萍乡南坑高岭土增白实验研究

摘 要：本文研究了提纯剂( 柠檬酸钠和NaOH 按一定比例配置) 、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0.2%、稳定剂用量0.3%时试样增白效果较好, 由原来的62.3°增加到了86.50°。

关键词：除铁增白；高岭土；白度

1 前 言

萍乡芦溪地区高岭土蕴藏丰富，储量在10亿吨以上。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企业及运往邻近湖南地区。笔者调查发现。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陶原料，其附加值低。如果对原料进行深加工，作为高档日用瓷用原料，理应可大大增加萍乡高岭土的使用价值。

目前高岭土的加工工艺主要为水洗、除铁增白。本文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。

2 实验部分

2.1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型化学成份快速分析仪。

2.2原料特征

对原料进行化学全分析实验，得到结果见表1。通过计算转换，可得其矿物组成，见表2。

2.3实验原理

在提纯的基础上[1]，针对铁的氧化物不溶于水，但能与Na2S2O4起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：Na2S2O4+Fe2O3+3H2SO4=Na2SO4+2FeSO4+2SO2+3H2O （1）

铁络合： Fe2++2C2O42-=Fe（C2O4)22- （2）

2.3 实验流程

2.3.1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。

2.3.2提纯剂对白度的影响实验

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

2.3.3保险粉实验用量

根据提纯剂实验所得的优化数据, 并参考相关文献[2]，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0.5h。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1200℃测试白度。

3 结果与讨论

3.1 提纯剂对白度的影响

表3为提纯剂加入量对试样白度的影响[3]。由表3可以看出：加入提纯剂可以适当提高试样的白度。当提纯剂加入量为0.4%时，效果最好，白度提高了6.2°。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。据其他参考文献研究表明：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+，过多的保险粉则会因为自身容易被氧化导致浪费。实验发现，当保险粉用量为2%时，所取得的增白效果最佳。表5为增白处理后试样的化学组成，可以发现，铁含量有一定程度的降低。

4 结 论

（1） 本实验以萍乡芦溪南坑地区高岭土为实验对象，原矿白度为62.3°，Fe2O3含量为1.12；

（2） 实验发现，在提纯剂用量为0.4wt%，保险粉用量为2wt%时，所取得的增白效果最佳，可使样品增白至81.8°，Fe2O3含量下降为0.62%，基本达到了生产要求；

（3） 由于萍乡南坑地区高岭土分布广泛，取样实验无法完全代表该地区矿样。

参考文献

[1] 吴基球,简秀梅等.高岭土除铁增白技术的研究[J].中国陶瓷，2006,42（2）：46-48.

[2] 吴细桂,刘卫东,付鹏.河源高岭土增白技术的研究[J].佛山陶瓷,2006,(3):9-12.

[3] 陈霞,林茂发,王立.煤系高岭土增白技术的研究[J].煤炭转化,1998,21(4):95-97.

Improving Whiteness of Nankeng Kaolinite

GUO Wen-hua，WANG Ming-hua，LI ji

（Jiangxi Ceramics and Arts Institute, Jingdezhen333001,China）

Abstract: The effects of quantities of purification agent(sodium citrate and sodium hydroxide), reducer(Na2S2O4 )and stabilization agent (oxalic acid) on the whiteness of Nankeng kaolinite were studied in this paper.The results showed that the whiteness of kaolinite was greatly improved from 62.3°to 81.80°at the following conditions:purification agent content 0.4%,reducer content 2%.

Key words: iron removing；kaolinite；whiteness