4漂白法

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产品
实验流程图
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连二亚硫酸钠漂白法
存在问题:
保险粉极易分解而使其还原能力降低。这些副 反应,既浪费了药剂,又影响产品质量。
2[S2O4]2-+4H+=3SO2+S+2H2O 3[S2O4]2-+6H+=5SO2+H2S+2H2O
2H2S+SO2=3S↓+2H2O
漂白后的高岭土如果不能得到及时洗涤,生成 的FeSO3由于氧的存在,有重新氧化的可能, 就会造成产品返黄。
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酸溶氢气还原法
酸溶氢气还原法:首先用酸将高岭土中三价 铁的氧化物转化到溶液中,再由酸与活泼金 属作用所产生的氢气将三价铁离子还原成可 溶于水的二价铁离子,而后过滤除去。
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酸溶氢气还原法
酸起的作用:
作溶剂将高岭土中三价铁的氧化物转化到溶 液中:
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 与活泼金属发生转换反应生成氢气,作为还
氧化-还原联合漂白法
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氧化-还原联合漂白法
氧化-还原联合漂白法:先将灰色粘土用强氧 化剂进行氧化漂白,在此基础上,再加入保险 粉等进行还原漂白,使得粘土中剩余的铁氧化 物(如Fe2O3)等还原成可溶的二价铁,从而 使这种灰色粘土得到漂白。
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氧化-还原联合漂白法
氧化-还原联合漂白工艺:美国佐冶亚州灰色 高岭土采用氧化-还原复合漂白法进行漂白。所 用的氧化剂是次氯酸钠和过氧化氢,还原剂为 连二亚硫酸钠。
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酸溶氢气还原法
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O MnO+H2SO4=MnSO4+H2O NiO+H2SO4=NiSO4+H2O
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 ↑
Fe2(SO4)3+H2=2FeSO4+H2SO4
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重晶石粉进入料槽后,在反应釜内加入硫酸进行 酸洗,同时加入铝粉进行还原。
重晶石(4.5) 萤石(3.18) 方解石(2.6-2.8) 石英(2.2-2.6 )
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氧化-还原联合漂白法
在粘土矿物中,有一类呈灰色(如美国佐治亚州 产出的灰色高岭土),它与呈现粉红色和米色的 粘土不同。
采用上述还原漂白法并不能改善其白度和亮度, 而采用氧化法漂白的效果也不很好。
铝粉在酸溶液中置换出氢气,而氢气使得Fe3+还 原为Fe2+,从而发生漂白作用。
经过初步漂白后,可溶性盐通过水洗而除去。 重晶石经过过滤、打浆、烘干后进行煅烧,以除
去炭质。 加有刚玉球的振动磨磨成超细粉,再次进行漂白、
水洗、过滤、干燥; 用万能粉碎机将结块产品粉碎后即得产品。
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连二亚硫酸钠漂白法
还原剂:最常用的是连二亚硫酸钠(Na2S2O4 ), 工业上称为保险粉。
原理:在矿浆中加入保险粉,氧化铁中三价铁可被 还原成二价铁。由于二价铁易溶于水,经过滤洗涤 就可以除去:
Fe2O3+Na2S2O4+H2SO4=Na2SO4+2FeSO3+H2O
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为什么不采用酸浸法增白?
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概述
采用强酸溶解的方法,固然能将上述铁、钛化合 物大部分除掉,但强酸(如盐酸、硫酸等)在溶 解氧化铁、氧化钛的同时,也会溶解氧化铝,有 可能破坏高岭土等粘土类矿物的晶格结构。
氧化、还原漂白法在非金属矿物漂白提纯中占有 重要的地位。
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氧化漂白法
氧化漂白法:采用强氧化剂,在水介质中将处于 还原状态的黄铁矿等氧化成可溶于水的亚铁。同 时,将深色有机质氧化,使其成为能被洗去的无 色氧化物。
自来水冲洗
酸浸24h
自来水总冲洗
高温煅烧 1350-1400℃;水淬
自来水冲洗
酸浸24h 去离子水冲洗 烘干 粉碎、筛分 装瓶产品
透明石英玻璃用硅石的加工流程
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细菌浸出法
原料
浸出
残渣
浸出液
金属回收 金属 尾液
菌液再生
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化学漂白法
概述 氧化漂白法 还原漂白法 氧化-还原联合漂白法
高岭土氧化-还原联合漂白的效果
白度/% 还原剂 不加氧化剂
不加还原剂 81.2
加08N:3wenku.baidu.com1 2S2O4
81.8
氧化

NaOCl 85.4
NaOCl+H2O2 86.8
87.0
88.2
H2O2 82.0
82.1 37
漂白法的影响因素
矿浆浓度 漂白剂用量 漂白剂的添加次数 温度 漂白时间 酸度 添加剂
实验室一般在30分钟内即可完成反应,效果 最佳时5~10分钟就可达到较为满意的漂白效 果。
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连二亚硫酸钠漂白法
酸度(PH值) 在初始反应前,可用H2SO4来调整pH值。 在不加缓冲剂时,一般起始pH值为2-3为宜。
添加剂 主要包括分散剂、缓冲剂及螯合剂。
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思考题
连二亚硫酸钠漂白法
在世界各国现在用的高岭土漂白工艺中,绝大部 分都属于还原漂白,即以连二亚硫酸盐为漂白剂。
漂白工艺由于药剂成本较高,所以经常在高岭土 选矿流程的最后部分进行。
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连二亚硫酸钠漂白法

高岭土 制浆 原矿 筛分
弃渣
调浆
H2SO4 保险粉
酸度 调节
漂白
洗涤 过滤
烘干
废水
研磨 粉碎
强氧化剂:次氯酸钠、过氧化氢、高锰酸钾、氯 气、臭氧等。
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氧化漂白法
反应: FeS2+NaClO→Fe2++Na++SO42-+Cl-
在较强的酸性介质中,亚铁离子是稳定的。
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氧化漂白法
实例:苏州阳西黄铁矿型高岭土呈灰到灰白色, 白度66~68%,PH=6.4 。
主要染色矿物为黄铁矿,含量较高,为1~3%。
漂白剂用量过大,漂白效果也会下降
——过多的NaS2O4来不及与
Fe2O3反应,自身发生歧化反应生成单质S混
入产品中,使其白度下降。
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连二亚硫酸钠漂白法
漂白剂的添加次数 还原漂白剂在溶液中分解速度较快,尤其在高 温和酸性条件下,一次添加NaS2O4因受还原 反应速度的限制,部分漂白剂来不及反应而分 解失效,导致NaS2O4利用率下降。 分批添加较好地解决了上述问题。
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概述
高岭土、重晶石粉等用作陶瓷、造纸和化工填料 的矿物,要求具有很高的白度和亮度,而自然界 的非金属矿物中,往往因含有着色杂质而影响其 自然白度。
着色杂质 含铁、钛、锰等矿物
➢ 黄铁矿、褐铁矿 ➢ 赤铁矿、锐钛矿等
有机质:碳、石墨等
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概述
有机质可通过煅烧等方法容易除去, 因此上述金属氧化物成为提高矿物白 度的主要处理对象。
特点: 在PH=6~7时,生成的最大量的连二亚硫酸钠 十分稳定。 在随后的PH值降低时,连二亚硫酸钠与矿浆中 氧化铁立即反应,得到及时利用,从而避免了 连二亚硫酸钠的分解损失。
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还原-络合漂白法
如何解决返黄现象?
还原-络合漂白法:在还原漂白的过程中加入络合 剂,使二价铁离子得到络合而不再容易被氧化。
化学选矿
概述 浸出法 化学漂白法 煅烧法
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1
浸出法
碱浸法 酸浸法 细菌浸出法
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石 墨 碱 浸 法 工 艺
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石墨粉 搅拌 高温熔融 冷却 水浸 洗涤 酸浸 洗涤 脱水 干燥
氢氧化钠
盐酸 废液处理
包装 3
酸对石英砂中含铁杂质的溶解作用
天然硅石 人工手选
破碎
沉积型重晶石矿的 一般选矿工艺流程
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重晶石(4.5) 黄铁矿(4.9-5.2) 黄铜矿(4.1-4.3) 方铅矿(7.4-7.6) 闪锌矿(3.9-4.2) 赤铁矿(4.9-5.3) 萤石(3.18) 毒重石(4.31)
热液型重晶石矿的
一0般8:31选矿工艺流程
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残积型重晶石矿的 一般选矿工艺流程
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酸溶氢气还原法
酸溶氢气还原法的除铁率明显高于传统 的漂白方法,溶铝率小于1%,比单纯酸 浸法节约0.5h,反应温度降低30℃,该 法具有广阔的应用前景。
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酸溶氢气还原法
天然产出的重晶石,由于含有铁、锰、钒、 镍及碳质等杂质而常呈浅灰、淡蓝、黄、 粉红、褐等颜色,而含铁的重晶石选矿特 别困难,因此化学漂白成为提高重晶石白 度的有效方法。
氧化漂白法的适用范围和原理是什么? 在化学漂白法中,常用的氧化剂和还原剂有哪些? 采用保险粉进行还原漂白法的原理是什么? 酸溶氢气法的原理是什么?
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高岭土原矿经过捣浆、粗选和精选后,采用次氯 酸钠氧化漂白法进行漂白,得到造纸用涂料级高 岭土和陶瓷用高岭土。
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还原漂白法
适用范围:粘土类矿物中存在的三价铁的氧化物, 不溶于水,在稀酸中溶解度也较低。
还原漂白法 连二亚硫酸钠漂白法 硼氢化钠漂白法 还原-络合漂白法 酸溶氢气还原法
重晶石、黄铁矿、黄铜矿(4.1-4.3)、 方铅矿(7.4-7.6)、闪锌矿(3.94.2)、赤铁矿(4.9-5.3) 、 萤石(3.18) 、毒重石(4.31)等
重晶石、萤石、 方解石(2.6-2.8) 、石英等
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重晶石(4.5) 石英(2.2-2.6 ) 粘土矿物(2.6-3) 黄铁矿(4.9-5.2)
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连二亚硫酸钠漂白法
如何保持保险粉的稳定性?
常用的还原漂白剂除了连二亚硫酸钠外,还有连 二亚硫酸锌,连二亚硫酸锌相对稳定些。
但是,连二亚硫酸锌又会使漂白废水中的锌离子 浓度过高。
同时,锌离子残存于漂白土内,在用作造纸涂料 和填料时,废水中所含的锌离子会危及河流内的 生物。
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连二亚硫酸钠漂白法
温度
温度对漂白也有明显影响,最好在40℃左右进 行。
较高温度可提高漂白剂在水溶剂中的反应速度。 但温度过高要消耗热能,同时分解速度过快, 造成浪费。
实际生产一般都在常温下进行。
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连二亚硫酸钠漂白法
漂白时间
工业生产一般在3小时内漂白,此时白度改善 较大,以后就无明显效果。实际生产中漂白时 间视条件而定。
络合药剂: 磷酸和聚乙烯醇 羟铵或羟铵盐 草酸
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还原-络合漂白法
实例:草酸分子除了与金属离子成螯的羟基外, 还有亲水基团和羰基,与铁离子作用时形成含水 的双草酸络铁螯合离子:
H2O O=C-O O=C-O
Fe O=C-O O=C-O
H2O
该螯合离子是水溶性的,在漂白后可以随溶液排 除。
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硼氢化钠漂白法
如何保持保险粉的稳定性?
硼氢化钠漂白法:实际上是就是在漂白过程中通 过硼氢化钠与其它药剂反应生成连二亚硫酸钠来 进行漂白的方法。
NaBH4+9NaOH+9SO2=4Na2S2O4+NaBO2+NaHSO3+6H2O
本质:仍是连二亚硫酸钠在起还原漂白作用。
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硼氢化钠漂白法
酸溶氢气还原法
重晶石粉 加热、酸洗、还原
水洗
过滤
再次加热、酸洗还原 酸母液
水洗 过滤 烘干
振动磨 煅烧 烘干 打浆 万能粉碎 布袋收尘 产品包装
重晶石粉漂白、粉碎工艺流程
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重晶石的主要矿石类型和特点
矿石类型
主要矿物及伴生矿物
沉积型
热液型 残积型
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重晶石(4.5)、 石英(2.2-2.6 ) 、 粘土矿物(2.6-3)、 黄铁矿(4.9-5.2)等
原剂。
Zn+2HCl=ZnCl2+H2 ↑
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酸溶氢气还原法
产生的氢气可将溶液中的三价铁离子还原成易溶 于水的二价铁离子。 2Fe3++H2=2Fe2++2H+
氢气还可能直接与未被酸溶解的Fe2O3发生反应: Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O
铁粉与三价铁离子直接反应,生成二价铁离子: Fe3++Fe=2Fe2+
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连二亚硫酸钠漂白法
矿浆浓度
当浓度较低时,白色度、亮度都会下降。
——浓度过低,水中含有的
氧可足以使还原剂氧化而失效;
浓度过高,一是pH值不好控制,二是粘度过高 易夹带空气,使还原剂部分氧化。
一般情况下,固体浓度为20%~12%。
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连二亚硫酸钠漂白法
漂白剂用量
以1%~2%为最好;
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