磁选和漂白除去高岭土中的铁杂质

高岭土是一种非常重要的非金属矿产资源，其颜色呈白色且细腻，又称白云土。高岭土应用非常广泛，主要应用于造纸、陶瓷、橡胶填料、涂料和化工等专业领域，少量用于塑料、油漆、颜料、肥皂等工业部门，其中造纸用高岭土对白度、黏度和粒度有明确指标要求，需要有较高白度和粒度及良好的分散流动性能。影响高岭土应用的主要因素是白度，由于高岭土中铁等杂质的存在降低了高岭土的白度，因此除铁是选别高岭土最为重要的步骤之一。

铁是高岭土的主要染色元素，高温煅烧时，铁转化为Fe2O3，高岭土矿呈现为黄色或砖红色。若要高效去除高岭土中的铁杂质，需要明确杂质铁在高岭土中的赋存状态。目前已知高岭土中铁杂质的赋存状态主要分为两种，一种是存在于高岭石和副矿物中（如云母、钛白矿和伊利石），称为结构铁；另一种是以独立的铁矿物形式存在，称为自由铁，包括表面铁、细粒晶质铁和非晶质铁。

高岭土中铁元素的存在状态是决定除铁增白方法的主要影响因素。高岭土除铁增白的方法主要包括物理法（磁选法、浮选法、重选法），化学法（氧化法、还原法、氧化-还原法、酸浸法、氧化焙烧法），微生物法（氧化法、有机酸浸法）这三大方法。

1 磁选法除铁

磁选是一种利用矿物之间磁性差异进行分离的工艺方法。它通过磁场作用将不同磁性的矿物颗粒进行分离。

对于高磁性的矿物，如磁铁矿和钛铁矿等，磁选是一种非常有效的分离手段。对于弱磁性矿物，可以采用两种策略：一是通过焙烧工艺将矿物转化为强磁性的氧化铁，然后再进行磁选分离；另一种是采用高梯度强磁场磁选法。高梯度磁选法在去除有用矿物中的微弱磁性微细颗粒甚至胶体颗粒时具有显著优势，它可以有效地去除杂质，提高矿物的质量和纯度。

2 化学漂白法除铁

在化学除铁领域，有多种方法可以用来提纯高岭土，包括氧化还原法、酸溶法和焙烧提纯法等。

氧化还原法主要是通过加入化学还原剂，将高岭土中的难溶性铁离子（Fe3+）还原为可溶性的亚铁离子（Fe2+），随后通过洗涤过程去除亚铁离子，以此提高高岭土的白度。这种方法是高岭土工业中常用的除铁手段之一。在进行漂白前，先对矿浆进行充分搅拌，并加入絮凝剂进行絮凝处理，以改善矿浆的物理性质。常用的还原剂有连二亚硫酸钠、硫代硫酸钠和亚硫酸锌等。

影响漂白效果的因素众多，包括矿石特征、温度、pH值、药剂用量、矿浆浓度、漂白时间以及搅拌强度等。若矿石中的杂质以星点状或浸染状分布，且含量较低，通常能够获得更佳的漂白效果，使得白度得到显著提升。相反，若矿石中含有较多的有机质或其他高含量杂质，漂白效果可能会较差，白度提升幅度有限。