二氧化硫脲对高岭土增白试验研究

发布时间：2017-07-08 11:26

  本文关键词：二氧化硫脲对高岭土增白试验研究

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【摘要】：严格意义上说,高岭土被认为是一种粘土矿物,其中的主要成分主要是高岭石族矿物,其因江西景德镇中的高岭村,从而被人们广为所知。其中纯度较高的高岭土,它的颜色呈现为白色并且非常的细腻,其形状表现为松软,具有非常好的耐火性,同时也具有非常好的可塑性,其主要成分包括高岭石,还有埃洛石,以及伊利石,并且还有水云母、石英、长石等等诸多矿物。高岭土由于其独特的结构及优良的物理化学性质,被广泛应用于造纸,还有陶瓷和耐火材料。随着人们对生活的需求,高岭土在涂料和石油化工,橡胶填料和铅笔、建材,还有油漆和颜料以及国防工业也有相当广泛的应用。但是由于其物理特性,在实际生活当中,高岭土却经常性的表现为现出灰色和褐色等等颜色。这里面的主要成因,主要是因为是高岭土中含有呈色矿物离子(如铁、钛、锰等)和及其大量的有机物质所导致的。由于这些矿物及有机物杂质的广泛存在,它的白度大大降低,所被应用的范围也被明显的限制了,经济价值有所走低。由于一般情况下,高岭土中所含的有色杂质是铁杂质,所以,如何对高岭土进行有效而又经济的除铁增白,俨然已经成为提高高岭土的商业价值、并且扩展它的应用范围的有效手段。本文所利用试验原料为福建漳州高岭土。广泛认为,福建高岭土是砂质高岭土的一种,其铁含量很高,为1.11%,其中的铁杂质主要是以氧化铁矿物的形式存在,严重影响了福建高岭土的白度,以及其应用范围。我们测得其白度很低,仅为66.4%,需对其进行一定的除铁增白,否则不能直接使用。试验过程中用二氧化硫脲为还原剂,草酸为配合剂对高岭土进行除铁漂白,并探讨漂白过程中的最佳工艺条件。尝试应用更为简单、更加有效、成本更低的化学工艺对福建高岭土样本进行漂白,使高岭土中的致色物质(Fe2O3)含量大大降低,白度得到相当明显的提高。增加了福建高岭土的应用范围,提高了它的经济商业价值,使其更为满足化工等领域上的需要。试验主要包括四部分:⑴首先对二氧化硫脲的性质进行分析,考察了温度、pH、浓度等对二氧化硫脲稳定性的影响,结果表明:二氧化硫脲在高温、碱性条件下分解率最高,生成大量次硫酸,表现出强还原性。⑵利用二氧化硫脲对高岭土进行除铁增白,考察了矿浆浓度、还原时间、配合时间、pH、草酸的量、二氧化硫脲量及温度对漂白效果的影响,在矿浆浓度为20%、还原时间15min、配合时间15min、pH=12、草酸量为7%、二氧化硫脲量为0.8%、温度50℃条件下,高岭土白度由66.4%提高到85.9%,铁含量由1.11%降到0.44%,可满足树脂、塑料、橡胶等工业应用。⑶稀土催化剂活化二氧化硫脲漂白高岭土,结果活化后的二氧化硫脲使高岭土白度由66.4%提高到89.8%。⑷利用超声波辅助二氧化硫脲对高岭土进行除铁漂白,考察了超声波功率、还原时间、配合时间、草酸用量、二氧化硫脲用量对漂白效果的影响。结果显示:在超声波功率200W、还原时间10min、配合时间10min、草酸用量6%、二氧化硫脲用量0.6%的条件下对高岭土进行除铁漂白,考察了超声波功率、还原时间、配合时间、草酸用量、二氧化硫脲用量对漂白效果的影响。结果显示:在超声波功率200W、还原时间10min、配合时间10min、草酸用量6%、二氧化硫脲用量0.6%的条件下白度由原矿的66.4%提高到87.8%,满足了造纸、陶瓷等工业应用。二氧化硫脲经过还原反应后,其所生成的的副产品,主要为尿素和硫酸钠等,而保险粉经还原反应,则产生二氧化硫等气体,因此,应用二氧化硫脲福建高岭土进行除铁漂白,代替保险粉,不但环境污染不大,生产成本也低等,进一步讲,其在反应中产生的尿素,还有利于废物利用。
【关键词】：高岭土 还原漂白 二氧化硫 脲白度 超声波
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD985
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-14
• 2 高岭土概述14-25
• 2.1 高岭土概况、性能及应用14-21
• 2.1.1 高岭土性质14
• 2.1.2 高岭土常见分类14-15
• 2.1.3 高岭土资源分布15
• 2.1.4 高岭土工艺特征15-19
• 2.1.5 高岭土的主要用途19-20
• 2.1.6 高岭土中染色物质的赋存状态20-21
• 2.2 高岭土除铁漂白常见的方法21-25
• 2.2.1 化学增白法21-24
• 2.2.2 物理除铁法24
• 2.2.3 微生物除铁法24
• 2.2.4 小结24-25
• 3 二氧化硫脲25-32
• 3.1 二氧化硫脲（TD）含量及性能的研究25-26
• 3.1.1 实验试剂及仪器25
• 3.1.2 实验方法25-26
• 3.2 结果与讨论26-30
• 3.2.1 TD浓度与吸光度的关系26-27
• 3.2.2 pH值对TD溶液稳定性的影响27-28
• 3.2.3 温度对TD溶液稳定性的影响28-29
• 3.2.4 浓度对TD溶液稳定性的影响29-30
• 3.3 二氧化硫脲的应用优势及前景30-32
• 4 高岭土漂白试验研究32-57
• 4.1 高岭土特性分析32-34
• 4.1.1 漳州高岭土X射线衍射分析32
• 4.1.2 对漳州高岭土的X射线衍射分析32-33
• 4.1.3 漳州高岭土形貌特征分析33
• 4.1.4 高岭土中铁赋存形态的分析33-34
• 4.2 小结34-35
• 4.3 试验设备及主要试剂35
• 4.3.1 试验设备35
• 4.3.2 试验主要试剂35
• 4.4 实验方案35-36
• 4.5 二氧化硫脲漂白高岭土实验研究36-43
• 4.5.1 试验原理37
• 4.5.2 最佳二氧化硫脲用量的确定37
• 4.5.3 最佳草酸用量的确定37-38
• 4.5.4 最佳pH值的确定38-40
• 4.5.5 最佳还原时间的确定40
• 4.5.6 最佳矿浆浓度的确定40-41
• 4.5.7 最佳配合时间的确定41-42
• 4.5.8 最佳温度的确定42-43
• 4.5.9 结论43
• 4.6 二氧化硫脲的活化及高岭土漂白实验研究43-48
• 4.6.1 概况43
• 4.6.2 实验原理43-44
• 4.6.3 稀土催化剂的选择44
• 4.6.4 实验过程44-45
• 4.6.5 电位测试实验45
• 4.6.6 硝酸镧最佳用量的确定45-46
• 4.6.7 溶液最佳pH值的确定46
• 4.6.8 反应时间与还原电位的关系46-47
• 4.6.9 活化的二氧化硫脲对高岭土的漂白实验研究47
• 4.6.10 小结47-48
• 4.7 超声波辅助二氧化硫脲漂白高岭土的实验研究48-55
• 4.7.1 超声波概述48-49
• 4.7.2 实验原理49-50
• 4.7.3 实验方案50
• 4.7.4 实验原理50
• 4.7.5 最佳二氧化硫脲用量的确定50-51
• 4.7.6 最佳草酸用量的确定51-52
• 4.7.7 最佳还原时间的确定52-53
• 4.7.8 最佳配合时间的确定53-54
• 4.7.9 超声波最佳功率的确定54-55
• 4.7.10 小结55
• 4.8 本章小结55-57
• 5 结论57-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63
• 个人简历、在校期间发表论文情况63

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本文编号：534404