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陶瓷原料用高岭土除铁增白技术之高温氯化法 |
来源:中国粉体技术网 更新时间:2014-09-03 14:54:00 浏览次数: |
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(中国粉体技术网/班建伟)铁杂质是陶瓷生产中的有害物质,如果原料中铁杂质含量超过一定得水平,那么铁杂质将大大影响陶瓷产品的白度、介电性能和化学稳定性,从而影响产品的商业价值,因此对陶瓷产品来说铁杂质的含量应该要严加控制。
粘土是用于制造陶瓷和耐火材料的一个重要矿物原料,其中的所含铁杂质矿物主要有以下几种:针铁矿(HFeO2)、黄铁矿(FeS2)、赤铁矿(Fe2O3)、钛铁矿(FeTiO3)、磁铁矿(Fe3O4) 以及菱铁矿(FeCO3) 等。铁杂质在粘土中的存在形式多样,有的呈结核状,有的呈浸染状和网络状分布形式,结核状铁杂质可以通过淘洗的方法除去,分选度较大的铁杂质则可以采用电磁除铁法。
当前国内正在建设资源节约型,环境友好型的和谐社会,因此节能降耗少污染就成了陶瓷行业所要急需解决的问题。
高温氯化法
高温氯化法就是通过在特定的容器中通入流动的氯气,在700℃至950℃的温度下焙烧球团状的粘土,使粘土中的铁杂质与氯气反应生成气态氯化铁盐,以挥发的方式消除氯化铁盐,从而达到除去杂质的目的。在过去的几十年中使用氯化法冶炼金属已显著增多,这是因为实用性氯化技术的成熟为提高原料反应活性,降低生产成本提供了较好的前提。用氯化的方法除去高岭土矿物中的铁、钛杂质,以获得一定白度的高岭土,这种技术在造纸行业最先发展起来。
J.A. González 等进行了使用高温氯化的方法从不同的粘土和高岭土矿物中去除铁、钛杂质的一系列试验,他们由实验得到了高温氯化漂白粘土的最佳优化条件,并且在此条件下的除铁效率非常高,并且实现了在工业上的应用。他们的实验结果表明,使用高温氯气从粘土矿物提取铁、钛等杂质已被证明是明确优于其他物理和化学除铁过程的,高温氯化法不仅可以除去矿物中的游离铁杂质,而且还可以除去粘土矿物中的结构铁杂质。
Chandrasekhar 等使用高温氯化法处理粘土—特别是高岭土中的铁和钛杂质,已获得良好的效果。他们研究发现,在这些过高温度(700℃至1000℃)的煅烧过程中,高岭土发生脱水并反应形成偏高领石,并随着煅烧温度的升高而达到形成莫来石阶段。由于在成型情况下有机质与胶体矿物质件给予必要的可塑性和强度,因此在精细陶瓷和耐火材料的生产过程中最重要的是不能改变粘土矿物的自然属性。因此对高岭土等处理要尽量减少或者避免对矿物本省性质的改变。任何以往的化学处理将多或少改变这些属性,然而高温氯化处理的一大优势就是不改变原料的物理化学性质,虽然这种方法除铁效率很高,但是成本比较高,有待于进一步的研究之中。
高温氯化法能耗高、成本较高且易造成环境污染,鉴于处理效果最好,有待于进一步的研究之中。
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