【高嶺土選礦】三大高嶺土生產(chǎn)工藝方法解析！

高嶺土是一種以高嶺石族礦物為主要成分的細(xì)粒黏土或黏土巖，其中黏土礦物主要為高嶺石，少量的非黏土礦物為石英、長石、鐵礦物、鈦、鋁的氫氧化物及氧化物、有機(jī)質(zhì)等。在耐火材料、石油精煉、塑料、國防、軍事等領(lǐng)域均有應(yīng)用，而其白度是決定高嶺土價值的重要指標(biāo)。為了大限度地降低顏色提，提高白度，需通過各種生產(chǎn)加工手段來完成。目前高嶺土生產(chǎn)工藝方法主要有物理法、化學(xué)法、微生物法幾種，下面我們一起來了解！

一、高嶺土物理生產(chǎn)工藝方法

物理法生產(chǎn)加工高嶺土主要以磁選、浮選、選擇性絮凝幾種方法為主。

1、高嶺土磁選方法

磁選法是根據(jù)礦物的磁性差異在磁場中將其分離的一種方法，為高嶺土主要的物理除鐵法。當(dāng)高嶺土中含含強(qiáng)磁性礦物(磁鐵礦)或鐵屑雜質(zhì)時，常規(guī)磁選法便能有效提純，但高嶺土中雜質(zhì)以弱磁選礦物為主時，常規(guī)磁選無法獲得高白度的高嶺土，需通過高梯度強(qiáng)磁選法除鐵，或是將弱磁性礦物焙燒后轉(zhuǎn)變成強(qiáng)磁性氧化鐵，再用常規(guī)磁選除鐵。

2、高嶺土浮選方法

浮選法是高嶺土選礦提純的常用方法，主要用來去除礦物中存在的長石、石英等脈石礦物，有載體浮選和雙液浮選方法兩種。

載體浮選方法：是在浮選過程中加入礦物載體（如方解石等），然后將細(xì)粒的雜質(zhì)鐵礦物吸附至載體礦物上。另外浮選時以塔爾油為捕收劑，碳酸鈉為pH值調(diào)整劑，硫酸銨為抑制劑，水玻璃為礦漿分散劑，來完成浮選，最終得到鐵的載體泡沫及高嶺土精礦。

雙液浮選方法：利用脂肪酸作為捕收劑，加入高嶺土礦漿中攪拌、靜止、分層，形成有機(jī)液(含F(xiàn)e₂O₃)和高嶺土懸浮雙層液體，再采用重選進(jìn)行分離，獲得合格的高嶺土精礦。

3、高嶺土選擇性絮凝方法

選擇性絮凝法是在充分分散的礦漿中加入絮凝劑，通過絮凝劑與礦粒表面的架橋作用使分散在礦漿中的游離有害鐵雜質(zhì)選擇性地絮凝，再從礦漿中分離出絮凝物。但該方法在生產(chǎn)中有大量的水分需要在后續(xù)工序中脫除，同時高嶺土精礦中殘留的絮凝劑也影響到最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

二、高嶺土化學(xué)生產(chǎn)工藝方法

化學(xué)法生產(chǎn)加工高嶺土，是利用化學(xué)藥劑將高嶺土中存在的鐵雜質(zhì)進(jìn)行選擇性溶解，然后去除鐵。常用的方法有氧化法、還原法、氧化-還原法和酸溶法和氯化法幾種。

1、高嶺土氧化方法

高嶺土氧化提純方法主要是通過用強(qiáng)氧化劑（次氯酸鈉）在弱酸性條件下，將高嶺土中的鐵雜質(zhì)氧化成可溶于水的亞鐵離子，然后再經(jīng)過濾洗滌完成選別提純。該方法主要適于高嶺土中含黃鐵雜質(zhì)的礦物選別。

2、高嶺土還原方法

高嶺土還原生產(chǎn)方法是利用還原劑將高嶺土中處于三價態(tài)不溶的鐵雜質(zhì)還原成可溶的二價態(tài)鐵離子，再經(jīng)過濾、洗滌完成選別。常用的方法有保險粉法、二氧化硫脲法和酸溶氫氣法三種。

保險粉方法：是使用連二亞硫酸鈉做還原劑，將鐵氧化物還原成可溶鐵離子，但該方法應(yīng)及時洗滌、過濾，否則亞鐵會被重新氧化發(fā)黃。

二氧化硫脲方法：先將堿性介質(zhì)中的二氧化硫脲受熱，以聲場強(qiáng)還原性的次硫酸，再將高嶺土中的三價鐵還原成二價可溶鐵并去除。該方法但只有在高溫、強(qiáng)堿條件下，才可產(chǎn)生強(qiáng)還原性次硫酸。

酸溶氫氣方法：利用活潑金屬與酸溶劑(硫酸、鹽酸、草酸)發(fā)生置換反應(yīng)，生成的氫氣將高嶺土中三價鐵還原為二價鐵，然后完成除鐵。該方法主要針對高嶺土白度低于70°以下的礦物進(jìn)行選別。

3、高嶺土氧化-還原方法

大部分的高嶺土礦物中同時含有二價和三價鐵，因此需通過氧化+還原法完成提純。先用氧化劑將二價鐵氧化成三價鐵，再用還原劑將三價鐵還原成溶的二價鐵，然后通過過濾、洗滌完成除鐵。該法對于含有少量浸染狀、星點(diǎn)狀鐵雜質(zhì)的高嶺土漂白效果很好。

4、高嶺土酸溶方法

酸溶方法是將高嶺土中的不溶鐵雜質(zhì)在酸性溶液中轉(zhuǎn)化成可溶物后，再進(jìn)行過濾、洗滌實(shí)現(xiàn)高嶺土與雜質(zhì)的分離。酸溶液中，硫酸會導(dǎo)致高嶺石晶格破壞，因此多采用鹽酸和草酸。

5、高嶺土氯化方法

氯化方法加工高嶺土，是在碳的作用下，加入氯鹽高溫焙燒，將其中鐵氧化物轉(zhuǎn)化為氯化物，隨著熔點(diǎn)的降低，CO、CO₂氣流溢出，實(shí)現(xiàn)高嶺土的除鐵增白。該方法氯化過程中，會有氯化物固體顆粒物產(chǎn)出。

三、高嶺土微生物生產(chǎn)工藝方法

微生物法進(jìn)行高嶺土除鐵提純，主要是利用微生物將鐵雜質(zhì)溶解為可溶性鐵，然后進(jìn)行除鐵。常用的方法有氧化法、浸出法和微生物還原法三種。

1、高嶺土氧化方法

氧化法主要是采用氧化亞鐵硫桿菌(霉菌、細(xì)菌、真菌等)進(jìn)行生物氧化除鐵。當(dāng)高嶺土中黃鐵礦含量固定時，礦漿濃度越低，鐵去除率越高;當(dāng)黃鐵礦含量越高時，相同時間內(nèi)鐵氧化率越大，兩者成正相關(guān)性；隨時間的延長，鐵氧化率升高，達(dá)到上限值，然后速率逐漸減慢。

2、高嶺土浸出方法

高嶺土浸出方法是利用微生物(黑曲霉)發(fā)酵生成的有機(jī)酸(草酸、檸檬酸)將高嶺土中難溶的鐵氧化物溶解出來。根據(jù)高嶺土加入微生物發(fā)酵的階段，可分為原位生物漂白法(發(fā)酵初期)和二階段生物漂白法(有機(jī)酸積累到一定程度)。由于發(fā)酵初期黑曲霉種類有限及反應(yīng)后高嶺土易被吸收，故限制了原位生物漂白法的大規(guī)模應(yīng)用；而二階段生物漂白法能克服前者的缺點(diǎn)，而且在適宜條件下能使有機(jī)酸濃度達(dá)到上限。

3、高嶺土微生物還原方法

高嶺土微生物還原方法是利用微生物發(fā)酵產(chǎn)生糖類和氨基酸，然后將三價鐵還原成二價鐵實(shí)現(xiàn)除鐵。在鐵還原過程中，微生物將電子傳遞給不溶性三價鐵氧化物，使其還原為可溶性二價鐵。

還原作用的相關(guān)機(jī)制主要有直接接觸、電子穿梭和螯合促溶等;根據(jù)3種不同還原機(jī)制，可在高嶺土除鐵過程中適當(dāng)添加電子穿梭蛋白或者螯合促溶劑，以促進(jìn)菌種對鐵的還原能力。

上述則是高嶺土選礦加工工藝的方法介紹，在實(shí)際選礦中，因高嶺土的成礦條件存在差異，且鐵礦元素的賦存狀態(tài)也各有不同，因此，建議先進(jìn)行選礦試驗，通過試驗分析，設(shè)計合理的高嶺土選礦加工工藝，實(shí)現(xiàn)高效高嶺土除鐵增白。