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陶瓷原料用高嶺土除鐵增白技術之高溫氯化法 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2014-09-03 14:54:00 瀏覽次數: |
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(中國粉體技術網/班建偉)鐵雜質是陶瓷生產中的有害物質,如果原料中鐵雜質含量超過一定得水平,那么鐵雜質將大大影響陶瓷產品的白度、介電性能和化學穩定性,從而影響產品的商業價值,因此對陶瓷產品來說鐵雜質的含量應該要嚴加控制。
粘土是用于制造陶瓷和耐火材料的一個重要礦物原料,其中的所含鐵雜質礦物主要有以下幾種:針鐵礦(HFeO2)、黃鐵礦(FeS2)、赤鐵礦(Fe2O3)、鈦鐵礦(FeTiO3)、磁鐵礦(Fe3O4) 以及菱鐵礦(FeCO3) 等。鐵雜質在粘土中的存在形式多樣,有的呈結核狀,有的呈浸染狀和網絡狀分布形式,結核狀鐵雜質可以通過淘洗的方法除去,分選度較大的鐵雜質則可以采用電磁除鐵法。
當前國內正在建設資源節約型,環境友好型的和諧社會,因此節能降耗少污染就成了陶瓷行業所要急需解決的問題。
高溫氯化法
高溫氯化法就是通過在特定的容器中通入流動的氯氣,在700℃至950℃的溫度下焙燒球團狀的粘土,使粘土中的鐵雜質與氯氣反應生成氣態氯化鐵鹽,以揮發的方式消除氯化鐵鹽,從而達到除去雜質的目的。在過去的幾十年中使用氯化法冶煉金屬已顯著增多,這是因為實用性氯化技術的成熟為提高原料反應活性,降低生產成本提供了較好的前提。用氯化的方法除去高嶺土礦物中的鐵、鈦雜質,以獲得一定白度的高嶺土,這種技術在造紙行業最先發展起來。
J.A. González 等進行了使用高溫氯化的方法從不同的粘土和高嶺土礦物中去除鐵、鈦雜質的一系列試驗,他們由實驗得到了高溫氯化漂白粘土的最佳優化條件,并且在此條件下的除鐵效率非常高,并且實現了在工業上的應用。他們的實驗結果表明,使用高溫氯氣從粘土礦物提取鐵、鈦等雜質已被證明是明確優于其他物理和化學除鐵過程的,高溫氯化法不僅可以除去礦物中的游離鐵雜質,而且還可以除去粘土礦物中的結構鐵雜質。
Chandrasekhar 等使用高溫氯化法處理粘土—特別是高嶺土中的鐵和鈦雜質,已獲得良好的效果。他們研究發現,在這些過高溫度(700℃至1000℃)的煅燒過程中,高嶺土發生脫水并反應形成偏高領石,并隨著煅燒溫度的升高而達到形成莫來石階段。由于在成型情況下有機質與膠體礦物質件給予必要的可塑性和強度,因此在精細陶瓷和耐火材料的生產過程中最重要的是不能改變粘土礦物的自然屬性。因此對高嶺土等處理要盡量減少或者避免對礦物本省性質的改變。任何以往的化學處理將多或少改變這些屬性,然而高溫氯化處理的一大優勢就是不改變原料的物理化學性質,雖然這種方法除鐵效率很高,但是成本比較高,有待于進一步的研究之中。
高溫氯化法能耗高、成本較高且易造成環境污染,鑒于處理效果最好,有待于進一步的研究之中。
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