本文關(guān)鍵詞：二氧化硫脲對高嶺土增白試驗研究

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【摘要】：嚴(yán)格意義上說,高嶺土被認(rèn)為是一種粘土礦物,其中的主要成分主要是高嶺石族礦物,其因江西景德鎮(zhèn)中的高嶺村,從而被人們廣為所知。其中純度較高的高嶺土,它的顏色呈現(xiàn)為白色并且非常的細(xì)膩,其形狀表現(xiàn)為松軟,具有非常好的耐火性,同時也具有非常好的可塑性,其主要成分包括高嶺石,還有埃洛石,以及伊利石,并且還有水云母、石英、長石等等諸多礦物。高嶺土由于其獨特的結(jié)構(gòu)及優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì),被廣泛應(yīng)用于造紙,還有陶瓷和耐火材料。隨著人們對生活的需求,高嶺土在涂料和石油化工,橡膠填料和鉛筆、建材,還有油漆和顏料以及國防工業(yè)也有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。但是由于其物理特性,在實際生活當(dāng)中,高嶺土卻經(jīng)常性的表現(xiàn)為現(xiàn)出灰色和褐色等等顏色。這里面的主要成因,主要是因為是高嶺土中含有呈色礦物離子(如鐵、鈦、錳等)和及其大量的有機(jī)物質(zhì)所導(dǎo)致的。由于這些礦物及有機(jī)物雜質(zhì)的廣泛存在,它的白度大大降低,所被應(yīng)用的范圍也被明顯的限制了,經(jīng)濟(jì)價值有所走低。由于一般情況下,高嶺土中所含的有色雜質(zhì)是鐵雜質(zhì),所以,如何對高嶺土進(jìn)行有效而又經(jīng)濟(jì)的除鐵增白,儼然已經(jīng)成為提高高嶺土的商業(yè)價值、并且擴(kuò)展它的應(yīng)用范圍的有效手段。本文所利用試驗原料為福建漳州高嶺土。廣泛認(rèn)為,福建高嶺土是砂質(zhì)高嶺土的一種,其鐵含量很高,為1.11%,其中的鐵雜質(zhì)主要是以氧化鐵礦物的形式存在,嚴(yán)重影響了福建高嶺土的白度,以及其應(yīng)用范圍。我們測得其白度很低,僅為66.4%,需對其進(jìn)行一定的除鐵增白,否則不能直接使用。試驗過程中用二氧化硫脲為還原劑,草酸為配合劑對高嶺土進(jìn)行除鐵漂白,并探討漂白過程中的最佳工藝條件。嘗試應(yīng)用更為簡單、更加有效、成本更低的化學(xué)工藝對福建高嶺土樣本進(jìn)行漂白,使高嶺土中的致色物質(zhì)(Fe2O3)含量大大降低,白度得到相當(dāng)明顯的提高。增加了福建高嶺土的應(yīng)用范圍,提高了它的經(jīng)濟(jì)商業(yè)價值,使其更為滿足化工等領(lǐng)域上的需要。試驗主要包括四部分:⑴首先對二氧化硫脲的性質(zhì)進(jìn)行分析,考察了溫度、pH、濃度等對二氧化硫脲穩(wěn)定性的影響,結(jié)果表明:二氧化硫脲在高溫、堿性條件下分解率最高,生成大量次硫酸,表現(xiàn)出強(qiáng)還原性。⑵利用二氧化硫脲對高嶺土進(jìn)行除鐵增白,考察了礦漿濃度、還原時間、配合時間、pH、草酸的量、二氧化硫脲量及溫度對漂白效果的影響,在礦漿濃度為20%、還原時間15min、配合時間15min、pH=12、草酸量為7%、二氧化硫脲量為0.8%、溫度50℃條件下,高嶺土白度由66.4%提高到85.9%,鐵含量由1.11%降到0.44%,可滿足樹脂、塑料、橡膠等工業(yè)應(yīng)用。⑶稀土催化劑活化二氧化硫脲漂白高嶺土,結(jié)果活化后的二氧化硫脲使高嶺土白度由66.4%提高到89.8%。⑷利用超聲波輔助二氧化硫脲對高嶺土進(jìn)行除鐵漂白,考察了超聲波功率、還原時間、配合時間、草酸用量、二氧化硫脲用量對漂白效果的影響。結(jié)果顯示:在超聲波功率200W、還原時間10min、配合時間10min、草酸用量6%、二氧化硫脲用量0.6%的條件下對高嶺土進(jìn)行除鐵漂白,考察了超聲波功率、還原時間、配合時間、草酸用量、二氧化硫脲用量對漂白效果的影響。結(jié)果顯示:在超聲波功率200W、還原時間10min、配合時間10min、草酸用量6%、二氧化硫脲用量0.6%的條件下白度由原礦的66.4%提高到87.8%,滿足了造紙、陶瓷等工業(yè)應(yīng)用。二氧化硫脲經(jīng)過還原反應(yīng)后,其所生成的的副產(chǎn)品,主要為尿素和硫酸鈉等,而保險粉經(jīng)還原反應(yīng),則產(chǎn)生二氧化硫等氣體,因此,應(yīng)用二氧化硫脲福建高嶺土進(jìn)行除鐵漂白,代替保險粉,不但環(huán)境污染不大,生產(chǎn)成本也低等,進(jìn)一步講,其在反應(yīng)中產(chǎn)生的尿素,還有利于廢物利用。
【關(guān)鍵詞】：高嶺土 還原漂白 二氧化硫 脲白度 超聲波
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD985
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-14
• 2 高嶺土概述14-25
• 2.1 高嶺土概況、性能及應(yīng)用14-21
• 2.1.1 高嶺土性質(zhì)14
• 2.1.2 高嶺土常見分類14-15
• 2.1.3 高嶺土資源分布15
• 2.1.4 高嶺土工藝特征15-19
• 2.1.5 高嶺土的主要用途19-20
• 2.1.6 高嶺土中染色物質(zhì)的賦存狀態(tài)20-21
• 2.2 高嶺土除鐵漂白常見的方法21-25
• 2.2.1 化學(xué)增白法21-24
• 2.2.2 物理除鐵法24
• 2.2.3 微生物除鐵法24
• 2.2.4 小結(jié)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 實驗試劑及儀器25
• 3.1.2 實驗方法25-26
• 3.2 結(jié)果與討論26-30
• 3.2.1 TD濃度與吸光度的關(guān)系26-27
• 3.2.2 pH值對TD溶液穩(wěn)定性的影響27-28
• 3.2.3 溫度對TD溶液穩(wěn)定性的影響28-29
• 3.2.4 濃度對TD溶液穩(wěn)定性的影響29-30
• 3.3 二氧化硫脲的應(yīng)用優(yōu)勢及前景30-32
• 4 高嶺土漂白試驗研究32-57
• 4.1 高嶺土特性分析32-34
• 4.1.1 漳州高嶺土X射線衍射分析32
• 4.1.2 對漳州高嶺土的X射線衍射分析32-33
• 4.1.3 漳州高嶺土形貌特征分析33
• 4.1.4 高嶺土中鐵賦存形態(tài)的分析33-34
• 4.2 小結(jié)34-35
• 4.3 試驗設(shè)備及主要試劑35
• 4.3.1 試驗設(shè)備35
• 4.3.2 試驗主要試劑35
• 4.4 實驗方案35-36
• 4.5 二氧化硫脲漂白高嶺土實驗研究36-43
• 4.5.1 試驗原理37
• 4.5.2 最佳二氧化硫脲用量的確定37
• 4.5.3 最佳草酸用量的確定37-38
• 4.5.4 最佳pH值的確定38-40
• 4.5.5 最佳還原時間的確定40
• 4.5.6 最佳礦漿濃度的確定40-41
• 4.5.7 最佳配合時間的確定41-42
• 4.5.8 最佳溫度的確定42-43
• 4.5.9 結(jié)論43
• 4.6 二氧化硫脲的活化及高嶺土漂白實驗研究43-48
• 4.6.1 概況43
• 4.6.2 實驗原理43-44
• 4.6.3 稀土催化劑的選擇44
• 4.6.4 實驗過程44-45
• 4.6.5 電位測試實驗45
• 4.6.6 硝酸鑭最佳用量的確定45-46
• 4.6.7 溶液最佳pH值的確定46
• 4.6.8 反應(yīng)時間與還原電位的關(guān)系46-47
• 4.6.9 活化的二氧化硫脲對高嶺土的漂白實驗研究47
• 4.6.10 小結(jié)47-48
• 4.7 超聲波輔助二氧化硫脲漂白高嶺土的實驗研究48-55
• 4.7.1 超聲波概述48-49
• 4.7.2 實驗原理49-50
• 4.7.3 實驗方案50
• 4.7.4 實驗原理50
• 4.7.5 最佳二氧化硫脲用量的確定50-51
• 4.7.6 最佳草酸用量的確定51-52
• 4.7.7 最佳還原時間的確定52-53
• 4.7.8 最佳配合時間的確定53-54
• 4.7.9 超聲波最佳功率的確定54-55
• 4.7.10 小結(jié)55
• 4.8 本章小結(jié)55-57
• 5 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 致謝62-63
• 個人簡歷、在校期間發(fā)表論文情況63

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本文編號：534404