專(zhuān)利名稱(chēng)：高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高嶺土的還原漂白工藝技術(shù)，特別是涉及一種高嶺土無(wú)酸漂白 工藝方法。
背景技術(shù)：
高嶺土廣泛應(yīng)用于陶瓷、造紙、耐火材料、涂料、橡膠和電纜等工業(yè)。高嶺土 的白度是影響其應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)重要指標(biāo)，特別是在造紙、陶瓷行業(yè)對(duì)高嶺土 的白度要求較高，所以為獲得高白度的高嶺土產(chǎn)品，高嶺土的漂白工藝是高嶺土加工工 藝中非常重要的工藝?，F(xiàn)有技術(shù)中，高嶺土的漂白工藝，通常采用酸性漂白方法，具體是用硫酸調(diào)節(jié) 高嶺土礦漿至酸性，然后加入還原劑——保險(xiǎn)粉(化學(xué)名稱(chēng)連二硫酸鈉，分子式 Na2S2O4)，高嶺土礦漿中存在的三價(jià)鐵的氧化物，不溶于水，也難溶于稀酸，但在連二 硫酸鈉存在的條件下，可將高嶺土礦漿中的Fe3+還原為Fe2+。由于Fe2+可溶于水，攪拌 反應(yīng)一段時(shí)間，高嶺土礦漿中帶色的Fe3+被還原為無(wú)色的Fe2+，與硫酸結(jié)合成溶于水的化 合物，再通過(guò)過(guò)濾、洗滌、脫水將Fe2+除去。但是，由于保險(xiǎn)粉很不穩(wěn)定，遇水即發(fā)生 水解，而且保險(xiǎn)粉的水解速度隨PH值的降低而加快，而在酸性漂白方法中所加入的酸的 用量較大，因此，在酸性介質(zhì)中，保險(xiǎn)粉水解速度比高嶺土的漂白速度快很多，從而造 成保險(xiǎn)粉的浪費(fèi)，并且由于保險(xiǎn)粉的價(jià)格較為昂貴，由此增加了高嶺土的生產(chǎn)成本。為解決上述問(wèn)題，人們又采用了堿性靜態(tài)漂白方法對(duì)高嶺土進(jìn)行漂白，具體是 在弱堿性的高嶺土礦漿中加入還原劑——保險(xiǎn)粉，靜置一段時(shí)間，使得高嶺土礦漿中的 帶色Fe3+緩慢被還原成無(wú)色的Fe2+，然后再加入硫酸或者復(fù)合酸，與Fe2+結(jié)合成溶于水的 化合物，再通過(guò)過(guò)濾脫水將Fe2+除去。例如，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)(公開(kāi)號(hào)為CN 101531372A)于2009年9月16日公
開(kāi)了一種“高嶺土堿性靜態(tài)漂白工藝”，其技術(shù)方案包括“將分級(jí)后的高嶺土礦漿與保 險(xiǎn)粉混合均勻后，靜置，然后加入調(diào)節(jié)劑，使礦漿PH值控制在3 5，攪拌均勻即得。 其中，調(diào)節(jié)劑為硫酸和草酸或磷酸，按濃度為98 %的磷酸和無(wú)水草酸或磷酸計(jì)，草酸或 磷酸用量為調(diào)節(jié)劑總重量的15 25 % ”。上述中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的技術(shù)方案，雖然在整個(gè)漂白過(guò)程中所使用的酸的用量 比酸性漂白方法中所使用的酸的用量減少了，但是整個(gè)漂白過(guò)程中還是需要加入硫酸或 者其它酸，加入酸不僅影響了高嶺土產(chǎn)品的質(zhì)量，而且對(duì)環(huán)境也造成一定的影響；同 時(shí)，由于Fe2+需保證在酸性條件下才相對(duì)穩(wěn)定，不易被氧化成Fe3+，在此條件下，由于高 嶺土產(chǎn)品中含有過(guò)量的硫酸及硫酸鹽等，會(huì)導(dǎo)致高嶺土粘度的增加，從而不利于高嶺土 的應(yīng)用，所以需加水進(jìn)行沖洗，將多余的硫酸、硫酸鹽等沖洗掉，這樣又勢(shì)必造成生產(chǎn) 成本的增加，并且高嶺土的粒徑較細(xì)，沖洗后對(duì)高嶺土產(chǎn)品的脫水工藝也較為困難，不 僅增加了工藝步驟，而且直接增加了生產(chǎn)成本，不利于高嶺土加工行業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高嶺土的無(wú)酸漂白工藝，對(duì)高嶺土生產(chǎn)加工行業(yè)和社會(huì)環(huán)境都具有重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種工藝簡(jiǎn)單、易于操 作、實(shí)用性強(qiáng)、成本較低，且環(huán)保安全的高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
提供一種高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法，包括有以下步驟
步驟一，混入藥劑將保險(xiǎn)粉加入至經(jīng)除砂、分級(jí)后的弱堿性高嶺土礦漿中，攪拌 混合至均勻，得到高嶺土礦漿第一漿料；
步驟二，靜態(tài)漂白將步驟一中所述高嶺土礦漿第一漿料置于儲(chǔ)漿裝置內(nèi)靜置，進(jìn) 行充分的漂白反應(yīng)，得到高嶺土礦漿第二漿料；
步驟三，離子交換將步驟二中所述高嶺土礦漿第二漿料置于離子交換攪拌裝置 內(nèi)，加入固體離子交換劑，緩慢攪拌，通過(guò)固體離子交換劑中的離子與經(jīng)充分漂白反應(yīng) 后的所述高嶺土礦漿第二漿料中的Fe2+進(jìn)行離子交換，得到高嶺土礦漿第三漿料；
步驟四，固液分離將步驟三中所述高嶺土礦漿第三漿料置于固液分離裝置，對(duì)所 述高嶺土礦漿第三漿料中的吸附Fe2+的固體離子交換劑進(jìn)行分離，得到分離后的高嶺土 礦漿。其中，所述步驟三中，所述加入的固體離子交換劑為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。其中，所述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。其中，所述強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為具有磺酸基的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。其中，所述步驟一中，所述保險(xiǎn)粉的加入量為以濃度為10 15%的高嶺土礦 漿計(jì)算，0.8 1.5Kg保險(xiǎn)粉/高嶺土礦漿。其中，所述步驟二中，所述靜態(tài)漂白的靜置時(shí)間為12 24h。其中，所述步驟三中，所述固體離子交換劑的加入量與所述步驟一中的所述弱 堿性高嶺土礦漿中的Fe3+的含量相當(dāng)，或者與所述步驟二中的所述高嶺土礦漿第二漿料 中的Fe2+的含量相當(dāng)。其中，所述步驟三中，所述緩慢攪拌的攪拌速度為30 SOr/min，所述緩慢攪 拌的攪拌時(shí)間為25 50min。其中，所述步驟四中，所述固液分離裝置為振動(dòng)篩。其中，所述步驟四之后，進(jìn)一步包括步驟五，吸附Fe2+的固體離子交換劑的再 生將分離出的所述吸附Fe2+的固體離子交換劑加入再生藥劑，還原為步驟三中的所述 固體離子交換劑。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的一種高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法，包括步驟一， 混入藥劑將保險(xiǎn)粉加入至經(jīng)除砂、分級(jí)后的弱堿性高嶺土礦漿中，攪拌混合至均勻， 得到高嶺土礦漿第一漿料；步驟二，靜態(tài)漂白將步驟一中的高嶺土礦漿第一漿料置 于儲(chǔ)漿裝置內(nèi)靜置，進(jìn)行充分的漂白反應(yīng)，得到高嶺土礦漿第二漿料；步驟三，離子交 換將步驟二中的高嶺土礦漿第二漿料置于離子交換攪拌裝置內(nèi)，加入固體離子交換 劑，緩慢攪拌，通過(guò)固體離子交換劑中的離子與經(jīng)充分漂白反應(yīng)后的高嶺土礦漿第二漿 料中的Fe2+進(jìn)行離子交換，得到高嶺土礦漿第三漿料；步驟四，固液分離將步驟三中的高嶺土礦漿第三漿料置于固液分離裝置，對(duì)高嶺土礦漿第三漿料中的吸附Fe2+的固體 離子交換劑進(jìn)行分離，得到分離后的高嶺土礦漿。本發(fā)明屬于堿性靜態(tài)漂白工藝方法， 但區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中的加酸的堿性靜態(tài)漂白工藝方法，是一種無(wú)酸的堿性靜態(tài)漂白工藝 方法，其實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)是待高嶺土礦漿漿料中的Fe3+被充分還原成Fe2+后，加入固體離 子交換劑，通過(guò)離子交換，將Fe2+交換到固體離子交換劑上，從而將Fe2+除去，從而實(shí)現(xiàn) 了無(wú)酸漂白的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法具有以下特點(diǎn)
(1)由于漂白過(guò)程中沒(méi)有加入酸，高嶺土產(chǎn)品中沒(méi)有酸的殘留，無(wú)需像通過(guò)傳統(tǒng)的酸 性漂白或者堿性漂白后的高嶺土產(chǎn)品那樣，都要經(jīng)過(guò)洗滌工藝，以減少高嶺土產(chǎn)品上的 殘留酸，可以節(jié)約大量的水資源和縮短了高嶺土加工的流程；
(2)由于在整個(gè)高嶺土漂白過(guò)程中沒(méi)有加入酸，從而減少了環(huán)境污染和環(huán)保治理費(fèi)
用；
(3)由于離子交換劑可以再生，實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用，可以大大節(jié)約高嶺土生產(chǎn)行業(yè)的生產(chǎn) 成本。
具體實(shí)施例方式結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例1
本發(fā)明的一種高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法的具體實(shí)施方式
之一，包括以下步驟 步驟一，混入藥劑將保險(xiǎn)粉加入至經(jīng)除砂、分級(jí)后的弱堿性高嶺土礦漿中，攪拌 混合至均勻，得到高嶺土礦漿第一漿料。步驟二，靜態(tài)漂白，將步驟一中的高嶺土礦漿第一漿料置于儲(chǔ)漿裝置內(nèi)靜置， 進(jìn)行充分的漂白反應(yīng)，得到高嶺土礦漿第二漿料。其中，儲(chǔ)漿裝置具體為儲(chǔ)漿池。上
述步驟的漂白過(guò)程的主要反應(yīng)為2妒+S2Oa2~ ->2F^+2S02。高嶺土礦漿中存在的
Fe3+的氧化物，在保險(xiǎn)粉(即連二硫酸鈉Na2S2O4)存在的條件下，攪拌反應(yīng)一段時(shí)間 后，使得高嶺土中帶色的Fe3+還原為Fe2+。步驟三，離子交換，將步驟二中的高嶺土礦漿第二漿料置于離子交換攪拌裝置 內(nèi)，加入固體離子交換劑，緩慢攪拌，通過(guò)固體離子交換劑中的離子與經(jīng)充分漂白反應(yīng) 后的高嶺土礦漿第二漿料中的Fe2+進(jìn)行離子交換，得到高嶺土礦漿第三漿料。離子交換 的方法是液相中的離子和固相中的離子間所進(jìn)行的一種可逆的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)液相中的某 些離子較為離子交換固體所喜好時(shí)，便會(huì)被固體離子交換劑中的固體吸附，為了維持水 溶液的電中性，固體離子交換劑必須釋出等價(jià)離子回溶液中，從而完成液相中的離子和 固相中的離子間的交換。該固體離子交換劑通常是一種不溶性高分子化合物。步驟四，固液分離將步驟三中的高嶺土礦漿第三漿料置于固液分離裝置，對(duì) 高嶺土礦漿第三漿料中的吸附Fe2+的固體離子交換劑進(jìn)行分離，得到分離后的高嶺土礦 漿。其中，步驟一中的保險(xiǎn)粉的加入量以濃度為10 15 %的高嶺土礦漿計(jì)算， 0.8 1.5Kg保險(xiǎn)粉/ m3高嶺土礦漿。其中，步驟二中靜態(tài)漂白的靜置時(shí)間為12 24h。
其中，步驟三中的固體離子交換劑的加入量與步驟一中的弱堿性高嶺土礦漿中 的Fe3+的含量相當(dāng)，或者與步驟二中的高嶺土礦漿第二漿料中的Fe2+的含量相當(dāng)。其中，步驟三中的緩慢攪拌的攪拌速度為30 SOr/min，緩慢攪拌的攪拌時(shí)間 為 25 5Ominο其中，步驟四中的固液分離裝置為振動(dòng)篩。實(shí)施例2
本發(fā)明的一種高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法的具體實(shí)施方式
之二，本實(shí)施例的主要技術(shù) 方案與實(shí)施例1相同，在本實(shí)施例中未解釋的特征，采用實(shí)施例1中的解釋?zhuān)诖瞬辉龠M(jìn) 行贅述。本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，步驟三中加入的固體離子交換劑可以為陽(yáng)離 子交換樹(shù)脂。具體的，步驟三為離子交換，將步驟二中的高嶺土礦漿第二漿料置于攪拌裝置 內(nèi)，加入陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，緩慢攪拌，通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的離子與經(jīng)充分漂白反應(yīng)后 的高嶺土礦漿第二漿料中的Fe2+進(jìn)行離子交換，得到高嶺土礦漿第三漿料。采用陽(yáng)離子 交換樹(shù)脂將高嶺土礦漿溶液中的Fe2+交換到陽(yáng)離子樹(shù)脂上，代替了酸的作用，除去Fe2+， 并有效地防止Fe2+氧化成Fe3+，而出現(xiàn)的高嶺土產(chǎn)品“返黃”的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)無(wú)酸漂白的 目的。具體的，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂可以采用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。具體的，強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂可以采用具有磺酸基(一S03H)的強(qiáng)酸性陽(yáng) 離子交換樹(shù)脂。由于具有磺酸基(一 S03H)的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂容易在溶液中離 解出//+，故呈強(qiáng)酸性。待樹(shù)脂離解后，本體所含的負(fù)電基團(tuán)，如S03—，能吸附結(jié)合 溶液中的其他陽(yáng)離子。這兩個(gè)反應(yīng)使樹(shù)脂中的H+與溶液中的陽(yáng)離子互相交換。具體使 用中可以選擇色可賽思強(qiáng)酸性樹(shù)脂，該樹(shù)脂的離解能力很強(qiáng)，在酸性或堿性溶液中均能 離解和產(chǎn)生離子交換的作用。另，步驟三中的固體離子交換劑，還可以選擇除樹(shù)脂之外的纖維素等，它的分 子中含有可解離的基團(tuán)，這些基團(tuán)在水溶液中能與溶液中的其它陽(yáng)離子起交換作用。實(shí)施例3
本發(fā)明的一種高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法的具體實(shí)施方式
之三，本實(shí)施例的主要技術(shù) 方案與實(shí)施例1相同，在本實(shí)施例中未解釋的特征，采用實(shí)施例1中的解釋?zhuān)诖瞬辉龠M(jìn) 行贅述。本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，在步驟四之后，進(jìn)一步包括步驟五，吸附Fe2+ 的固體離子交換劑的再生將分離出的吸附Fe2+的固體離子交換劑加入再生藥劑，還原 為步驟三中的固體離子交換劑。固體離子交換劑在使用一段時(shí)間后，要進(jìn)行再生處理，即用再生藥劑使離子交 換反應(yīng)以相反方向進(jìn)行，使離子交換劑的官能基團(tuán)重新恢復(fù)其與水中離子交換能力的過(guò) 程，以供再次使用。實(shí)施例4
本發(fā)明的一種高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法的具體實(shí)施方式
之四，本實(shí)施例的主要技術(shù) 方案與實(shí)施例2相同，在本實(shí)施例中未解釋的特征，采用實(shí)施例2中的解釋?zhuān)诖瞬辉龠M(jìn) 行贅述。本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于，在步驟四之后，進(jìn)一步包括步驟五，吸附Fe2+ 的陽(yáng)離子樹(shù)脂的再生將分離出的吸附Fe2+的陽(yáng)離子樹(shù)脂加入再生藥劑，還原為步驟三中的陽(yáng)離子樹(shù)脂。具體的，上述陽(yáng)離子樹(shù)脂可以采用強(qiáng)酸進(jìn)行再生處理，此時(shí)樹(shù)脂放出被吸附的 陽(yáng)離子，再與iT結(jié)合而恢復(fù)原來(lái)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，以便重復(fù)利用，節(jié)省生產(chǎn)行業(yè)的生產(chǎn)成 本。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明 保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方 案的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法，其特征在于，包括有以下步驟步驟一，混入藥劑將保險(xiǎn)粉加入至經(jīng)除砂、分級(jí)后的弱堿性高嶺土礦漿中，攪拌 混合至均勻，得到高嶺土礦漿第一漿料；步驟二，靜態(tài)漂白將步驟一中所述高嶺土礦漿第一漿料置于儲(chǔ)漿裝置內(nèi)靜置，進(jìn) 行充分的漂白反應(yīng)，得到高嶺土礦漿第二漿料；步驟三，離子交換將步驟二中所述高嶺土礦漿第二漿料置于離子交換攪拌裝置 內(nèi)，加入固體離子交換劑，緩慢攪拌，通過(guò)固體離子交換劑中的離子與經(jīng)充分漂白反應(yīng) 后的所述高嶺土礦漿第二漿料中的Fe2+進(jìn)行離子交換，得到高嶺土礦漿第三漿料；步驟四，固液分離將步驟三中所述高嶺土礦漿第三漿料置于固液分離裝置，對(duì)所 述高嶺土礦漿第三漿料中的吸附Fe2+的固體離子交換劑進(jìn)行分離，得到分離后的高嶺土 礦漿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法，其特征在于所述步驟三中， 所述加入的固體離子交換劑為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法，其特征在于所述陽(yáng)離子交換 樹(shù)脂為強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法，其特征在于所述強(qiáng)酸性陽(yáng)離 子交換樹(shù)脂為具有磺酸基的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法，其特征在于所述步驟一中， 所述保險(xiǎn)粉的加入量為以濃度為10 15 %的高嶺土礦漿計(jì)算，0.8 1.5Kg保險(xiǎn)粉/高嶺土礦漿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法，其特征在于所述步驟二中， 所述靜態(tài)漂白的靜置時(shí)間為12 24h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法，其特征在于所述步驟三中， 所述固體離子交換劑的加入量與所述步驟一中的所述弱堿性高嶺土礦漿中的Fe3+的含量 相當(dāng)，或者與所述步驟二中的所述高嶺土礦漿第二漿料中的Fe2+的含量相當(dāng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法，其特征在于所述步驟三中， 所述緩慢攪拌的攪拌速度為30 SOr/min，所述緩慢攪拌的攪拌時(shí)間為25 50min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法，其特征在于所述步驟四中， 所述固液分離裝置為振動(dòng)篩。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法，其特征在于所述步驟四之 后，進(jìn)一步包括步驟五，吸附Fe2+的固體離子交換劑的再生將分離出的所述吸附Fe2+ 的固體離子交換劑加入再生藥劑，還原為步驟三中的所述固體離子交換劑。
全文摘要
高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法，包括混入藥劑將保險(xiǎn)粉加入至經(jīng)除砂、分級(jí)后的弱堿性高嶺土礦漿中，攪拌混合至均勻，得到高嶺土礦漿第一漿料；靜態(tài)漂白將高嶺土礦漿第一漿料置于儲(chǔ)漿裝置內(nèi)靜置，進(jìn)行充分的漂白反應(yīng)，得到高嶺土礦漿第二漿料；離子交換將高嶺土礦漿第二漿料置于離子交換攪拌裝置內(nèi)，加入固體離子交換劑，緩慢攪拌進(jìn)行離子交換，得到高嶺土礦漿第三漿料；固液分離將高嶺土礦漿第三漿料置于固液分離裝置，對(duì)高嶺土礦漿第三漿料中的吸附Fe2+的固體離子交換劑進(jìn)行分離，得到分離后的高嶺土礦漿。該高嶺土無(wú)酸漂白工藝方法具有工藝簡(jiǎn)單、易于操作、實(shí)用性強(qiáng)、成本較低，且環(huán)保安全的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)酸漂白的目的。
文檔編號(hào)C01B33/26GK102020286SQ20101054028
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者王運(yùn)新 申請(qǐng)人:茂名市銀華高嶺土實(shí)業(yè)有限公司