响应曲面优化某高岭土磁化焙烧除铁实验研究
第３７卷第８期 硅 酸 盐 通 报 Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．８ ２０１８年８月 ＢＵＬＬＥＴＩＮＯＦＴＨＥＣＨＩＮＥＳＥＣＥＲＡＭＩＣＳＯＣＩＥＴＹ Ａｕｇｕｓｔ，２０１８
响应曲面优化某高岭土磁化焙烧除铁实验研究
赵刘闯１，２，刘全军１，２，梁远琴１，２，江 旭２，纪慧超
１，２
（１．复杂有色金属资源清洁利用国家重点试验室，昆明 ６５００９３；
２．昆明理工大学国土资源工程学院，昆明 ６５００９３）摘要：以贵州某高岭土矿为研究对象，在进行了ＸＲＤ、化学多元素、铁物相分析后，铁主要以赤褐铁矿存在，决定采用磁选除铁达到增白的目的。由于高梯度磁选探索试验效果不理想，因此采用还原磁化焙烧法进行试验研究。以碱性竹炭法作为还原焙烧剂，ＮａＨＣＯ３作为降低焙烧温度的添加剂，硼酸作为增加高岭土磁性物质转变的活性剂，通过大量试验发现焙烧时间、焙烧温度、硼酸用量对质量磁化率的影响最大，通过Ｄｅｓｉｇｎ-ｅｘｐｅｒｔ１０．０软件进行优化模拟该３个因素，确定焙烧时间６９ｍｉｎ，焙烧温度４６５．７℃，硼酸用量２．１７３ｗｔ％进行试验。磁选除铁的高岭土矿增白后能得到白度为８９．３７％的可用于陶瓷等工业的高岭土产品。
关键词：磁化焙烧；响应曲面法；高岭土
中图分类号：ＴＱ１７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１-１６２５（２０１８）０８-２６２８-０５ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＩｒｏｎＲｅｍｏｖａｌｂｙＭａｇｎｅｔｉｚｅｄＲｏａｓｔｉｎｇｏｆＫａｏｌｉｎＢａｓｅｄｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅＳｕｒｆａｃｅＭｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ
ＺＨＡＯＬｉｕ-ｃｈｕａｎｇ１，２，ＬＩＵＱｕａｎ-ｊｕｎ１，２，ＬＩＡＮＧＹｕａｎ-ｑｉｎ１，２，ＪＩＡＮＧＸｕ２，ＪＩＨｕｉ-ｃｈａｏ１，２
（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂＣｏｍｐｌｅｘＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓＣｌｅａｎＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，Ｋｕｍｉｎｇ６５００９３，Ｃｈｉｎａ；２．ＦａｃｕｌｔｙｏｆＬａｎｄａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５００９３，Ｃｈｉｎａ）
基金项目：国家自然科学基金（５１７６４０２１）
作者简介：赵刘闯（１９９２-），男，硕士研究生．主要从事资源综合利用方面的研究.通讯作者：刘全军，教授，博导．Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｋａｏｌｉｎｍｉｎｅｉｎＧｕｉｚｈｏｕＰｒｏｖｉｎｃｅｗａｓｔａｋｅｎａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ．ＡｆｔｅｒＸＲＤ，ｃｈｅｍｉｃａｌｍｕｌｔｉ-ｅｌｅｍｅｎｔａｎｄｉｒｏｎｐｈａｓｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｒｏｎｍａｉｎｌｙｅｘｉｓｔｓａｓｌｉｍｏｎｉｔｅ，ａｎｄｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｕｓｉｎｇｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎｔｏｒｅｍｏｖｅｉｒｏｎｉｓｒｅａｃｈｅｄ．Ｄｕｅｔｏｔｈｅｕｎｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｈｉｇｈ-ｇｒａｄｉｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｔｅｓｔ，ｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎｒｏａｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏｃｏｎｄｕｃｔｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙ．Ｔａｋｉｎｇａｌｋａｌｉｎｅｂａｍｂｏｏｃｈａｒｃｏａｌａｓｒｅｄｕｃｉｎｇｒｏａｓｔｉｎｇａｇｅｎｔ，ＮａＨＣＯ３ａｓａｄｄｉｔｉｖｅｔｏｌｏｗｅｒｒｏａｓｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｂｏｒｉｃａｃｉｄａｓａｃｔｉｖｅａｇｅｎｔｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌｏｆｋａｏｌｉｎ，ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈｒｏｕｇｈａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｔｈａｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｏａｓｔｉｎｇｔｉｍｅ，ｒｏａｓｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｂｏｒｉｃａｃｉｄｄｏｓａｇｅｏｎｔｈｅｍａｓｓｍａｇｎｅｔｉｃｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙｉｓｍａｘｉｍｉｚｅｄ，Ｄｅｓｉｇｎ-ｅｘｐｅｒｔ１０．０ｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｔｈｒｅｅｆａｃｔｏｒｓ，ｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｒｏａｓｔｉｎｇｔｉｍｅ６９ｍｉｎ，ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ４６５．７℃，ｂｏｒｉｃａｃｉｄｄｏｓａｇｅ２．１７３ｗｔ％ｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄ．Ｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｋａｏｌｉｎｋａｏｌｉｎｏｒｅａｆｔｅｒｗｈｉｔｅｎｉｎｇｃａｎｂｅ８９．３７％ｗｈｉｔｅｎｅｓｓｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｃｅｒａｍｉｃｓａｎｄｏｔｈｅｒｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｋａｏｌｉｎｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎｒｏａｓｔｉｎｇ；ｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅｍｅｔｈｏｄ；ｋａｏｌｉｎ
１ 引 言
高岭土是一种非常重要的非金属矿产资源，主要矿物组成成分为高岭石和多水高岭石，晶体结构呈细微片状、管状和迭片状。由于其所具有悬浮性、可塑性、粘结性、烧结性和耐火性等特点，被广泛应用于陶瓷、油漆、造纸、塑料、橡胶等工业领域。白度是评价高岭土性能的一个重要因素，天然高岭土中通常含铁、锰、钛及其他金属成分，会对高岭土的白度产生显著影响［１］
，其中铁元素对白度的影响尤为明显。目前，高岭土除铁
的工艺有浮选、磁选、化学方法、微生物方法等［２-３］。本研究针对贵州某天然高岭土含铁较高，白度低无法直
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