一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法
【专利摘要】本发明涉及一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法，属于非金属矿选矿技术领域；本方法包括如下步骤：将1?5‰絮凝剂加入到经保险粉漂白后的酸性高岭土（K89）矿浆中，先快速搅拌，再缓慢搅拌，之后将浆料送至储浆池静置沉降，静置8~24h后将上层清液抽出，加入与抽去上层清液相同量的水，然后将矿浆输送到搅拌池，加入酸溶液调节矿浆pH=1~3，搅拌混合1~15min，得到高岭土矿浆并置于板框压滤机内，压滤脱水得到滤饼，置于闪蒸干燥机，150~160℃加热干燥粉碎后制得高岭土产品；本方法简单、环保，不仅可以有效去除高岭土中的部分铁杂质，达到增白高岭土的目的，同时还通过外循环对酸洗除铁滤液进行离子交换树脂除铁工艺，使滤液能够循环利用。
【专利说明】
一种高岭土沉降酸洗除铁増白方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种高岭土的化学增白方法，具体涉及一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法，属于非金属矿选矿技术领域。
【背景技术】
[0002]高岭土是以高岭石族矿物为主要成分的粘土，是一种重要的非金属矿，已成为陶瓷、造纸、涂料、橡胶、塑料、石油化工、耐火材料等众多领域所必需的矿物原料。近年来，市场对高岭土的需求量在不断增加，特别造纸和陶瓷行业中对高岭土的白度要求较高，开发利用低品位高岭土正成为当前研究的热点。铁杂质是高岭土着色的一个主要成因，限制了高岭土的应用。因此，降低高岭土染色物质Fe2O3的含量，可以达到提高高岭土白度的目的。
[0003]除质量较好的高岭土原矿外，一般高岭土在应用前都需要经过化学漂白处理。现有的化学漂白方法，通常采用酸性还原漂白方法，具体是用硫酸调节高岭土矿浆至一定酸性，然后加入保险粉进行还原漂白。在整个漂白到形成产品的过程中铁原子基本保留在产品中，只是以两价铁形式存在。这种两价铁在高岭土漂白干燥过程中，产品会慢慢变黄，致使还原漂白尚岭土的广品白度不稳定。
[0004]为解决上述问题，有人采用磁选-还原法对高岭土进行增白，具体是高岭土漂白还原前，采用高梯度磁选机除去高岭土中的铁杂质，然后再对高岭土机进行还原漂白处理，增加高岭土产品的白度。例如，管俊芳等(《非金属矿》，2010年第33卷第2期)通过磁选-化学漂白等工艺，对淮北新蔡煤系高岭土的增白进行了研究，通过原矿—破碎—搅拌磨—磁选—化学漂白工艺，可使高岭土的白度由69.40提高到77.99，全Fe含量由0.71%下降到0.39%。但高梯度磁选工艺设备投资高，耗电量大，难以在实际工业应用中广泛推广。也有人采用还原-络合法对高岭土进行漂白工艺，如在已还原漂白的高岭土矿浆中加入草酸与Fe2+，形成可溶性的稳定络合物，再经过滤、洗涤达到抑制高岭土产品返黄的目的。上述技术方案，对返黄问题有一定解决，但成本都较高。
[0005]中国发明“水洗铁染高岭土的增白方法”，申请号200910112257.5公开一种首先对原矿水洗除杂质，再用漂白剂将高岭土中Fe 3+还原为Fe 2+，洗涤过滤，最后添加漂白剂煅烧，将铁除去而提高高岭土白度的方法，使福建省龙海铁染高岭土的Fe含量由1.03%降低到0.50?0.52%，除铁率在50%左右，效果明显，但工艺过程中采用高温煅烧，不仅工艺复杂、能耗大，而且所产生的挥发性物质污染环境；中国发明“一种高岭土除铁增白的方法”，申请号201210013462.8，公开一种以硫酸为酸浸剂对高岭土进行酸浸，再以甲醛、乙醛等有机还原剂替代保险粉作为增白剂对高岭土进行还原除铁，但工艺成本高。中国专利CN101987480A涉及到一种无酸洗高岭土原矿的制备方法，即使用强还原剂代替保险粉来提到高岭土的白度，除铁效果优于传统的保险粉除铁增白，但该方法生产成本高、污染环境、操作工艺复杂。可见，目前高岭土的除铁工艺还存在诸多不足，严重影响了其在各方面的应用，亟待开发一种新型环保、适应于工业化生产的方法，扩大其应用领域。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、环保高岭土沉降酸洗除铁增白方法，该方法不仅可以有效去除高岭土中的部分铁杂质，达到增白高岭土的目的，同时还通过外循环对酸洗除铁滤液进行离子交换树脂除铁工艺，使滤液能够循环利用。
[0007]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法，包括如下步骤:
(1)絮凝沉降:将絮凝剂加入到经保险粉漂白后的酸性高岭土矿浆中，先快速搅拌，再缓慢搅拌，之后将浆料送至储浆池静置沉降8?24h;
(2)酸洗除铁:将储浆池中浆料的上层清液抽出，加入与抽去上层清液相同量的水，然后输送到搅拌池，再加入酸溶液，调节pH为I?3，搅拌混合I?15min至均勾，得到高岭土矿楽；
(3)压滤脱水:将高岭土矿浆置于板框压滤机内，进行压滤脱水，得到高岭土滤饼①；
(4)离子交换:将上述压滤脱水后的滤液由上方加入离子交换装置内，再加入固体离子交换剂，通过固体离子交换剂中的离子与经压滤脱水后的滤液中的Fe2+进行离子交换，得到去Fe滤液以备之后酸洗除铁循环使用；
(5 )闪蒸干燥:将高岭土滤饼①置于闪蒸干燥机中加热干燥，干燥温度为155?160 °C，得到高岭土滤饼②；
(6)粉碎出料:将高岭土滤饼②置于粉碎装置进行粉碎，得到高岭土产品。
[0008]所述絮凝剂为明矾、聚丙烯酰胺、壳聚糖中的一种，加入量为质量分数的1~5%。。
[0009]所述酸溶液为硫酸、盐酸、硝酸中的一种，质量浓度为5?15%。
[0010]所述高岭土矿浆的质量浓度为15?20%。
[0011]所述固体离子交换剂为离子交换树脂，具体为D201型阴离子交换树脂、D301型阴离子交换树脂、DOOl型大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂中的一种。
[0012]所述离子交换装置中离子交换柱树脂的填充量为70?80%，滤液空速为8?12m3.(m3树脂.hr1O
[0013]本发明的有益效果是:
1.由于在酸洗除铁过程中使用无机酸，与使用草酸进行酸洗漂白相比，可以有效除去高岭土中的铁杂质，增白高岭土产品并抑制返黄，同时无机酸与草酸相比，价格优势明显，廉价易得；
2.在高岭土酸洗除铁后，使用离子交换树脂对滤液进行处理，减少滤液中的指标离子的含量，同时滤液的酸度几乎不变，可以循环使用酸洗处理高岭土，不论是经济还是环保方面，均有很大益处。
[0014]说明书附图
图1本发明的工艺方法流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面通过实例对本发明做进一步详细说明，这些实例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围；
实施例1 一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法，包括如下步骤:
(1)絮凝沉降:将质量分数为1%。明矾加入到经保险粉漂白后的酸性高岭土(K89)矿浆中，先快速搅拌，再缓慢搅拌，之后将浆料送至储浆池静置沉降16h;
(2)酸洗除铁:将储浆池中浆料的上层清液抽出，加入与抽去上层清液相同量的水，然后输送到搅拌池，再加入质量浓度为5%的硫酸溶液，调节pH为I，搅拌混合Imin至均匀，得到高岭土矿浆，高岭土矿浆的质量浓度为15%;
(3)压滤脱水:将高岭土矿浆置于板框压滤机内，进行压滤脱水，得到高岭土滤饼①；
(4)离子交换:将上述压滤脱水后的滤液由上方加入离子交换装置内，再加入D201型阴离子交换树脂，通过固体离子交换剂中的离子与经压滤脱水后的滤液中的Fe2+进行离子交换，得到去Fe滤液以备之后酸洗除铁循环使用，离子交换装置中离子交换柱树脂的填充量为70%，滤液空速为8m3.(m3树脂.h)—1;
(5)闪蒸干燥:将高岭土滤饼①置于闪蒸干燥机中加热干燥，干燥温度为155°C，得到高岭土滤饼②；
(6)粉碎出料:将高岭土滤饼②置于粉碎装置进行粉碎，得到高岭土产品。
[0016]单纯使用保险粉还原漂白后的高岭土产品，白度为85.6，pH值为3.5，采用本发明的工艺处理后，高岭土产品白度比达87.7，在原基础上提高2.1度。
[0017]实施例2
一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法，包括如下步骤:
(1)絮凝沉降:将质量分数为5%。聚丙烯酰胺加入到经保险粉漂白后的酸性高岭土(K89)矿浆中，先快速搅拌，再缓慢搅拌，之后将浆料送至储浆池静置沉降20h;
(2)酸洗除铁:将储浆池中浆料的上层清液抽出，加入与抽去上层清液相同量的水，然后输送到搅拌池，再加入质量浓度为15%的盐酸溶液，调节pH为3，搅拌混合15min至均匀，得到高岭土矿浆，高岭土矿浆的质量浓度为20%;
(3)压滤脱水:将高岭土矿浆置于板框压滤机内，进行压滤脱水，得到高岭土滤饼①；
(4)离子交换:将上述压滤脱水后的滤液由上方加入离子交换装置内，再加入D301型阴离子交换树脂，通过固体离子交换剂中的离子与经压滤脱水后的滤液中的Fe2+进行离子交换，得到去Fe滤液以备之后酸洗除铁循环使用，离子交换装置中离子交换柱树脂的填充量为80%，滤液空速为12m3.(m3树脂.h)—1;
(5)闪蒸干燥:将高岭土滤饼①置于闪蒸干燥机中加热干燥，干燥温度为165°C，得到高岭土滤饼②；
(6)粉碎出料:将高岭土滤饼②置于粉碎装置进行粉碎，得到高岭土产品。
[0018]单纯使用保险粉还原漂白后的高岭土产品，白度为85.6，采用本发明的工艺处理后，高岭土产品白度比达88.2，在原基础上提高2.6度。
[0019]实施例3
一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法，包括如下步骤:
(1)絮凝沉降:将质量分数为3%。壳聚糖加入到经保险粉漂白后的酸性高岭土(K89)矿浆中，先快速搅拌，再缓慢搅拌，之后将浆料送至储浆池静置沉降24h;
(2)酸洗除铁:将储浆池中浆料的上层清液抽出，加入与抽去上层清液相同量的水，然后输送到搅拌池，再加入质量浓度为10%的硝酸溶液，调节pH为2，搅拌混合1min至均勾，得到高岭土矿浆，高岭土矿浆的质量浓度为18%;
(3)压滤脱水:将高岭土矿浆置于板框压滤机内，进行压滤脱水，得到高岭土滤饼①；
(4)离子交换:将上述压滤脱水后的滤液由上方加入离子交换装置内，再加入DOOl型大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，通过固体离子交换剂中的离子与经压滤脱水后的滤液中的Fe2+进行离子交换，得到去Fe滤液以备之后酸洗除铁循环使用，离子交换装置中离子交换柱树脂的填充量为75%，滤液空速为1m3.(m3树脂.h)—S
(5)闪蒸干燥:将高岭土滤饼①置于闪蒸干燥机中加热干燥，干燥温度为160°C，得到高岭土滤饼②；
(6)粉碎出料:将高岭土滤饼②置于粉碎装置进行粉碎，得到高岭土产品。
[0020]单纯使用保险粉还原漂白后的高岭土产品，白度为85.6，采用本发明的工艺处理后，高岭土产品白度比达87.6，在原基础上提高2.0度。
[0021 ] 实施例4
一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法，包括如下步骤:
(1)絮凝沉降:将质量分数为2%。聚丙烯酰胺加入到经保险粉漂白后的酸性高岭土(K89)矿浆中，先快速搅拌，再缓慢搅拌，之后将浆料送至储浆池静置沉降12h;
(2)酸洗除铁:将储浆池中浆料的上层清液抽出，加入与抽去上层清液相同量的水，然后输送到搅拌池，再加入质量浓度为8%的硫酸溶液，调节pH为3，搅拌混合Smin至均匀，得到高岭土矿浆，高岭土矿浆的质量浓度为16%;
(3)压滤脱水:将高岭土矿浆置于板框压滤机内，进行压滤脱水，得到高岭土滤饼①；
(4)离子交换:将上述压滤脱水后的滤液由上方加入离子交换装置内，再加入D201型阴离子交换树脂，通过固体离子交换剂中的离子与经压滤脱水后的滤液中的Fe2+进行离子交换，得到去Fe滤液以备之后酸洗除铁循环使用，离子交换装置中离子交换柱树脂的填充量为72%，滤液空速为9m3.(m3树脂.h)—S
(5)闪蒸干燥:将高岭土滤饼①置于闪蒸干燥机中加热干燥，干燥温度为155°C，得到高岭土滤饼②；
(6)粉碎出料:将高岭土滤饼②置于粉碎装置进行粉碎，得到高岭土产品。
[0022]单纯使用保险粉还原漂白后的高岭土产品，白度为85.6，采用本发明的工艺处理后，高岭土产品白度比达87.9，在原基础上提高2.3度。
[0023]实施例5
一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法，包括如下步骤:
(1)絮凝沉降:将质量分数为4%。壳聚糖加入到经保险粉漂白后的酸性高岭土(K89)矿浆中，先快速搅拌，再缓慢搅拌，之后将浆料送至储浆池静置沉降ISh;
(2)酸洗除铁:将储浆池中浆料的上层清液抽出，加入与抽去上层清液相同量的水，然后输送到搅拌池，再加入质量浓度为12%的硝酸溶液，调节pH为I，搅拌混合12min至均勾，得到高岭土矿浆，高岭土矿浆的质量浓度为19%;
(3)压滤脱水:将高岭土矿浆置于板框压滤机内，进行压滤脱水，得到高岭土滤饼①；
(4)离子交换:将上述压滤脱水后的滤液由上方加入离子交换装置内，再加入DOOl型大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，通过固体离子交换剂中的离子与经压滤脱水后的滤液中的Fe2+进行离子交换，得到去Fe滤液以备之后酸洗除铁循环使用，离子交换装置中离子交换柱树脂的填充量为78%，滤液空速为Ilm3.(m3树脂.h)—1;
(5)闪蒸干燥:将高岭土滤饼①置于闪蒸干燥机中加热干燥，干燥温度为162°C，得到高岭土滤饼②；
(6)粉碎出料:将高岭土滤饼②置于粉碎装置进行粉碎，得到高岭土产品。
[0024]单纯使用保险粉还原漂白后的高岭土产品，白度为85.6，pH值为3.5，采用本发明的工艺处理后，高岭土产品白度比达88.1，在原基础上提高2.5度。
【主权项】
1.一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)絮凝沉降:将絮凝剂加入到经保险粉漂白后的酸性高岭土矿浆中，先快速搅拌，再缓慢搅拌，之后将浆料送至储浆池静置沉降； (2)酸洗除铁:将储浆池中浆料的上层清液抽出，加入与抽去的上层清液相同量的水，然后输送到搅拌池，再加入酸溶液，调节pH为I?3，搅拌混合至均匀，得到高岭土矿浆； (3 )压滤脱水:将高岭土矿浆置于板框压滤机内，进行压滤脱水，得到高岭土滤饼①； (4)离子交换:将上述压滤脱水后的滤液由上方加入离子交换装置内，再加入固体离子交换剂，通过固体离子交换剂中的离子与经压滤脱水后的滤液中的Fe2+进行离子交换，得到去铁滤液以备之后酸洗除铁循环使用； (5)闪蒸干燥:将高岭土滤饼①置于闪蒸干燥机中加热干燥，得到高岭土滤饼②； (6)粉碎出料:将高岭土滤饼②置于粉碎装置进行粉碎，得到高岭土产品。2.据权利要求1所述一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法，其特征在于:步骤(I)所述絮凝剂为明矾、聚丙烯酰胺或壳聚糖中的一种，加入量为漂白后的酸性高岭土矿浆质量分数的 1~5%0。3.根据权利要求1所述一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法，其特征在于:步骤(I)所述静置沉降所用的时间为8?24h。4.根据权利要求1所述一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法，其特征在于:步骤(2)所述酸溶液为硫酸、盐酸或硝酸中的一种，质量浓度为5?15%。5.根据权利要求1所述一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法，其特征在于:步骤(2)所述高岭土矿浆的质量浓度为15?20%。6.根据权利要求1所述一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法，其特征在于:步骤(2)所述搅拌混合所用时间为I?15m i η。7.据权利要求1所述一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法，其特征在于:步骤(4)所述固体离子交换剂为离子交换树脂，具体为D201型阴离子交换树脂、D301型阴离子交换树脂、或DOOl型大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂中的一种。8.根据权利要求1所述一种高岭土沉降酸洗除铁增白方法，其特征在于:步骤(5)所述闪蒸干燥温度为150?160°C。
【文档编号】C09C3/10GK105925016SQ201610308356
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】梁亮, 付彤, 颜合勇
【申请人】广东新邦乐科技有限公司, 广东工业大学