高岭土提纯增白,不要忽视二氧化硫脲的作用和效果!
2025-05-19 11:08 来源:高岭土网 编辑:矿材网

 高岭土的物理性质较为松软、细腻,外观呈现为白色的粉末。但是呈粉末状的高岭土是提纯制取之后的产物,实际开采中的高岭土往往纯度很低,并且掺杂着自然界的杂质,呈现灰色或褐色,不但在外观上没有纯高岭土洁白,而且在化学性质上表现不佳,会影响其使用效果和应用性能。纯净高岭土的优秀耐火性决定了它优秀的化学性质。化工生产的过程中使用的高岭土往往需要进行提纯和增白的处理,而其中在高岭土中加入二氧化硫脲,可以帮助高岭土提纯并且去除影响高岭土颜色的有色离子,例如铁、锰、钛等。


高岭土增白常见方法

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 1.化学除铁法


 氧化除铁法:氧化除铁法是利用氧化剂与高岭土中的四氧化三铁和氧化铁反应。这些杂质使高岭土表现出灰褐色,由于这些杂质在水中无法除去、利用还原和酸洗也无法除去,只有将高岭土与水混合之后加入强氧化剂进行氧化反应,但是这种氧化方法并不能完全去除亚铁和铁离子。影响其效果的不仅有温度和pH值,还有化学物质的不同特性,事实上难以控制且效率低。


 氧化还原漂白法:如果高岭土中含有既有氧化性又有还原性的物质,那就不能使用单个氧化或者还原的办法,此时氧化还原法漂白较为合适。


 2.物理除铁法


 磁选法:由于高岭土中有大量含铁矿物质,但是这些矿物质只有弱磁性,则对于磁性并非很强的铁元素,有两种情况进行除铁,一种情况是将弱磁性的铁变成强磁铁,之后通过磁选除去,另外一种方法是通过高强度的磁铁进行磁吸,这种方法的缺点是需要将高岭土磨碎成为细粉质的固体才能除去,且除铁率低,但是对细颗粒高岭土有很好的效果。


 微生物除铁法:这种方法在我国鲜少使用,但是在外国已有一部分研究者投入研究并且在生产中使用。其原理是通过微生物将高岭土中的铁溶解并去除,这种微生物除铁的成本少、对高岭土本身的性质破坏不大,但是对环境的要求高,且生产周期非常长。

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二氧化硫脲在高岭土增白处理中的作用


 1.制备材料


 二氧化硫脲、浓盐酸、氢氧化、草酸、硫酸、光度计、恒温磁力搅拌器、白度测定仪、电子天平、干燥箱等。


 2.制备方法


 运用仪器对高岭土的化学成分进行分析,测得高岭土中各种无机物的含量(包括二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钠、氧化酶、氧化钾、氧化)。将高岭土捣碎后研磨并得到高岭土浆液。为了测定高岭土矿浆的pH值,需要将矿浆加入恒温搅拌器中加入碱液加以调解。而后少量多次滴入二氧化硫脲,并进行漂洗、过滤、干燥、压片。最后得到纯高岭土样品。


 3.二氧化硫脲对高岭土增白的影响


 实验证明,二氧化硫脲对高岭土增白还存在一定的局限性。本实验已经通过控制变量法对还原时间、二氧化硫脲浓度用量等试剂进行控制。由于二氧化硫脲的增白效果并非最佳,所以实验考虑通过催化剂提高二氧化硫脲的浓度,对二氧化硫脲进行活化处理。化学物质在活化剂的催化下会产生活化反应,活化能升高,化学性能更加活跃。因而对二氧化硫脲进行活化处理有助于提高二氧化硫脲的还原性,更快、更高效地对高岭土进行增白。二氧化硫脲的活化需要用到不同含有稀有元素的硝酸盐,经过锻造之后再加入二氧化硫脲溶液进行活化催化。由于不同硝酸盐(含有稀有元素)对二氧化硫脲的活化效果不同,所以实验运用电极测试对加入不同类型的二氧化硫脲溶液进行检测,结果得到硝酸镧对二氧化硫脲的催化效果最好。在高岭土的增白实验中,以硝酸镧为催化剂进行反应,测定硝酸镧作为二氧化硫脲的催化剂是否会影响原本高岭土的增白反应。控制溶液的酸碱度和其他实验条件,改变硝酸镧的用量(按照质量分数0.1%~0.6%的溶液)加入矿浆中,运用电极进行测试。结果得到当硝酸镧溶液的质量分数在0.3%以下时对高岭土的增白反应影响不大。因而可以得出结论,当硝酸镧的用量为0.3%左右时,对高岭土的还原反应无影响且能提高二氧化硫脲的还原性能,并且有色离子浓度大大下降,满足了化工生产的要求。


高岭土增白实验最佳条件分析

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 二氧化硫脲用量:通过控制变量法控制不同二氧化硫脲浓度用量对增白实验的影响。实验选择二氧化硫脲质量分数为0.5%、0.6%、0.7%、0.8%。通过白度检测可以检测到当二氧化硫脲的浓度增高时,高岭土样品的白度明显增高。而二氧化硫脲的质量分数高于0.8%时,高岭土的白度不再变化,故可以得出二氧化硫脲的质量分数在0.8%时对高岭土样品的增白效果最好,应该采用0.8%的二氧化硫脲。


 pH值:运用控制变量法,控制矿浆浓度、二氧化硫脲浓度、实验温度等条件,研究不同pH值对高岭土增白实验的影响。由于二氧化硫脲在碱性环境下发挥还原性,故pH值调节在7~12。通过白度检测可以检测到当pH值增高时,高岭土样品的白度明显增高,当pH值最高到达12时,白度最高。


 还原时间:运用控制变量法,控制矿浆浓度、二氧化硫脲浓度、实验温度、pH值时,还原时间控制在5~15min。通过白度检测可以检测到当还原时间增加时,高岭土样品的白度明显增高,当还原时间在15min时,对高岭土的增白最有效果,当还原时间超过15min时,高岭土的白度逐渐下降,故可以得知还原时间控制在15min时最适宜。


 矿浆浓度:运用控制变量法,控制草酸浓度、二氧化硫脲浓度、实验温度等条件相同,研究不同矿浆浓度对高岭土增白实验的影响。当矿浆质量分数在20%到40%时,通过白度检测可以检测到矿浆质量分数在20%时,高岭土样品的白度最高,随着矿浆浓度的升高,高岭土白度下降,故可以得出当矿浆质量分数在20%时高岭土增白效果最佳。


 温度:运用控制变量法,控制草酸浓度、二氧化硫脲浓度、矿浆浓度等条件相同,研究不同温度对高岭土增白实验的影响。控制温度在25~50℃。通过白度检测可以检测到随着实验温度的升高,高岭土白度上升,但考虑到实验的安全和能耗问题,高岭土的增白实验温度可以控制在40℃。


结论

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 综上所述,高岭土的增白实验主要是通过减少高岭土中有色离子的含量来起到增白的效果。选择二氧化硫脲能够通过还原反应增加高岭土的白度并提高品质,以达到生产需要。在高岭土的生产中,白度作为一项重要的指标,要求增白实验的运用应该更加科学、合理、安全、高效,选用二氧化硫脲作为反应试剂,活化剂作为催化二氧化硫脲的催化剂,控制矿浆浓度、二氧化硫脲、还原事件以及实验温度等条件,能够在最短时间内快速获得纯净高岭土,提高高岭土的纯度,以达到生产的需要和要求。

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