4 漂白法

漂白剂用量
以1%～2%为最好；
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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40
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。
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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25
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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26
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。
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27
酸溶氢气还原法

Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O MnO+H2SO4=MnSO4+H2O
31
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）
沉积型重晶石矿的 一般选矿工艺流程
20:59
32
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）
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。 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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11
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%。

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。
12
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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
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。
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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44
思考题

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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45
白度/% 还原剂 不加氧化剂
不加还原剂 加 Na S O 20:59 2 2 4 81.2 81.8
氧 NaOCl 85.4 87.0
化 86.8 88.2
剂 H2 O2 82.0 82.1
37
NaOCl+H2O2
漂白法的影响因素

矿浆浓度 漂白剂用量


20:59
漂白剂的添加次数
废水
实验流程图
20:59 16
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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6
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
7
20:59
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。
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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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15
连二亚硫酸钠漂白法
水 高岭土 原矿 制浆 筛分 弃渣 调浆 H2SO4 酸度 调节 保险粉 漂白 洗涤 过滤 烘干 研磨 粉碎 产品
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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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20:59
13
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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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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2
水
石墨粉 搅拌 高温熔融 冷却 水浸 洗涤 酸浸 洗涤 脱水
氢氧化钠
石 墨 碱 浸 法 工 艺
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盐酸
废液处理
干燥
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
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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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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

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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20
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。 络合药剂： 磷酸和聚乙烯醇 羟铵或羟铵盐 草酸
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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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20:59
硼氢化钠漂白法
高温煅烧 1350-1400℃；水淬
自来水冲洗
酸浸24h
自来水冲洗
自来水总冲洗
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
20:59
4
细菌浸出法
原料
浸
残渣
出
浸出液
金属回收
金属 尾液
菌液再生
20:59 5
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
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。

强氧化剂：次氯酸钠、过氧化氢、高锰酸钾、氯
气、臭氧等。
20:59
10
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。
温度
漂白时间
酸度 添加剂
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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；
易夹带空气，使还原剂部分氧化。
浓度过高，一是pH值不好控制，二是粘度过高
一般情况下，固体浓度为20%～12%。
20:59 39
连二亚硫酸钠漂白法
为什么不采用酸浸法增白？
20:59 8
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。
9
20:59
氧化漂白法

热液型重晶石矿的 20:59 一般选矿工艺流程
33
残积型重晶石矿的 一般选矿工艺流程
重晶石（4.5） 萤石（3.18） 方解石（2.6-2.8） 石英（2.2-2.6 ）
20:59
34
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。
29




20:59
酸溶氢气还原法
重晶石粉 加热、酸洗、还原 振动磨 水洗 煅烧 烘干 过滤 打浆
再次加热、酸洗还原 酸母液 水洗 过滤 烘干
万能粉碎
布袋收尘
产品包装
重晶石粉漂白、粉碎工艺流程
20:59 30
重晶石的主要矿石类型和特点 矿石类型 沉积型 主要矿物及伴生矿物
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 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
分批添加较好地解决了上述问题。
20:59
41
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。
20:59 42
连二亚硫酸钠漂白法

漂白时间

氧化-还原联合漂白法
35
20:59
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。
20:59
36
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。 高岭土氧化-还原联合漂白的效果
溶于水的二价铁离子，而后过滤除去。
20:59
பைடு நூலகம்23
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
原剂。 Zn+2HCl=ZnCl2+H2 ↑
20:59 24
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。