作為填料或顏料在工業(yè)中應用的非金屬礦物粉體材料，常常有白度的要求，在一定條件下，白度越高應用范圍越大、附加值越高。而單純依靠礦物本身的白度來(lái)獲得高質(zhì)量、高白度的礦物填料，帶有很大的局限性，為此須對礦物進(jìn)行增白處理，較常用的是礦物化學(xué)漂白。
目前，國內對非金屬礦物粉體材料進(jìn)行化學(xué)漂白多集中在高嶺土上，且已有工業(yè)規模的生產(chǎn)應用。其他-些礦物也已成為潛在的漂白處理對象，如伊利石、蒙脫石、累托石、凹凸棒石、海泡石、硅藻土、硅石等。本問(wèn)將以高嶺土的漂白為例，對礦物的化學(xué)漂白的方法、原理及影響因素進(jìn)行介紹。
1、化學(xué)漂白的原理及方法
影響高嶺土等礦物白度的主要因素是礦物本身的染色雜質(zhì)礦物污染，如鐵、鈦、硫化礦物和有機雜質(zhì)。
為此礦物漂白前，首先需了解礦石中染色雜質(zhì)的特征、含量及賦存狀態(tài)。依據其染色雜質(zhì)不同，采用不同的漂白方式。如染色雜質(zhì)是鐵礦物采用還原漂白，以有機染色雜質(zhì)為主，則采用氧化漂白較好。
常見(jiàn)礦物色素離子的顏色
礦物化學(xué)漂白方法有還原漂白和氧化漂白兩種。還原漂白主要是用還原劑對礦物漂白，常用亞硫酸鹽、連二亞硫酸鹽、氫硼化物等，如Na2S2O3、Na2S2O4、ZnS2O4、NH4HSO4、Na2SO3等，其中以Na2S2O4、ZnS2O4效果最好，其他亦有鹽酸、草酸、草酸鹽等。
氧化漂白是以氧化劑對礦物進(jìn)行漂白處理。常用過(guò)氧化物、次氯酸鹽、過(guò)醋酸、臭氧、高錳酸鉀等。在工業(yè)應用中氧化漂白和還原漂白可單獨使用，也可分段聯(lián)合使用。
?。?）還原漂白原理及過(guò)程
還原漂白在工業(yè)上應用較多。常用連二亞硫酸鈉（保險粉），分子式為Na2S2O4。連二亞硫酸鈉是-種強還原劑，在還原漂白中，連二亞硫酸鹽被氧化生成硫酸鹽。
還原漂白多在酸性介質(zhì)中進(jìn)行，常以H2SO4調節酸度，即H2SO4+ =Na2S2O4對礦物體系共同作用進(jìn)行漂白。其原理為礦物中的金屬染色氧化物（Fe2O3等），被還原生成可溶性的硫酸亞鐵而被除去。
對于連二亞硫酸鈉同染色質(zhì)氧化鐵的作用過(guò)程，亦有另-種解釋?zhuān)吹V漿中的S2O4直接與Fe2O3顆粒接觸反應，使Fe2O3被還原成Fe2+而起到漂白作用，硫酸只是調節酸度提供H+。
在還原漂白反應中，如有氧的存在，則FeSO4有被重新氧化的可能。為此，盡量避免氧與FeSO4接觸，生成有色的高價(jià)鐵離子和堿式鹽沉淀。漂白過(guò)程造成一定的還原體系非常必要。
還原漂白工藝中的影響因素，主要有礦漿濃度、漂白劑用量、pH值、加藥次數、漂白溫度、漂白時(shí)間等。
?。?）氧化漂白的原理及過(guò)程
還原漂白對含氧化鐵型的染色雜質(zhì)有較好的效果，但對有機物含量高及硫化礦物中的鐵（黃鐵礦）則較難除去。對這類(lèi)礦物可采用氧化漂白。有機物含量高時(shí)，須配合緞燒。
氧化漂白是使處于還原狀態(tài)的黃鐵礦被氧化成可溶性的硫酸亞鐵和硫酸鐵，同時(shí)對有機質(zhì)進(jìn)行氧化。常用氧化劑為過(guò)氧化鈉或過(guò)氧化氫。
采用過(guò)氧化物的氧化漂白常配以pH值緩沖劑，以保持過(guò)氧化氫的活性pH值范圍，以硅酸鈉、磷酸鹽應用較多。
采用氧化漂白，白度的增值較還原漂白要高，且成本一般低于還原漂白。但對鈦、鐵的浸出則效果不大。對于鐵、鈦含量高的礦物較差。
其適合的工藝條件為（以高嶺土為例）：礦漿濃度為10%-18%、溫度為35-40℃，溫度高藥劑用量大，時(shí)間長(cháng)白度高。氧化時(shí)間依用量而定，一般為1-3h，pH值大于9的堿性時(shí)漂白時(shí)間長(cháng)，白度較好。在pH值為5-6的酸性范圍內反應速度快，時(shí)間短，但白度低，且藥劑用量大。pH值過(guò)高，則生成Fe（OH）3沉淀，鐵無(wú)法除去。漂白劑用量一般為1.5%-3%。
礦物的化學(xué)漂白可在貯漿池或漂白塔中進(jìn)行。當腐蝕性較強時(shí)，亦可采用不銹鋼和磚襯的混凝土塔等設備。
2、化學(xué)漂白工藝的影響因素
水洗軟質(zhì)高嶺土的化學(xué)漂白，在國內外生產(chǎn)中應用得較多，亦是提高高嶺土白度的關(guān)鍵作業(yè)。因天然的高嶺土受鐵、鈦、硫礦物的污染自然白度較低，即使經(jīng)過(guò)磁選白度提高也有限，通過(guò)化學(xué)漂白后白度可提高到85度以上。對水洗軟質(zhì)土的化學(xué)漂白大多采用保險粉（連二亞硫酸鈉）的還原漂白。
?。?）礦漿濃度
漂白過(guò)程一般在低濃度條件下進(jìn)行，如某高嶺土漂白試驗的最佳液固比為4：1，濃度20%。濃度過(guò)低，水中含有的氧可足以使還原劑氧化而失效；濃度過(guò)高，一是pH值不好控制，二是黏度過(guò)高易夾帶空氣，使還原劑部分氧化。
?。?）漂白劑用量
漂白劑用量是高嶺土漂白白度重要影響因素之一。在一定的Na2S2O4的用量范圍內（0.5%-1%），漂白劑用量增加，白度、亮度及白色度均提高，且效果明顯，以1%為最好。漂白劑用量過(guò)大，漂白效果下降，主要原因在于過(guò)多的Na2S2O4來(lái)不及與Fe2O3反應，自身發(fā)生歧化反應生成單質(zhì)硫混人產(chǎn)品中，使其白度下降。
漂白劑的用量與原礦性質(zhì)、雜質(zhì)被氧化的程度、反應速度等均有關(guān)?？梢啦煌V石性質(zhì)不同對待。
?。?）介質(zhì)pH值
礦漿pH值是影響漂白效果的重要參數之一。pH值的大小，影響產(chǎn)品的漂白指標，亦影響設備的抗腐蝕性及生產(chǎn)成本，合適的pH值選擇非常重要。
一般來(lái)講，在pH值為2-4范圍內可得比較理想的漂白效果，以pH值為2時(shí)最好，pH值為1時(shí)，Na2S2O4很快分解，失去漂白作用，pH值較高時(shí)，Na2S2O4的還原能力下降。連二亞硫酸鈉的漂白過(guò)程屬于復雜和不穩定的化學(xué)體系，其漂白反應的結果生成酸性基團，可自身導致pH值迅速下降。如增加一定的pH值緩沖劑時(shí)，連二亞硫酸鈉的最佳pH值范圍會(huì )有所提高，在4-5之間。
?。?）漂白劑的添加次數
還原漂白劑Na2S2O4在溶液中分解速度較快，尤其在高溫和酸性條件下。一次性添加Na2S2O4，因受還原反應速度的限制，部分漂白劑來(lái)不及反應而分解失效，導致Na2S2O4利用率下降。分批添加可較好地解決上述問(wèn)題。
分次添加（用量相同時(shí)）漂白劑，顯著(zhù)改善利用率，提高漂白產(chǎn)品指標。對于分批添加漂白劑，在生產(chǎn)上可由連續加藥來(lái)實(shí)現，且效果較好。
?。?）溫度
溫度對漂白也有一定影響，適當增加溫度，漂白效果也有改善，以40℃左右為好。溫度過(guò)高，不僅增大能源消耗，又使藥劑過(guò)快分解造成浪費。實(shí)際生產(chǎn)一般在常溫進(jìn)行。
?。?）漂白時(shí)間
工業(yè)生產(chǎn)一般在3h內漂白白度改善較大，時(shí)間過(guò)長(cháng)無(wú)明顯效果，且影響生產(chǎn)能力，實(shí)際生產(chǎn)中漂白時(shí)間視條件而定，一般在2h左右為好。
?。?）添加劑
添加劑與漂白劑聯(lián)合使用可改善漂白效果。如Na2S2O4中加人鰲合劑，可使白度提高2-4度。這里的添加劑，主要包括分散劑、緩沖劑、鰲合劑等。
分散劑使礦漿充分分散，不產(chǎn)生團聚，降低黏度，增加流動(dòng)性，常用六偏磷酸鈉或水玻璃等。
鰲合劑可降低金屬離子對連二亞硫酸鈉的漂白影響。最有效的鰲合劑有胺基竣酸鹽（乙二胺四聚磷酸鈉、EDTA等）、NTA及三聚磷酸鈉（SPT）等。
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