高岭土精矿放入900℃马弗炉中煅烧1.5h,然后过200目标准检验筛,称重保存。取煅烧后的样品2g放于100mL的烧杯中,加入10mL硫酸,然后将溶液转移到三口烧瓶中,放置在60℃恒温水浴锅中恒温反应(同时进行搅拌)。酸浸反应时间分别为1h,2h,3h。充分反应后,抽滤已处理过的溶液,用稀盐酸酸洗抽滤后的沉淀物4~5次,然后用蒸馏水洗浴3~4次,将抽滤、洗涤后的沉淀物放在烘箱内干燥、磨矿、保存。

2除铁增白结果讨论

2.1反应过程讨论

1)当高岭土和硫酸的配比为1∶5时,加入的硫酸物质的量浓度为1mol/L,恒温水浴锅的加热温度为60℃,恒温水浴锅中酸浸时间分别为1h,2h,3h,反应得到的数据见图1。

由图1可以看出,最佳酸浸反应时间为2.5~3h,随着酸浸反应时间的增加,除铁量也在增加,随着反应时间的增加,3h除铁量与2.5h除铁量相比,增长不多,综合经济各方面考虑,本次试验选择2.5h的酸浸时间。

澳门银河媒乐怎么下载2)当高岭土和硫酸的配比为1∶5时,加入硫酸物质的量浓度为1mol/L,酸浸反应时间为2.5h,恒温水浴锅的加热温度分别为60℃,80℃,100℃时,反应得到的数据见图2。

从图2中可以看出,随着恒温水浴温度的升高,除铁的数量一直在不断升高,当恒温加热温度为100℃时,除铁的量增长最大,最终选择反应温度为100℃。

澳门银河媒乐怎么下载3)当高岭土和硫酸的配比为1∶5时,酸浸反应时间2.5h,恒温水浴锅的加热温度为100℃时,加入的硫酸物质的量浓度分别为0.5mol/L,1mol/L,2mol/L时,反应得到的数据见图3。

由图3可以看出,随着硫酸物质的量浓度的增加,除铁量一直在增大,但增势缓慢,综合考虑,本次试验选择2mol/L的硫酸。

4)当酸浸反应时间为2.5h,恒温水浴锅的加热温度为100℃,硫酸物料的物质的量浓度为2mol/L,高岭土和硫酸的配比分别为1∶5,1∶8,1∶10时,反应期间的数据见图4。

澳门银河媒乐怎么下载由图4可知,随着固液比的增加,除铁量减少。考虑到高岭土的溶解性,高岭土和硫酸的最佳配比为1∶5。

2.2结果讨论

内蒙古某地高岭土矿经分析鉴定为低品位高岭土矿,经过湿法提纯后去除大部分石英等伴生矿物,经提纯的高岭土品位可达75%[4-5];再通过酸法除铁试验,将原矿中的铁含量大幅度减少,白度得到增高;通过试验得出酸法除铁最佳条件:酸浸反应时间2.5h,恒温水浴锅的加热温度为100℃,加入硫酸的物质的量浓度为2mol/L,高岭土和硫酸的配比为1∶5,能达到最佳除铁效果,除铁率为73.5%[6]。

3结论

澳门银河媒乐怎么下载经过提纯后再进行酸法除铁,该高岭土矿的最终除铁率可以达到73%,高岭土的含量可达到80%,其煅烧白度也达到90%左右,从而使得内蒙古某地低品位高岭土能够达到工业使用标准。

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