
高岭土还原PTMS筒式磁选机除铁最常用的药剂是连二亚硫酸钠,工业上又称为保险粉,其分子式为Na2S2O4,是一种强还原剂,高岭土中存在的三价铁的氧化物不溶于水,也难溶于稀酸,但在保险粉存在的条件下,可将氧化铁中的三价铁还原为二价铁。由于二价铁可溶于水,经过滤、洗涤即可除去。该过程的主要反应如下:Fe2O3+Na2SO4+H2S2O4=Na2SO4+2FeSO3+H2O
酸度的影响:保险粉还原氧化铁的反应不宜在碱性条件下进行。但是漂白反应的pH值又不宜太低,否则保险粉稳定性下降,发生分解反应。试验表明,pH=0.8时,在室温下只要2min,保险粉就会分解一半。温度的影响:与大多数化学反应一样,保险份与氧化铁的反应随温度升高而加快,但是保险粉的稳定性则随温度升高而大大下降。在实际PTMS筒式磁选机生产中控制好其它条件,在常温下漂白也可取得较好效果。
根据高岭土中所含氧化铁量可计算出除铁前保险粉用量,但实际用量远远超过理论用量。保险粉用量一般需通过试验来确定。另外,要进行除铁漂白的高岭土中Fe2O3含量不宜太高(一般低于1%),否则保险粉用量过多会导致除铁成本增大。反应时间对PTMS筒式磁选机除铁效果影响较大,时间过短达不到理想白度;时间过长浪费药剂,甚至因空气氧化二价铁的重新氧化,同样导致产品白度下降。一般认为,反应时间应在40min到2h,反应完毕应立即洗涤、过滤,否则就会出现返黄现象,即二价铁重新氧化,使高岭土白度降低;矿浆浓度虽对漂白本身影响不大,但浓度过高时矿浆粘度增大,使PTMS筒式磁选机难以进行,一般矿浆浓度应控制在15%以下。
高岭土生产常用的还原剂除了连二亚硫酸钠外,还有连二亚硫酸锌,相比之下前者很不稳定.后者则稳定得多。但是用连二亚硫酸锌漂白时会使废水中锌离子浓度过高,对江河水造成污染。为此,PTMS筒式磁选机除铁可采用硼氢化钠还原法。这种方法实际上是在漂白过程中通过硼氢化钠与其它药剂反应生成连二亚硫酸钠来进行漂白。具体过程为:在pH为7.0~10.0的条件下,将一定量的硼氢化钠和NaOH与矿浆混合,然后通入SO2气体。调节pH值在6~7,此pH值有利于在矿浆中产生最大量的连二亚硫酸钠。再用H2SO3或SO2调节pH值到2.5~4,此时即可发生漂白反应,有利于PTMS筒式磁选机除铁。生成连二亚硫酸钠的反应如下:
NaBH4+9NaOH+9SO2=4Na2S2O4+NaBO2+NaHSO3+6H2O
这种方法的本质仍是连二亚硫酸钠起还原漂白作用,但在pH6~7时,生成的大量连二亚硫酸钠十分稳定。在随后的pH值降低时,连二亚硫酸钠与高岭土矿浆中的氧化铁立即反应,得到及时利用,从而避免了连二亚硫酸钠的分解损失。
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