芦溪高岭土增白实验研究＊

2011-09-28王明华张军剑

陶瓷 2011年4期

关键词：柠檬酸钠除铁高岭土

王明华马岚张军剑

（江西陶瓷工艺美术职业技术学院江西景德镇 333001）

芦溪高岭土增白实验研究＊

王明华马岚张军剑

（江西陶瓷工艺美术职业技术学院江西景德镇 333001）

研究了提纯剂（柠檬酸钠和NaOH按一定比例配制）、还原剂（Na2S2O4）和稳定剂（草酸）用量对高岭土增白效果的影响。实验结果表明：当提纯剂用量为0.4%、还原剂用量为0.2%、稳定剂用量为0.3%时，试样的白度达到最高，由原来的74.75°提高到了86.50°。

除铁增白高岭土白度

Abstract：In this paper，the purification agent（sodium citrate and NaOH according to certain proportion），reducing agent（Na2S2O4）and stabilizer（oxalic acid）the amount of whitening effect of kaolin.The results show that：when the purification agent is 0.4%，0.2%reducing agent，stabilizer 0.3%the amount of the white sample the highest，from the 74.75°increased to 86.50°.

Key words：Iron removing；Kaolinite；Whiteness

前言

萍乡芦溪地区高岭土蕴藏丰富，储量在10亿t以上。目前芦溪地区的高岭土部分用于本地电瓷生产，部分供应给湘东工业园内陶瓷厂生产用及运往邻近湖南地区。在笔者调查期间，发现萍乡地区的高岭土如长丰、南坑等地的高岭石含量很高。目前大部分高岭土用作建筑卫生陶瓷用原料，产生的附加价值低。如果对原料进行深加工，作为高档日用陶瓷用原料，可以大大增加萍乡芦溪高岭土的使用价值。

目前高岭土的加工工艺主要为水洗，除铁增白。笔者以芦溪高岭土为实验对象，用柠檬酸钠和NaOH为提纯剂、保险粉（Na2S2O4）为还原剂、草酸为稳定剂，对原料进行除铁增白实验，并对其工艺条件进行了探讨。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

1）试剂：碳酸钠、保险粉（Na2S2O4）、盐酸、草酸等，均为分析纯。

2）仪器：恒温磁力搅拌机、电子天平、烘箱、pH计、水浴加热、wsb－2白度计、KYH－V型化学成分快速分析仪。

1.2 原料特征

对原料进行化学全分析实验得到的结果见表1。对其进行计算转换，可得其矿物组成见表2。

表1 实验前高岭土化学成分（质量%）

图1为原料的扫描电镜图。从图1可以看出，原料高岭土为层状结构，层与层之间存在一定空隙，受外力作用容易发生相对位移。

表2 计算后试样矿物组成（质量%）

图1 高岭土的SEM形貌

1.3 实验原理

在提纯的基础上，针对铁的氧化物不溶于水，但能与Na2S2O4发生反应将三价铁还原为二价铁及铁盐的特性，在料浆中加入适量保险粉与其反应，然后再加入草酸生成二价铁的络合物（防止二价铁被氧化成三价铁），然后把能溶于水的二价铁及铁盐经洗涤过滤除去，以达到除铁增白的目的。

铁还原方式：

铁络合：

2 实验流程

2.1 试样制备

将原料放在桶里淘洗，过200目筛后，加水调节成浓度为10%的浆料，备用。

2.2 提纯剂实验用量

提纯剂由柠檬酸钠和NaOH组成，其配比为柠檬酸钠∶NaOH（%）＝2∶1。在制备好的浆料中分别加入0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%（与原料干基比）的提纯剂，搅拌20min后静置10min，取上浮液榨泥，烧结，测白度。

2.3 保险粉实验用量

根据提纯剂实验所得的优化数据，参考文献，分别选取保险粉的用量为1%、2%、3%、4%、5%。实验步骤为加入4%的提纯剂，沉淀去渣。用稀硫酸调整pH值为3.5，搅拌均匀后分三批次加入保险粉进行反应，反应时间为30min。反应结束时立即加入草酸作为稳定剂，搅拌均匀，滤水，压饼，煅烧至1 200℃，测试白度。

图2 高岭土除铁增白工艺流程

3 结果与讨论

3.1 提纯剂对白度的影响

表3 提纯剂对试样白度的影响

表3为提纯剂加入量对试样白度的影响。由表3可以看出：加入提纯剂可以适当地提高试样的白度。当提纯剂加入量为0.4%时，效果最好，白度提高了4.2°。其原因是高岭土颗粒细，有一定的悬浮性，提纯剂中柠檬酸钠对浆料有一定的分散作用，它能增大高岭土的悬浮性，加速高岭土与泥质沉积物的分离，从而除去试样中与高岭石伴生的石英、长石、云母等矿物。

3.2 保险粉用量对白度的影响

保险粉用量对白度的影响如表4所示。由表4可以看出：经处理后的高岭土试样白度有明显提高。据文献表明：适当的保险粉用量可以提高白度，而过少的保险粉用量不足以将Fe3＋最大程度还原成Fe2＋，过多的保险粉用量则会因为自身容易被氧化导致浪费。笔者在实验中发现，当保险粉用量为2%时，所取得的增白效果最佳，达到82.4°。