高嶺土作為一種性能優(yōu)良的工業(yè)礦物，廣泛應(yīng)用于陶瓷、造紙、橡膠、塑料、建材、油漆、石油化工等，尤其在陶瓷工業(yè)中用得較多。高嶺土既可作為陶瓷坯料，又可作釉料。
無論陶瓷工業(yè)還是其它工業(yè)部門，對高嶺土的白度都有一定要求。而自然界產(chǎn)出的高嶺土中，往往因含有一些有機(jī)質(zhì)和鐵、鈦、錳等元素的礦物而影響其自然白度。高嶺土中的鐵雜質(zhì)不僅影響陶瓷產(chǎn)品的燒后顏色，而且還嚴(yán)重影響陶瓷產(chǎn)品的介電性能和化學(xué)穩(wěn)定性。采用常規(guī)的物理選礦方法，對黃鐵礦等弱磁性礦物及細(xì)顆粒含鐵雜質(zhì)去除效果不明顯。而采用化學(xué)除鐵法可以有效地除去這部分鐵雜質(zhì)。
1、高嶺土的化學(xué)除鐵法
目前高嶺土常用的化學(xué)除鐵法有氧化法、還原法和漢化-還原聯(lián)合法三種，其中還原法應(yīng)用得最廣泛。具體用哪一種方法適應(yīng)要根據(jù)高嶺土中含有的鐵礦物類型來定。
1.1 氧化除鐵法
當(dāng)高嶺土中含有黃鐵礦和有機(jī)質(zhì)時，常使礦物呈灰色，這些物質(zhì)采用酸洗和還原法均難以除去，需要采用氧氣除鐵法進(jìn)行漂白。
氧化除鐵法是用強(qiáng)氧化劑，在水介質(zhì)中將處于還原狀態(tài)的黃鐵礦等氧化成可溶于水的亞鐵離子；同時將深色有機(jī)質(zhì)氧化，使其成為能被水洗去的無色氧化物。氧化法中所用的氧化劑有次氯酸鈉、過氧化氫、高錳酸鉀、氯氣、臭氧等。
氧化除鐵效果與介質(zhì)的pH值有關(guān)，還受到礦石特性、溫度、藥劑用量、礦漿濃度、漂白時間等因素的影響。
（1）pH值的影響。次氯酸鹽為弱酸鹽，在不同pH值下其氧化能力不同。在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定，而在酸性和中性介質(zhì)中不穩(wěn)定，且分解迅速，生成強(qiáng)氧化成分。在弱酸性（Ph5～6）條件下，其活性最大，氧化能力最強(qiáng)，此時二價鐵離子也相對較穩(wěn)定。
（2）溫度的影響。隨著溫度升高，漂白劑的水解速度加快，漂白速度也加快，所需漂白時間縮短。但溫度過高時熱耗量大，藥劑分解速度過快，會造成浪費并污染環(huán)境。實際操作中可在常溫下通過加大藥劑量、調(diào)整pH值、延長漂白時間等來達(dá)到預(yù)期效果。
（３）藥劑用量的影響。最佳藥劑用量與原礦特性、雜質(zhì)被氧化程度、反應(yīng)溫度、時間和pH值等有關(guān)，藥劑用量過大或過小皆影響除鐵效果。
（４）礦漿濃度的影響。藥劑用量一定時，礦漿濃度降低則除鐵漂白效果下降；若濃度過高，由于產(chǎn)品不洗滌，過濾后殘留藥劑離子過多也會影響產(chǎn)品性能。
（5）漂白時間的影響。時間越長除鐵效果越好，開始時反應(yīng)速度很快，隨后越來越慢，合理又經(jīng)濟(jì)的漂白時間需要通過試驗才能確定。
1．2還原除鐵法
1.2.1 保險粉還原法
高嶺土還原除鐵最常用的藥劑是連二亞硫酸鈉，工業(yè)上又稱為保險粉，其分子式為Na2S2O4，是一種強(qiáng)還原劑，高嶺土中存在的三價鐵的氧化物不溶于水，也難溶于稀酸，但在保險粉存在的條件下，可將氧化鐵中的三價鐵還原為二價鐵。由于二價鐵可溶于水，經(jīng)過濾、洗滌即可除去。該過程的主要反應(yīng)如下：
Fe2O3+Na2SO4+H2S2O4=Na2SO4+2FeSO3+H2O
影響這一反應(yīng)過程的主要因素如下：
（1）酸度的影響
保險粉還原氧化鐵的反應(yīng)不宜在堿性條件下進(jìn)行。但是漂白反應(yīng)的pH值又不宜太低，否則保險粉穩(wěn)定性下降，發(fā)生分解反應(yīng)。試驗表明，pH=0.8時，在室溫下只要2min，保險粉就會分解一半。
（2）溫度的影響
與大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)一樣，保險份與氧化鐵的反應(yīng)隨溫度升高而加快，但是保險粉的穩(wěn)定性則隨溫度升高而大大下降。在實際生產(chǎn)中控制好其它條件，在常溫下漂白也可取得較好效果。
（3）保險粉用量的影響
理論上，根據(jù)高嶺土中所含氧化鐵量可計算出保險粉用最，但實際用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過理論用量。
保險粉用量一般需通過試驗來確定。另外，要進(jìn)行除鐵漂白的高嶺土中Fe2O3含量不宜太高（一般低于1％），否則保險粉用量過多會導(dǎo)致除鐵成本增大。
（4）其它因素的影響
反應(yīng)時間對除鐵效果影響較大，時間過短達(dá)不到理想白度；時間過長浪費藥劑，甚至因空氣氧化二價鐵的重新氧化，同樣導(dǎo)致產(chǎn)品白度下降。一般認(rèn)為，反應(yīng)時間應(yīng)在40min到2h，反應(yīng)完畢應(yīng)立即洗滌、過濾，否則就會出現(xiàn)返黃現(xiàn)象，即二價鐵重新氧化，使高嶺土白度降低；礦漿濃度雖對漂白本身影響不大，但濃度過高時礦漿粘度增大，使反應(yīng)難以進(jìn)行，一般礦漿濃度應(yīng)控制在15％以下。
1.2.2 硼氫化鈉還原法
常用的還原劑除了連二亞硫酸鈉外，還有連二亞硫酸鋅，相比之下前者很不穩(wěn)定．后者則穩(wěn)定得多。但是用連二亞硫酸鋅漂白時會使廢水中鋅離子濃度過高，對江河水造成污染。為此，可采用硼氫化鈉還原法。
這種方法實際上是在漂白過程中通過硼氫化鈉與其它藥劑反應(yīng)生成連二亞硫酸鈉來進(jìn)行漂白。具體過程為：
在pH為7.0～10.0的條件下，將一定量的硼氫化鈉和NaOH與礦漿混合，然后通入SO2氣體。調(diào)節(jié)pH值在6～7，此pH值有利于在礦漿中產(chǎn)生最大量的連二亞硫酸鈉。再用H2SO3或SO2調(diào)節(jié)pH值到2.5～4，此時即可發(fā)生漂白反應(yīng)。生成連二亞硫酸鈉的反應(yīng)如下：
NaBH4+9NaOH+9SO2=4Na2S2O4+NaBO2+NaHSO3+6H2O
這種方法的本質(zhì)仍是連二亞硫酸鈉起還原漂白作用，但在pH6～7時，生成的大量連二亞硫酸鈉十分穩(wěn)定。
在隨后的pH值降低時，連二亞硫酸鈉與高嶺土礦漿中的氧化鐵立即反應(yīng)，得到及時利用，從而避免了連二亞硫酸鈉的分解損失。
1.2.3 還原絡(luò)合除鐵法
如前所述，高嶺土中的三價鐵用連二亞硫酸鈉還原成二價鐵后，如果不立即過濾洗滌，產(chǎn)品就會出現(xiàn)返黃現(xiàn)象。解決這一問題較有效的方法是加絡(luò)合劑，使二價鐵離子得到絡(luò)合而不再容易被氧化�？捎脕韺﹁F進(jìn)行絡(luò)合的藥劑很多，有磷酸、聚乙稀醇、羥胺、羥胺鹽、草酸、聚磷酸鹽、乙二胺醋酸鹽、檸檬酸等。
1.3氧化－還原聯(lián)合除鐵法
有些高嶺土單獨采用氧化除鐵法或還原除鐵法均不能達(dá)到滿意的效果，這時就需采用氧化－還原聯(lián)合除鐵法進(jìn)行漂白。該工藝是先用強(qiáng)氧化劑次氯酸鈉和過氧化氫對高嶺土中的染色有機(jī)質(zhì)和黃鐵礦等進(jìn)行氧化除去，然后再用連二亞硫酸鈉進(jìn)行還原漂白，使高嶺土中剩余的鐵的氧化物如Fe2O3、FeOOH等被還原成可溶性二價鐵而除去，使這一類高嶺土得到漂白。
２、結(jié)語
高嶺土的精加工要經(jīng)過提純分級、剝片、磁選、化學(xué)漂白等一系列工序。由于化學(xué)漂白法的藥劑成本相對較高，因此在工業(yè)生產(chǎn)中要充分利用前面的幾道工序?qū)Ω邘X土進(jìn)行選礦、除鐵，然后再進(jìn)行化學(xué)漂白，以盡量減少漂白工藝所處理的礦漿量，減少漂白劑用量。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，陶瓷工業(yè)及其它工業(yè)部門對高嶺土的白度要求越來越高，化學(xué)除鐵漂白法將會得到更廣泛的應(yīng)用。
