自然界中的高岭土经常含有铁、钛等着色杂质使得其白度降低。因此在将其利用之前往往要先进行除杂提纯。传统的选矿法,例如常规的重选法、磁选法和浮选法等可以除去一些着色杂质,但是由于物质粒度和矿物共生极其复杂,因此要想获得白度高,符合生产需要的优质高岭土还需探索非传统的新型高岭土提纯方法,以降低高岭土中国的杂质含量,实现高岭土的深加工,提高其经济价值和综合利用率。
高岭土除杂方法主要分为物理法、化学法和微生物除铁增白法。其中传统的物理法包括手选法、水选法、粒度分级法、磁选法、浮选法等方法;化学法主要包括氧化法、还原法、氧化还原法等方法。国内外****的方法是微生物除铁法、有机酸除铁增白法。采用反浮选的方法,用塔尔油为捕收剂,硫酸按抑制高岭土,加入石灰石粉作载体,使得高岭土中的铁含量降为0.5%以下。采用双液浮选法,加入有机溶剂,合理控制搅拌强度,利用萃取、分离装置,尤其是在加入一定量的添加剂后,高岭土中铁的脱除率较高,精矿的回收率很高。采用选择性絮凝与高梯度磁选除铁法,使矿浆汇总细粒矿物絮凝而串联为松散的絮凝团,再由高梯度磁选机磁选。此法能使高岭土的质量大幅度提高,但是设备投资太高。采用磁种磁选法的分离工艺,使得高岭土中的铁、钦去除率分别高达52.2%, 49.5%。
国外还研究了载体浮选或超细浮选,以塔尔油为捕收剂,碳酸钙为载体成功从高岭土中除去锐钛矿。无载体浮选:在固体浓度为40 %~60%时用油酸钠作捕收剂,钙离子作活化剂,去除铁、钦杂质。化学法就是采用化学药剂选择性溶出矿物中的铁、钦等着色杂质再进行漂洗的方法。着色物质不同,所用的药剂和方法也不同。加入固体连二亚硫酸钠将三价铁还原为二价铁,再过滤、洗涤除铁的方法,并且在过程中加入了适量的鳌合剂与二价铁生成稳定的鳌合物,从而漂白除去。此法所得产品白度稳定、质量好、污染少,但是Na2S204价格贵,易氧化、分解。利用电化学合成连二亚硫酸钠除铁。此法既减少了药剂用量,又能循环利用,减少污染。
目前国内外研究****的除铁增白方法主要是微生物氧化增白法、发酵法产生有机酸除铁增白法等。微生物除铁是利用其与矿物之间的深度作用,将矿物的晶格破坏,从而溶解出有用成分的一门新兴矿物加工技术。用氧化亚铁硫杆菌将二价铁氧化为三价铁,FeS2中S氧化为H2S04,此法成本低,效果好,****发展前景。
有机酸除铁可分为原位生物漂白法、二阶段生物漂白法。原位生物漂白法中黑曲霉种类限制了漂白效果,操作过程繁琐。将黑曲霉配置发酵,再加入高岭土,发现有机酸尤其是草酸除铁、漂白效果显著。
化学法虽然效果好,但成本高,环境危害性大;生物法只适用于某些赋存状态的铁,而且培养微生物周期长,要求高,工业化难;磁选法成本低,环境危害小,但是效果不理想。