[發明專利]一種高嶺土除鐵增白的方法

無效

• 申請號: 201210013462.8
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102583412A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 楊保俊;楊彥;王百年;徐玉娟;李江鋒;葉圣武
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C01B33/26
• 分類號: C01B33/26
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

一、技術領域

本發明涉及一種高嶺土除鐵增白的方法，是以硫酸為酸浸劑，以有機還原劑為增白劑，對高嶺土進行除鐵增白的方法。

二、背景技術

高嶺土是以高嶺石族礦物為主要成分的黏土巖類礦產，它是一種1∶1型層狀硅酸鹽，主要成分是SiO₂和Al₂O₃，還含有少量的Fe₂O₃，TiO₂，MgO等成分。具有可塑性、粘結性、耐火性、絕緣性和化學穩定性等。它是一種性能優良的工業礦物，廣泛應用于陶瓷、造紙、橡膠、塑料、建材、油漆、石油化工等方面。

純凈的高嶺土呈現高嶺石礦物本身的白色，引起高嶺土白度降低的主要因素是有機碳、色素元素(如Fe、Ti、V、Cr、Cu、Mn等)和黑云母、綠泥石等暗色礦物。其中鐵和鈦是影響高嶺土白度的主要因素，在很大程度上影響了其物理性能以及深加工后所得產品的質量，限制了產品的應用范圍，已成為高嶺土加工業調整產品結構、拓展市場的主要障礙。因此，高白度高嶺土的生產方法已成為國內外研究的熱點和難點。

目前高嶺土除鐵增白的方法主要有物理法和化學法，化學法中常用的方法主要為酸浸-還原過程聯合，一般以保險粉(連二亞硫酸鈉)作為還原劑，將三價鐵還原成可溶的二價鐵去除，連二亞硫酸鈉除鐵的基本反應如下：

Fe₂O₃+Na₂S₂O₄+2H₂SO₄→2NaHSO₄+2FeSO₄+H₂O

但在還原過程中會同時伴有如下副反應：

2[S₂O₄^2-]+4H⁺→3SO₂+S+H₂O

3[S₂O₄^2-]+6H⁺→5SO₂+H₂S+H₂O

SO₂+2H₂S→3S+2H₂O

這些副反應使得連二亞硫酸鈉的還原能力下降，并且在反應過程中伴有SO₂和H₂S的生成。SO₂和H₂S都屬于有害有毒氣體，造成高嶺土的增白操作環境差，存在人員傷害危險及環境污染問題。

另外，連二亞硫酸鈉性質活潑極不穩定，暴露在空氣中易吸收氧氣而氧化，也易吸收潮氣發熱而變質，并且具有自燃性，遇水或酸易燃，對運輸和保管的條件要求很高。

與連二亞硫酸鈉相比，有機物中帶有醛基的物質(以甲醛為例)同樣具有較強的還原性質，以其替代保險粉作為高嶺土的還原增白劑具有如下優勢：

1、甲醛是最簡單的醛，通常把它歸為飽和一元醛，但它左右對稱，相當于二元醛，在與弱氧化劑的反應中，每摩爾HCHO最多可還原出4mol的Ag或2mol的氧化亞銅，這都是乙醛還原能力的兩倍。

HCHO+4[Ag(NH₃)₂]OH→4Ag+8NH₃+CO₂+3H₂O

HCHO+4Cu(OH)₂→CO₂+2Cu₂O+5H₂O

2、甲醛作為還原劑，還原產物為羧酸或者二氧化碳與水，易于處理，易于實現環保無污染。

3、甲醛在常溫陰涼處存放即可，只有暴露在空氣中才會緩慢氧化成甲酸。對存儲、運輸的條件要求不高。

4、以1噸高嶺土計算，約需使用25kg保險粉，甲醛的理論用量僅2.16kg，而且甲醛的市場價格比保險粉低得多，因此，理論上對1噸高嶺土進行增白處理，使用甲醛的還原成本僅為使用保險粉的10％左右，相比之下，其價格優勢十分明顯。

經上述理論分析，若能以甲醛為還原劑，不論是還原能力，還是處理成本以及還原產物的環境友好性方面，都具有諸多優勢。

三、發明內容