专利名称：高岭土无酸漂白工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种高岭土的还原漂白工艺技术，特别是涉及一种高岭土无酸漂白 工艺方法。
背景技术：
高岭土广泛应用于陶瓷、造纸、耐火材料、涂料、橡胶和电缆等工业。高岭土 的白度是影响其应用价值和应用领域的一个重要指标，特别是在造纸、陶瓷行业对高岭土 的白度要求较高，所以为获得高白度的高岭土产品，高岭土的漂白工艺是高岭土加工工 艺中非常重要的工艺。现有技术中，高岭土的漂白工艺，通常采用酸性漂白方法，具体是用硫酸调节 高岭土矿浆至酸性，然后加入还原剂——保险粉(化学名称连二硫酸钠，分子式 Na2S2O4)，高岭土矿浆中存在的三价铁的氧化物，不溶于水，也难溶于稀酸，但在连二 硫酸钠存在的条件下，可将高岭土矿浆中的Fe3+还原为Fe2+。由于Fe2+可溶于水，搅拌 反应一段时间，高岭土矿浆中带色的Fe3+被还原为无色的Fe2+，与硫酸结合成溶于水的化 合物，再通过过滤、洗涤、脱水将Fe2+除去。但是，由于保险粉很不稳定，遇水即发生 水解，而且保险粉的水解速度随PH值的降低而加快，而在酸性漂白方法中所加入的酸的 用量较大，因此，在酸性介质中，保险粉水解速度比高岭土的漂白速度快很多，从而造 成保险粉的浪费，并且由于保险粉的价格较为昂贵，由此增加了高岭土的生产成本。为解决上述问题，人们又采用了碱性静态漂白方法对高岭土进行漂白，具体是 在弱碱性的高岭土矿浆中加入还原剂——保险粉，静置一段时间，使得高岭土矿浆中的 带色Fe3+缓慢被还原成无色的Fe2+，然后再加入硫酸或者复合酸，与Fe2+结合成溶于水的 化合物，再通过过滤脱水将Fe2+除去。例如，中国发明专利申请(公开号为CN 101531372A)于2009年9月16日公
开了一种“高岭土碱性静态漂白工艺”，其技术方案包括“将分级后的高岭土矿浆与保 险粉混合均勻后，静置，然后加入调节剂，使矿浆PH值控制在3 5，搅拌均勻即得。 其中，调节剂为硫酸和草酸或磷酸，按浓度为98 %的磷酸和无水草酸或磷酸计，草酸或 磷酸用量为调节剂总重量的15 25 % ”。上述中国发明专利申请的技术方案，虽然在整个漂白过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减少了，但是整个漂白过程中还是需要加入硫酸或 者其它酸，加入酸不仅影响了高岭土产品的质量，而且对环境也造成一定的影响；同 时，由于Fe2+需保证在酸性条件下才相对稳定，不易被氧化成Fe3+，在此条件下，由于高 岭土产品中含有过量的硫酸及硫酸盐等，会导致高岭土粘度的增加，从而不利于高岭土 的应用，所以需加水进行冲洗，将多余的硫酸、硫酸盐等冲洗掉，这样又势必造成生产 成本的增加，并且高岭土的粒径较细，冲洗后对高岭土产品的脱水工艺也较为困难，不 仅增加了工艺步骤，而且直接增加了生产成本，不利于高岭土加工行业的长久发展。因此，针对现有技术的不足，提供一种高岭土的无酸漂白工艺，对高岭土生产加工行业和社会环境都具有重大的意义。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种工艺简单、易于操 作、实用性强、成本较低，且环保安全的高岭土无酸漂白工艺方法。本发明的目的通过以下技术方案实现
提供一种高岭土无酸漂白工艺方法，包括有以下步骤
步骤一，混入药剂将保险粉加入至经除砂、分级后的弱碱性高岭土矿浆中，搅拌 混合至均勻，得到高岭土矿浆第一浆料；
步骤二，静态漂白将步骤一中所述高岭土矿浆第一浆料置于储浆装置内静置，进 行充分的漂白反应，得到高岭土矿浆第二浆料；
步骤三，离子交换将步骤二中所述高岭土矿浆第二浆料置于离子交换搅拌装置 内，加入固体离子交换剂，缓慢搅拌，通过固体离子交换剂中的离子与经充分漂白反应 后的所述高岭土矿浆第二浆料中的Fe2+进行离子交换，得到高岭土矿浆第三浆料；
步骤四，固液分离将步骤三中所述高岭土矿浆第三浆料置于固液分离装置，对所 述高岭土矿浆第三浆料中的吸附Fe2+的固体离子交换剂进行分离，得到分离后的高岭土 矿浆。其中，所述步骤三中，所述加入的固体离子交换剂为阳离子交换树脂。其中，所述阳离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂。其中，所述强酸性阳离子交换树脂为具有磺酸基的强酸性阳离子交换树脂。其中，所述步骤一中，所述保险粉的加入量为以浓度为10 15%的高岭土矿 浆计算，0.8 1.5Kg保险粉/高岭土矿浆。其中，所述步骤二中，所述静态漂白的静置时间为12 24h。其中，所述步骤三中，所述固体离子交换剂的加入量与所述步骤一中的所述弱 碱性高岭土矿浆中的Fe3+的含量相当，或者与所述步骤二中的所述高岭土矿浆第二浆料 中的Fe2+的含量相当。其中，所述步骤三中，所述缓慢搅拌的搅拌速度为30 SOr/min，所述缓慢搅 拌的搅拌时间为25 50min。其中，所述步骤四中，所述固液分离装置为振动筛。其中，所述步骤四之后，进一步包括步骤五，吸附Fe2+的固体离子交换剂的再 生将分离出的所述吸附Fe2+的固体离子交换剂加入再生药剂，还原为步骤三中的所述 固体离子交换剂。本发明的有益效果本发明的一种高岭土无酸漂白工艺方法，包括步骤一， 混入药剂将保险粉加入至经除砂、分级后的弱碱性高岭土矿浆中，搅拌混合至均勻， 得到高岭土矿浆第一浆料；步骤二，静态漂白将步骤一中的高岭土矿浆第一浆料置 于储浆装置内静置，进行充分的漂白反应，得到高岭土矿浆第二浆料；步骤三，离子交 换将步骤二中的高岭土矿浆第二浆料置于离子交换搅拌装置内，加入固体离子交换 剂，缓慢搅拌，通过固体离子交换剂中的离子与经充分漂白反应后的高岭土矿浆第二浆 料中的Fe2+进行离子交换，得到高岭土矿浆第三浆料；步骤四，固液分离将步骤三中的高岭土矿浆第三浆料置于固液分离装置，对高岭土矿浆第三浆料中的吸附Fe2+的固体 离子交换剂进行分离，得到分离后的高岭土矿浆。本发明属于碱性静态漂白工艺方法， 但区别于现有技术中的加酸的碱性静态漂白工艺方法，是一种无酸的碱性静态漂白工艺 方法，其实质性特点是待高岭土矿浆浆料中的Fe3+被充分还原成Fe2+后，加入固体离 子交换剂，通过离子交换，将Fe2+交换到固体离子交换剂上，从而将Fe2+除去，从而实现 了无酸漂白的目的。与现有技术相比，该高岭土无酸漂白工艺方法具有以下特点
(1)由于漂白过程中没有加入酸，高岭土产品中没有酸的残留，无需像通过传统的酸 性漂白或者碱性漂白后的高岭土产品那样，都要经过洗涤工艺，以减少高岭土产品上的 残留酸，可以节约大量的水资源和缩短了高岭土加工的流程；
(2)由于在整个高岭土漂白过程中没有加入酸，从而减少了环境污染和环保治理费
用；
(3)由于离子交换剂可以再生，实现重复使用，可以大大节约高岭土生产行业的生产 成本。
具体实施例方式结合以下实施例对本发明作进一步描述。实施例1
本发明的一种高岭土无酸漂白工艺方法的具体实施方式
之一，包括以下步骤 步骤一，混入药剂将保险粉加入至经除砂、分级后的弱碱性高岭土矿浆中，搅拌 混合至均勻，得到高岭土矿浆第一浆料。步骤二，静态漂白，将步骤一中的高岭土矿浆第一浆料置于储浆装置内静置， 进行充分的漂白反应，得到高岭土矿浆第二浆料。其中，储浆装置具体为储浆池。上
述步骤的漂白过程的主要反应为2妒+S2Oa2~ ->2F^+2S02。高岭土矿浆中存在的
Fe3+的氧化物，在保险粉(即连二硫酸钠Na2S2O4)存在的条件下，搅拌反应一段时间 后，使得高岭土中带色的Fe3+还原为Fe2+。步骤三，离子交换，将步骤二中的高岭土矿浆第二浆料置于离子交换搅拌装置 内，加入固体离子交换剂，缓慢搅拌，通过固体离子交换剂中的离子与经充分漂白反应 后的高岭土矿浆第二浆料中的Fe2+进行离子交换，得到高岭土矿浆第三浆料。离子交换 的方法是液相中的离子和固相中的离子间所进行的一种可逆的化学反应，当液相中的某 些离子较为离子交换固体所喜好时，便会被固体离子交换剂中的固体吸附，为了维持水 溶液的电中性，固体离子交换剂必须释出等价离子回溶液中，从而完成液相中的离子和 固相中的离子间的交换。该固体离子交换剂通常是一种不溶性高分子化合物。步骤四，固液分离将步骤三中的高岭土矿浆第三浆料置于固液分离装置，对 高岭土矿浆第三浆料中的吸附Fe2+的固体离子交换剂进行分离，得到分离后的高岭土矿 浆。其中，步骤一中的保险粉的加入量以浓度为10 15 %的高岭土矿浆计算， 0.8 1.5Kg保险粉/ m3高岭土矿浆。其中，步骤二中静态漂白的静置时间为12 24h。
其中，步骤三中的固体离子交换剂的加入量与步骤一中的弱碱性高岭土矿浆中 的Fe3+的含量相当，或者与步骤二中的高岭土矿浆第二浆料中的Fe2+的含量相当。其中，步骤三中的缓慢搅拌的搅拌速度为30 SOr/min，缓慢搅拌的搅拌时间 为 25 5Ominο其中，步骤四中的固液分离装置为振动筛。实施例2
本发明的一种高岭土无酸漂白工艺方法的具体实施方式
之二，本实施例的主要技术 方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进 行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，步骤三中加入的固体离子交换剂可以为阳离 子交换树脂。具体的，步骤三为离子交换，将步骤二中的高岭土矿浆第二浆料置于搅拌装置 内，加入阳离子交换树脂，缓慢搅拌，通过阳离子交换树脂的离子与经充分漂白反应后 的高岭土矿浆第二浆料中的Fe2+进行离子交换，得到高岭土矿浆第三浆料。采用阳离子 交换树脂将高岭土矿浆溶液中的Fe2+交换到阳离子树脂上，代替了酸的作用，除去Fe2+， 并有效地防止Fe2+氧化成Fe3+，而出现的高岭土产品“返黄”的现象，实现无酸漂白的 目的。具体的，阳离子交换树脂可以采用强酸性阳离子交换树脂。具体的，强酸性阳离子交换树脂可以采用具有磺酸基(一S03H)的强酸性阳 离子交换树脂。由于具有磺酸基(一 S03H)的强酸性阳离子交换树脂容易在溶液中离 解出//+，故呈强酸性。待树脂离解后，本体所含的负电基团，如S03—，能吸附结合 溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。具体使 用中可以选择色可赛思强酸性树脂，该树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能 离解和产生离子交换的作用。另，步骤三中的固体离子交换剂，还可以选择除树脂之外的纤维素等，它的分 子中含有可解离的基团，这些基团在水溶液中能与溶液中的其它阳离子起交换作用。实施例3
本发明的一种高岭土无酸漂白工艺方法的具体实施方式
之三，本实施例的主要技术 方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进 行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，在步骤四之后，进一步包括步骤五，吸附Fe2+ 的固体离子交换剂的再生将分离出的吸附Fe2+的固体离子交换剂加入再生药剂，还原 为步骤三中的固体离子交换剂。固体离子交换剂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用再生药剂使离子交 换反应以相反方向进行，使离子交换剂的官能基团重新恢复其与水中离子交换能力的过 程，以供再次使用。实施例4
本发明的一种高岭土无酸漂白工艺方法的具体实施方式
之四，本实施例的主要技术 方案与实施例2相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例2中的解释，在此不再进 行赘述。本实施例与实施例2的区别在于，在步骤四之后，进一步包括步骤五，吸附Fe2+ 的阳离子树脂的再生将分离出的吸附Fe2+的阳离子树脂加入再生药剂，还原为步骤三中的阳离子树脂。具体的，上述阳离子树脂可以采用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的 阳离子，再与iT结合而恢复原来的化学结构，以便重复利用，节省生产行业的生产成 本。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明 保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人 员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方 案的实质和范围。
权利要求
1.一种高岭土无酸漂白工艺方法，其特征在于，包括有以下步骤步骤一，混入药剂将保险粉加入至经除砂、分级后的弱碱性高岭土矿浆中，搅拌 混合至均勻，得到高岭土矿浆第一浆料；步骤二，静态漂白将步骤一中所述高岭土矿浆第一浆料置于储浆装置内静置，进 行充分的漂白反应，得到高岭土矿浆第二浆料；步骤三，离子交换将步骤二中所述高岭土矿浆第二浆料置于离子交换搅拌装置 内，加入固体离子交换剂，缓慢搅拌，通过固体离子交换剂中的离子与经充分漂白反应 后的所述高岭土矿浆第二浆料中的Fe2+进行离子交换，得到高岭土矿浆第三浆料；步骤四，固液分离将步骤三中所述高岭土矿浆第三浆料置于固液分离装置，对所 述高岭土矿浆第三浆料中的吸附Fe2+的固体离子交换剂进行分离，得到分离后的高岭土 矿浆。
2.根据权利要求1所述的高岭土无酸漂白工艺方法，其特征在于所述步骤三中， 所述加入的固体离子交换剂为阳离子交换树脂。
3.根据权利要求2所述的高岭土无酸漂白工艺方法，其特征在于所述阳离子交换 树脂为强酸性阳离子交换树脂。
4.根据权利要求3所述的高岭土无酸漂白工艺方法，其特征在于所述强酸性阳离 子交换树脂为具有磺酸基的强酸性阳离子交换树脂。
5.根据权利要求1所述的高岭土无酸漂白工艺方法，其特征在于所述步骤一中， 所述保险粉的加入量为以浓度为10 15 %的高岭土矿浆计算，0.8 1.5Kg保险粉/高岭土矿浆。
6.根据权利要求1所述的高岭土无酸漂白工艺方法，其特征在于所述步骤二中， 所述静态漂白的静置时间为12 24h。
7.根据权利要求1所述的高岭土无酸漂白工艺方法，其特征在于所述步骤三中， 所述固体离子交换剂的加入量与所述步骤一中的所述弱碱性高岭土矿浆中的Fe3+的含量 相当，或者与所述步骤二中的所述高岭土矿浆第二浆料中的Fe2+的含量相当。
8.根据权利要求1所述的高岭土无酸漂白工艺方法，其特征在于所述步骤三中， 所述缓慢搅拌的搅拌速度为30 SOr/min，所述缓慢搅拌的搅拌时间为25 50min。
9.根据权利要求1所述的高岭土无酸漂白工艺方法，其特征在于所述步骤四中， 所述固液分离装置为振动筛。
10.根据权利要求1所述的高岭土无酸漂白工艺方法，其特征在于所述步骤四之 后，进一步包括步骤五，吸附Fe2+的固体离子交换剂的再生将分离出的所述吸附Fe2+ 的固体离子交换剂加入再生药剂，还原为步骤三中的所述固体离子交换剂。
全文摘要
高岭土无酸漂白工艺方法，包括混入药剂将保险粉加入至经除砂、分级后的弱碱性高岭土矿浆中，搅拌混合至均匀，得到高岭土矿浆第一浆料；静态漂白将高岭土矿浆第一浆料置于储浆装置内静置，进行充分的漂白反应，得到高岭土矿浆第二浆料；离子交换将高岭土矿浆第二浆料置于离子交换搅拌装置内，加入固体离子交换剂，缓慢搅拌进行离子交换，得到高岭土矿浆第三浆料；固液分离将高岭土矿浆第三浆料置于固液分离装置，对高岭土矿浆第三浆料中的吸附Fe2+的固体离子交换剂进行分离，得到分离后的高岭土矿浆。该高岭土无酸漂白工艺方法具有工艺简单、易于操作、实用性强、成本较低，且环保安全的特点，实现了无酸漂白的目的。
文档编号C01B33/26GK102020286SQ20101054028
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月11日 优先权日2010年11月11日
发明者王运新 申请人:茂名市银华高岭土实业有限公司