增白强度

2024-09-13

增白强度（共6篇）

增白强度篇1

1前言

棉织物经过褪浆、精练以后, 绝大部分天然或人为的杂质已经去除, 其白度已满足一般的加工要求, 但仍带有微黄色。要消除这一微黄色, 满足更高的白度要求, 通常采用化学漂白、上蓝增白, 但这种白色仍有灰暗之感, 不明亮。

荧光增白剂出现以后, 通过不同的染色方法, 使荧光增白剂上染到棉织物上而具有增白效果。由于被增白的织物反射可见光的能力增强, 因而其白度和亮度大增, 看上去既洁白又明亮, 其作用是其他化学品无法替代的, 因此荧光增白剂在棉织物上大量使用。据介绍用于纺织行业的荧光增白剂有42%用于棉织物的增白。

由于棉织物具有柔软、吸湿、透气等优点, 其纺织品尤其是白色产品一直受到消费者的欢迎, 使荧光增白剂在棉织物上的使用越来越普遍, 新开发的适用于棉织物的荧光增白剂品种也越来越多。但是我国目前除少数几个荧光增白剂产品标准中有棉织物检验增白强度和色光的方法外, 还没有棉用荧光增白剂增白强度和色光的统一检验方法, 造成没有产品标准的荧光增白剂在质量控制方面遇到了困难, 既不利于行业内的技术交流、产品质量的提高以及新产品的开发和应用, 还容易引起荧光增白剂产品供需双方的质量纠纷, 因此迫切需要制定测定棉用荧光增白剂增白强度和色光的统一检验方法。在此背景下GB/T 23979.1-2009《荧光增白剂增白强度和色光的测定棉织物染色法》标准在2008年制定完成, 已于2009年6月2日发布, 于2010年2月1日实施。

为使GB/T 23979.1-2009《荧光增白剂增白强度和色光的测定棉织物染色法》标准顺利实施, 现将该标准作一介绍。

2标准制定的主要内容和依据

2.1编写格式

GB/T 23979.1-2009标准在编写格式上按照GB/T 1.1-2000《标准化工作导则第1部分标准的结构和编写规则》进行编写。

2.2试验方法的确定

棉织物增白主要是用具有水溶性同时又对纤维具有直接性的阴离子型荧光增白剂, 其主体结构以DSD酸双三嗪类为主, 特别是含有2个或4个磺酸基的产品。棉用荧光增白剂的应用方法较多, 如:⑴浸染增白, ⑵轧染增白, ⑶上浆增白, ⑷拔白印花的增白, ⑸防白印花增白, ⑹ 浅色织物的增艳等。根据现有的荧光增白剂产品标准和生产企业的检验习惯, GB/T 23979.1-2009《荧光增白剂增白强度和色光的测定棉织物染色法》标准中采用浸染法增白。

由于荧光增白剂的增白效果 (白度) 受多种因素的影响, 如染色深度, 染色温度, 染色时间, 无水硫酸钠, 染浴pH等。在标准的起草过程中, 针对主要影响因素, 选用了比较常用的以DSD酸双三嗪类为主体结构的2、4、6个磺酸基的荧光增白剂产品进行了条件的选择试验。为了减少金属离子等对增白效果 (白度) 的影响, 试验用水应符合GB/T 6682 《分析实验室用水规格和试验方法》中三级水的规定。试验用棉织物应符合HG/T 2609-1994 《染料试验用标准漂白棉布》中的要求。试验的设备和材料应符合GB/T 2374-2007《染料染色测定的一般条件规定》中的有关规定。

2.2.1 染色深度的选择

染色深度对增白效果 (白度) 的影响最大, 根据荧光增白剂的特点, 当在一定的染色深度范围内用荧光增白剂对织物进行增白处理时, 随着染色深度 (增白剂用量) 的增加, 织物的白度也随着增加, 但当染色深度超过某一值时 (也就是通常所说的泛黄点) , 织物的白度不再随染色深度的增加而增加, 甚至有所降低。

因此, 为了确定适宜于评定棉用荧光增白剂增白强度和色光的染色深度, 对荧光增白剂VBL、BA、SH、MST-H产品的染色深度对白度WCIE的影响进行了试验, 见图1、2、3、4。

由图1可见, 荧光增白剂VBL的染色深度在0.025%～0.1%范围内白度变化明显, 适宜于增白强度和色光的测定。

由图2可见, 荧光增白剂BA的染色深度在0.02%～0.06%范围内白度变化明显, 适宜于增白强度和色光的测定。

荧光增白剂SH染色深度对白度的影响试验[1], 见图3。从图3可见, 在较低的染色深度下, 白度值WCIE随染色深度的增加而明显增加, 在较高的染色深度下, 白度值增加趋缓。因此为了便于评定荧光增白剂SH的增白强度和色光, 我们选择了分档清晰的染色深度0.04%。

由图4可见, 荧光增白剂MST-H的染色深度在0.02%～0.06%范围内白度变化明显, 适宜于增白强度和色光的测定。

从上述几个荧光增白剂产品来看, 在较低的染色深度下, 白度值随染色深度的变化有较显著变化, 是进行增白强度和色光测定的适宜浓度范围。但因荧光增白剂产品的品种、剂型、规格的不同, 其染色深度可能有较大变化, 因此本标准建议染色深度范围为0.05%～0.2%, 各产品的染色深度在产品标准中具体规定。

2.2.2 硫酸钠用量的选择

硫酸钠作为促染剂用于荧光增白剂对棉织物的增白处理, 它的加入有利于荧光增白剂的上染, 提高增白效果 (白度) , 但也不是加的越多越好。为此, 进行了硫酸钠用量对白度的影响试验。

硫酸钠用量对荧光增白剂VBL白度的影响, 见图5。

由图5可见, 在较低的硫酸钠用量下, 随着硫酸钠用量的增加, 白度明显提高, 说明其对荧光增白剂的促染作用明显, 超过20%促染作用趋于稳定。

硫酸钠用量对荧光增白剂BA白度的影响试验, 见表1、2。荧光增白剂BA 在染色深度0.05% (owf) 下, 染色温度 (50℃、80℃) 、染色时间 (30min、45min) 、硫酸钠用量 (20%、10%) 对白度的影响试验。

从表1、2试验结果看, 硫酸钠用量、染色时间对白度的影响不大, 但相对来讲硫酸钠的用量大, 染色时间长略有利于染色;染色温度对染色影响较大, 适合80℃下染色。综合考虑确定表中拟选条件。

根据硫酸钠用量对荧光增白剂SH白度的影响试验[1], 硫酸钠用量对增白效果影响很大, 用量越大增白效果越好, 经进一步实验, 再增加硫酸钠的用量增白效果变化不大, 因此选定硫酸钠的用量为20%。

硫酸钠用量对荧光增白剂MST-H白度的影响试验, 见表3、4。荧光增白剂MST-H和在染色深度0.05% (owf) 下, 染色温度 (50℃、80℃) 、染色时间 (30min、45min) 、硫酸钠用量 (20%、10%) 对白度的影响试验。

从表3、4试验结果看, 硫酸钠用量、染色温度、染色时间对白度的影响都比较大, 适合在硫酸钠含量高、低温、短时间内增白。

从上述试验结果看, 荧光增白剂品种不同, 硫酸钠的最佳使用量也不同。因此考虑到荧光增白剂品种、剂型和规格的不同, 本标准规定硫酸钠用量在10%～50%, 具体用量在各产品标准中规定。

2.2.3 染浴pH值的确定

由于棉用荧光增白剂通常都在中性条件下使用, 所以在GB/T 23979.1-2009《荧光增白剂增白强度和色光的测定棉织物染色法》标准中并没有规定染浴的pH值。

但对个别品种如荧光增白剂SH[1]则在微酸性条件 (pH=5) 下使用其增白效果最佳。对这种在特殊pH值条件下使用的荧光增白剂产品, 则在具体的产品标准中另外规定。

2.2.4 染色温度的确定

染色温度也是影响荧光增白剂白度的因素之一。提高温度有利于荧光增白剂向纤维内部扩散和上染;但同时, 提高温度还可以降低平衡上染百分率。因此针对不同的荧光增白剂产品应控制适宜的染色温度。

染色温度对白度的影响, 见表1、2、3、4和参考文献[1]。

从试验结果看, 不同荧光增白剂产品的最佳染色温度不完全相同, 因此确定棉用荧光增白剂的染色温度控制在50℃～90℃之间, 具体产品在各产品标准中另外规定。

2.2.5 染色时间的确定

浸染法增白一般需要较长的处理时间, 但也并不是时间越长越好, 这要依据荧光增白剂品种而定。

染色时间对白度的影响, 见表1、2、3、4和参考文献[1]。

从试验结果看, 染色时间对增白效果的影响不是很大, 但染色时间延长, 能耗增大, 因此确定棉用荧光增白剂的染色时间控制在30min, 具体产品在各产品标准中另外规定。

2.2.6 棉织物染色方法的确定

根据以上试验结果和GB/T 2374-2007《染料染色测定的一般条件规定》中的有关规定, 在GB/T 23979.1-2009《荧光增白剂增白强度和色光的测定棉织物染色法》标准中规定了棉织物染色法测定增白强度和色光的试验条件选择范围和染色方法。

试验条件选择范围如下:

染色深度:0.02% (owf) ～0.2% (owf) ;

染色温度:50℃～90℃;

染色时间:30min;

无水硫酸钠:10% (owf) ～50% (owf) ;

染色用棉布:5g;

染色浴比:1∶40。

染色方法:见GB/T 23979.1-2009《荧光增白剂增白强度和色光的测定棉织物染色法》标准。

2.2.7 增白强度和色光的测定

经过荧光增白剂增白处理的棉织物, 其增白强度和色光的测定按GB/T 23979.1-2009《荧光增白剂增白强度和色光的测定棉织物染色法》标准中规定的方法进行。

3标准实施过程中应注意的问题

(1) 根据荧光增白剂产品的品种、剂型、规格及性质的不同, 科学、合理地使用该方法标准

本标准规定了棉织物增白时荧光增白剂增白强度和色光的测定方法, 适用于棉织物增白的荧光增白剂增白强度和色光的测定, 是一个通用方法标准, 给出了试验条件的一般取值范围。但因棉用荧光增白剂的品种、剂型、规格及性质的不同, 对个别产品其最佳使用条件可能会超出这一范围或对染浴的pH值等有特殊要求, 所以在使用该标准时应注意, 在制定具体的产品标准时应根据荧光增白剂产品的品种、剂型、规格及性质的不同, 精心试验, 选择适宜的染色条件, 其染色深度、染色温度、染色时间和硫酸钠用量等在产品标准中具体规定。

(2) 染色深度的合理选择是正确测定荧光增白剂增白强度和色光的基础因为染色深度对增白效果 (白度) 的影响最大,

根据荧光增白剂的特点, 当染色深度超过某一值时 (也就是通常所说的泛黄点) , 织物的白度不再随染色深度的增加而增加, 甚至有所降低。这也就提醒我们在选择染色深度时一定要在荧光增白剂的泛黄点以下, 选择在白度随染色深度变化明显的范围内, 否则将影响甚至无法测定增白强度和色光。

(3) 在进行棉织物的增白处理时, 房间应适当避光, 避免阳光照射测试验样品

由于目前使用的棉用荧光增白剂基本上都是二苯乙烯结构, 而具有二苯乙烯结构的荧光增白剂对光很敏感, 在光 (含有充足紫外线) 的作用下会产生顺-反异构, 失去荧光。光照在一定程度上不仅可以改变荧光增白剂产品的外观, 而且还可以使荧光增白剂水溶液的吸光度降低。用经曝光以后的水溶液处理的棉织物与未经曝光的水溶液处理的棉织物相比, 增白效果 (白度) 要降低, 并且溶液越稀, 这种影响越大。

这就要求荧光增白剂的生产及使用单位应该注意, 在测定过程中, 从称样、溶解、稀释到染色操作必须连续进行, 不应放置时间过长, 以避免样品受光照发生顺反异构, 失去荧光而影响测定结果。

4结束语

该标准是在广泛征求荧光增白剂生产厂和用户意见的基础上制定而成, 棉织物染色法模拟了荧光增白剂的实际使用环境, 方法科学、合理, 具有很好的操作性。因此, 该标准的颁布实施, 必将对棉用荧光增白剂的生产和应用企业制定具体的产品标准或检验方法用于质量控制产生积极的指导作用, 从而减少荧光增白剂产品供需双方的质量纠纷。也将有利于行业内的技术交流和提高以及棉用荧光增白剂的开发和应用。

摘要：本文对GB/T 23979.1-2009《荧光增白剂增白强度和色光的测定棉织物染色法》国家标准制定的目的、意义, 标准制定的主要内容、依据和标准实施中应注意的问题作了简要介绍。该标准的颁布实施, 将对荧光增白剂的生产和应用企业制定具体的产品标准或检验方法, 用于质量控制具有很好的指导作用, 也将有利于行业内的技术交流和提高以及棉用荧光增白剂的开发和应用。

关键词：荧光增白剂,增白效果 (白度) ,棉织物,硫酸钠,染色深度

参考文献

〔1〕董仲生.荧光增白剂SH (C.I.荧光增白剂210) 紫外吸收、增白强度和色光测定方法的研究中国石油和化工标准与质量[J], 2009.11:15-19

增白强度篇2

荧光增白剂SH (C.I.荧光增白剂210、荧光增白剂HL) 属二苯乙烯双三嗪类荧光增白剂。它易溶于水, 直接性好, 对电解质敏感。主要用于纤维素纤维、聚酰胺纤维或织物的增白, 纸浆和纸张的增白, 还可用于洗涤剂, 织物的树脂和耐久压烫整理。具有良好的应用性能。

该产品在国内外都有较多的生产企业和公司, 生产量也较大, 而且有逐年增长的趋势。已成为荧光增白剂的重要品种之一。

本文结合荧光增白剂SH产品行业标准的制定, 对控制荧光增白剂SH产品质量的主要技术指标紫外吸收、增白强度和色光的测定方法进行了实验研究。

2 实验部分

2.1 紫外吸收的测定

紫外吸收是采用紫外-可见分光光度计测定试样的吸光度A, 再换算成浓度为10g/L, 用1cm比色皿测得的吸光度, 通常用表示。它是控制荧光增白剂产品质量的重要指标, 是采用紫外-可见分光光度计控制荧光增白剂产品质量的三种测试方法 (荧光强度、吸光度、紫外吸收) 之一。

2.1.1 实验仪器设备

a) 紫外-可见分光光度计;

b) 分析天平:精度0.0001g;

c) 容量瓶:100mL、1000mL棕色容量瓶;

d) 移液管:10mL;

e) 比色皿:1cm石英比色皿。

2.1.2 溶剂的选择和最大吸收波长的确定

要准确地测定荧光增白剂SH的吸光度A, 其溶解状态十分重要。由于荧光增白剂SH具有较好的水溶性, 可获得澄清透明的溶液, 因此, 选用水作为溶剂。

从某些水溶性荧光增白剂的溶解情况来看, 虽然用水可以溶解, 但是水的pH值高低, 也就是说水的酸、碱性对荧光增白剂的溶解状态有比较大的影响, 尤其是在水的pH值较低的情况下, 会造成荧光增白剂不能完全溶解, 而用肉眼很难观察出来, 造成吸光度A的测定结果不稳定, 从而影响到紫外吸收的测定结果。因此对水的pH值对荧光增白剂SH最大吸收λmax、吸光度A的影响进行了实验。

称取荧光增白剂SH试样0.2g溶于1000mL水中, 分别从中吸取10mL于6个100mL容量瓶中, 分别加入不同pH值的缓冲溶液1mL, 用水稀释到刻度, 配成20mg/L溶液。见表1。

从表1可见, 水的pH值在4～9之间对最大吸收波长λmax没有影响, 在pH<5时吸光度A偏低, 在pH值5～9范围内测定, 对吸光度的影响较小。由于GB/T 6682《分析实验室用水规格和试验方法》中规定的三级水, 其pH控制在5.0～7.5, 因此选用符合标准要求的三级水完全可以满足实验要求。

2.1.3 溶液浓度的选择

为减小误差, 荧光增白剂SH溶液的吸光度A应控制在0.15～1.0的范围内, 并且要求在此范围内溶液的浓度和吸光度之间呈线性关系。因此我们绘制了荧光增白剂SH溶液浓度与吸光度A之间关系的曲线, 见图1。

y=0.0137+0.0336x 相关系数γ=0.999937

从图1可见, 荧光增白剂SH的浓度在10mg/L～50mg/L范围内与吸光度A呈线性相关, 适合于在此范围内测定, 为控制吸光度A在0.15～1.0的范围内, 溶液的浓度选择在20mg/L。

2.1.4 吸光度A的测定

根据以上条件的选择, 确定荧光增白剂SH溶液吸光度A的测定方法如下:

称取试样约0.2g (精确至0.0001g) , 置于烧杯中, 用水溶解, 并转移至1000mL棕色容量瓶中, 用水稀释至刻度, 摇匀。再用10mL移液管移取10mL上述溶液至100mL棕色容量瓶内, 用水稀释至刻度, 摇匀。立即用1cm石英比色皿, 以水做参比溶液, 在 (25±5) ℃温度下, 于最大吸收波长 (350nm) 处, 测定试样溶液的吸光度A。

2.1.5 紫外吸收的计算

紫外吸收用Eundefined表示, Eundefined为换算成浓度为10g/L, 用1cm比色皿测得的吸光度。

undefined

式 (1) 中:A——测试溶液浓度为C时的吸光度;

C——测试溶液浓度, 单位为g/L。

Eundefined的两次平行测定结果之差不大于10。取其算术平均值作为测定结果。

2.2 增白强度和色光的测定

增白强度和色光是控制荧光增白剂SH质量的另外两个重要指标, 也是其质量优劣的真实体现。由于荧光增白剂SH主要用于棉纤维或织物的增白, 所以本文通过对棉布增白来确定增白强度和色光的测定方法。

2.2.1 实验材料和试剂a) 精练漂白棉布或棉纱;

b) 无水硫酸钠溶液, 100g/L;

c) 无水碳酸钠溶液, 50g/L;

d) 乙酸钠溶液, 10g/L;

e) 乙酸溶液, 10g/L。

2.2.2 染色条件的选择确定

染色用5g棉布或棉纱, 浴比1:40, 在0.05% (owf) 染色深度下, 对染色温度 (50℃、80℃、98℃) 、时间 (15min、30min、45min) 、硫酸钠用量 (0mL、5mL、10mL) 、pH值 (5、7、9) 的条件下进行试验。见表2、表3。

从实验结果看, 盐用量对增白效果影响很大, 用量越大增白效果越好, 经进一步实验, 再增加盐的用量增白效果变化不大。染色时间对增白效果略有影响, 但为得色均匀, 宜选择较长的染色时间。染色温度和pH值对增白效果有一定影响, 温度和pH值低有利于增白。综合上述实验结果和染色织物的匀染、透染情况, 确定了表3中的拟选条件。

为了解不同pH值调节方式对增白效果的影响情况, 在上述拟选条件下进行了以下实验, pH值按表4调节, 其它按表3的确定条件, 见表4。

从上表4看, 只加乙酸溶液白度略低, 其他几种调节方式差别不大, 可任选其一。

2.2.3 染色深度 (用量) 的选择

由于荧光增白剂用于纤维或织物的增白, 并不是荧光增白剂用量越多越好, 而是存在“泛黄点”的问题, 所以为了选择合适的染色深度, 在上述条件下对棉布增白后的白度值WCIE (增白效果) 与荧光增白剂SH染色深度的关系进行了试验。见图2。

从实验结果可以看出, 在较低的染色深度下, 白度值WCIE随染色深度的增加而明显增加, 在较高的染色深度下, 白度值增加趋缓。因此为了便于评定荧光增白剂SH的色光和增白强度, 我们选择了分档清晰的染色深度0.04% (owf) 。

2.2.4 染色方法的确定

根据以上实验条件和染色深度的选择, 确定荧光增白剂SH的染色方法如下:染色深度为0.04% , 染色用5g棉布或棉纱, 浴比1:40。准确称取荧光增白剂SH标样和试样 (根据紫外吸收折算) 各0.4g (精确至0.0005g) 放入烧杯中, 用水溶解, 转移至1000mL棕色容量瓶中, 用水稀释至刻度, 吸取该溶液50mL, 移入500mL棕色容量瓶中, 用水稀释至刻度, 摇匀。按表5规定配制染浴。

单位为毫升

染色操作:

染浴配好后, 将染缸置于水浴中准备染色, 将棉布 (或棉纱) 按染缸编号顺序入染, 并不断翻动, 于30min内升温至50℃, 在此温度下续染30min, 染毕, 按入染顺序取出, 用水洗净, 晾干。

2.2.5 增白强度和色光的评定

(1) 目视评定

增白强度和色光可按GB/T 2374第7章的规定采用目视方法进行评定。

(2) 仪器测定

增白强度和色光除可采用评定外, 随着进口和国产白度仪 (计) 使用, 还可采用仪器测定相同染色深度下标准样品和试样的白度值后, 增白强度F (分) 按式 (2) 计算:

undefined

式 (2) 中:W1——标准样品的白度数值;

W2——试样的白度数值。

F的两次平行测定结果之差不大于2。取其算术平均值作为测定结果。

色光的测定可根据不同白度仪 (计) 测出的色调系数T, 结合目视评定结果给出一个适宜的色调系数范围, 从而使仪器测定结果和目视评定结果保持一致。

3 结论

紫外吸收的测定为荧光增白剂SH的生产商和用户提供了一种简单、易行、实用、快速的控制和检验产品质量的方法。但在测定过程中要注意避光, 并控制实验用水的pH值, 因为光照或水的pH值低于5时, 测得的紫外吸收值偏低。

荧光增白剂SH增白强度和色光的测定既可采用传统的目视评定, 也可采用仪器测定。采用仪器测定可以减少或避免人为因素带来的影响, 这也是今后的发展方向。但是也应注意, 由于不同商家所使用仪器的不同, 其测定结果也会有差异。因此控制增白强度 (F) 的适宜范围和色调系数 (T) 的适宜范围是使测定结果和目视评定结果保持一致的关键。

摘要：本文通过对荧光增白剂SH溶解所用溶剂、最大吸收波长和溶液浓度的选择实验, 确定了一种简单易行、实用快速的控制和检验其产品质量的紫外吸收的测定方法。通过对荧光增白剂SH在棉织物上染色条件、染色深度 (用量) 的选择实验, 确定了测定其增白强度和色光的方法。

关键词：紫外吸收,吸光度,增白强度,色光,白度值

参考文献

〔1〕董仲生·荧光增白剂的泛黄点及其分析·印染助剂, 1993·3

〔2〕董仲生·用UV-VIS分光光度计测定荧光增白剂CXT强度的新方法·染料工业, 2000·37·2

〔3〕董仲生·光对荧光增白剂VBL的影响·印染助剂, 2002·6

吉安高岭土的除铁增白篇3

高岭土通常称为“瓷土”,主要成分为硅酸铝,通常A12O3含量为37.5~44.5%,Si O2为44.8~53.1%,并含有少量的铁、钠、钾、钛、钙和镁的氧化物,折射率约为1.56,比重为2.58~2.63,颗粒大小较细的为0.2~2μm,较粗的可达70μm。高岭土的颜色差别较大,从白色到乳白色甚至灰色。高岭土的化学性质不活泼,填充率较大,加上价格便宜和良好的遮盖力,高岭土已广泛地用于陶瓷、水性漆、乳胶漆以及造纸工业和纺织涂料。颜色性能较差的高岭土多应用在油毡、地板配料和油布中。吉安高岭土属于风化、露天矿藏,储量丰富,矿源细腻,可塑性好,开采方便。但煅烧后白度不高,主要是因铁矿物杂质含量较高,影响了它在高档陶瓷中的应用。现在只局限用于对白度没有要求或白度要求较低的陶瓷制品、紫砂制品、橡胶塑料工业、油漆工业等。为了拓宽高岭土的应用范围,如何提高其白度,就显得十分重要。根据矿方的委托,我们就该矿的高岭土的增白进行了试验,结果效果显著,基本适应在高档陶瓷中应用的要求。

1 影响高岭土煅烧白度的原因分析

高岭土是一种以高岭石簇矿物为主要成份的黏土类矿物原料。其主要伴生矿物为石英、白云母、少量长石和一些暗色矿物,有些高岭土颗粒表面同时还吸附了一些以Fe3+形式存在的铁的氧化物(色素离子)。不同地方的高岭土自然颜色的差别,主要是高岭土中所含的有机腐殖质颜色不同造成的,但经过高温煅烧后,随着有机质的分解、挥发,白度均很高,如江西广丰黑土,就属这种高岭土。只有其颗粒表面吸附了三价铁离子的高岭土,煅烧后白度无法达到高档陶瓷所用瓷士原料的要求。这也是影响煅烧高岭土白度的主要原因。由于铁杂质在高岭土矿藏中呈现方式多样,有的呈网络状,有的呈结核状。一般来说高岭土矿中含的铁矿物主要有:黄铁矿(Fe S2)、赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、钛铁矿(Fe Ti O3)等。

2 高岭土除铁增白法方法

2.1 所需设备及药剂

设备:永久磁铁、除铁器、托盘天平、榨泥机、白度器、干燥箱、电炉、酸度计、搅拌器。

药剂:草酸、保险粉、p H试纸、氢氧化钠、氯化钠。

2.2 除铁方法

2.2.1 物理方法除铁

是利用矿物磁性差别的原理,进行电磁选矿,主要是根据被磁化物质在磁场中受磁力作用这一特性,将强磁性铁矿物从高岭土矿中分离出来,从而达到除铁的效果。它是较为传统的原料除铁方法,通常使用永久性磁铁、电磁除铁设备等进行除铁,这种方法只能除去高岭土颗粒表面吸附的强磁性的铁矿石(如:相对磁性为40.80的磁铁矿和相对磁性为24.70的钛铁矿)和混杂在高岭土矿中机械性的铁杂质。具体方法是:就是把经过化浆水波淘洗的高岭土泥浆通过电磁除铁器除铁,并在高岭土泥浆流经的泥浆沟里,隔一段距离放上用纱布包好的的永久磁铁石若干,并定期拆除纱布用水冲洗。这样能有效除去吸附在高岭土矿中的强磁性的铁矿石和混杂的机械性铁杂质。

工艺路线:原矿化浆搅拌→水波淘洗→过筛→过除铁器→储浆池→榨泥。

2.2.2 化学方法除铁

本试验将借鉴同行们对其他地区高岭土除铁漂白的经验,选用还原漂白法。原理是:保险粉(Na2S2O4)是一种强还原剂,能溶解不溶于水和酸的Fe2O3,把Fe3+的氧化物还原成可溶于水的Fe2+离子,经洗涤除去,达到除铁增白的效果,反应试为:

Fe2O3+S2O42-+2H+=2SO32-+2Fe2++H2O

工艺路线:把经过物理除铁后泥浆酸处理→调整p H值→加保险粉→搅拌→榨泥→泥饼化浆水洗→榨泥→再水洗。

工艺步骤及参数:把经过水波淘洗和物理除铁的泥饼用温热水化浆,水温控制在50℃以下,再在泥浆中慢慢加入H2C2O4,充分搅拌,调整p H=2,分批在泥浆中加保险粉(十分钟左右添加一次)搅拌30分钟左右后,再在高岭土矿浆中加入少量的缓冲剂Na OH,充分搅拌,调整p H=5~6,由于Na2S2O4水解后成碱性溶液,加碱的主要目的是抑制这个水解反应,从而提高Na2S2O4漂白高岭土的效率。漂洗1小时后,再榨泥、水洗,这样重复操作四到五次,使Fe2+经洗涤干净,最后将泥饼风干,加3%的增白剂Na Cl充分混合。在600℃左右的温度下煅烧,可得到煅烧白度为88的高岭土。至于草酸除铁的效果之所以比盐酸、硫酸、硝酸除铁的效果好,主要是因为草酸能络合Fe3+,其反应试是:2Fe3++6C2O42-=2[Fe(C2O4)3]3-

3 结语

(1)用化学方法处理高岭土中+3价Fe的氧化物,通常试剂成本相对较高,因此在工业生产中,常与物理选矿方法联合对经选矿后的精矿进行漂白,以尽量减少漂白工艺所处理的矿浆量,减少漂白剂用量。

(2)由于草酸对Fe3+具有强的络合能力,控制泥浆的PH值在酸性范围,用草酸溶解三氧化二铁,并和Fe3+离子形成络合离子[Fe(C2O4)3]3-,这样除铁的效果比其它强酸更好。

(3)煅烧最高温度控制在600℃,并在600℃的情况下保温15min,有利于吉安高岭土白度的提高。

参考文献

[1]袁廷英.高岭土的几种除铁方法[J].国外金属矿选矿,2002,(9):19-21

[2]姚绍德,余红,雷绍民.高岭土深加工技术研究的进展[J].金属矿山,1996,(1):37-43

[3]徐莹.造纸用土粘化学漂白方法的研究[J].中国非金属矿工业导刊,2003,(1):25-29

[4]阵霞,林茂发,王立.煤系高岭土增白技术的研究[J].煤炭转化,1998,21(4):95-97

膨润土除铁增白工艺初探篇4

关键词：膨润土,除铁,增白

膨润土是以蒙脱石矿物为主要成分的一种黏土矿。在膨润土矿物中往往伴生一些暗色矿物及蒙脱石颗粒表面吸附一些色素离子, 影响原矿及产品的白度, 限制了产品的应用范围。据统计, 我国90%以上的膨润土产品均含有着色矿物铁等, 产品白度低, 仅限铸造、钻井造浆、冶金球团及油脂脱色等行业应用, 产品附加值低, 而科技含量高的应用领域对产品白度有严格要求, 产品白度已成为膨润土加工业调整产品结构、拓展市场的主要障碍。因此开展相关的除杂增白研究, 引起广大学者的关注。

由于膨润土的结构特点, 煅烧只能除去其中的有机质, 对提高白度意义不大。所以利用膨润土本身的分散性及吸附的色素离子的物化特性, 用特定的化学试剂与其反应, 通过漂洗、过滤、除去色素离子是一条可行的途径。本文以安徽某地含三价铁及其氧化物的淡黄色膨润土为实验对象, 并就利用Na2SO3除铁的工艺条件进行探究。

1 实验部分

1.1 试剂及仪器

1.1.1 试剂:

膨润土样品、Na2S O3、Na2CO3、H2C2O4、Na2C2O4。

1.1.2 仪器:

玻璃棒、胶头滴管、烧杯、漏斗若干, 电子分析天平、电动搅拌机、电热恒温水浴锅、精密pH计、干燥箱、白度仪等。

1.2 实验原理及工艺流程

膨润土中的铁元素一般以Fe3+离子及氧化物和二价铁的水合物形式存在, 不溶于水, 也不溶于稀酸。但如在料浆 (膨润土与水的混合物) 中加入适量的Na2SO3, 则Na2SO3就能直接与膨润土中的三价铁及其氧化物起反应, 把三价铁还原成能溶于水的Fe2+离子, 再经过滤、滤洗将料浆中的Fe2+滤去, 以达到除铁增白的目的。

具体的实验方案:首先将原土按比例与一定量的水混合搅拌制成浆料, 然后加入由Na2CO3、H2C2O4、和Na2C2O4三种物质按一定比例配成的混合溶液调节浆料的pH值, 并用电动搅拌器搅拌, 控制好反应时间, 再加入Na2SO3与调过pH值的浆料发生氧化还原反应—S O32-+2 O H-+2 F e 3+=S O42-+H2O+2Fe2+, 最后通过电动离心机分离, 过滤沉淀, 并用水漂洗, 在电热真空干燥箱内烘干, 测量成品白度, 对实验结果进行分析。

工艺流程如下所示:

原土→制浆→调p H值→加还原剂反应→离心分离→过滤→漂洗→烘干

2 实验结果及讨论

影响除铁效果的因素有很多, 如原土本身的特征、温度、药剂用量、矿浆浓度、漂白时间、搅拌强度等。由于各地膨润土影响白度的杂质矿物和因素各不相同, 因此不同产地的膨润土必须根据其特性, 采取不同的漂白工艺。利用亚硫酸钠来对膨润土还原漂白的过程, 就是将样品中的氧化铁还原成氧化亚铁, 同时除去部分氧化亚铁, 提高样品的白度的过程。在除铁的过程中除主反应外还伴有各种副反应。因此, 具体做探究实验时, 除从平衡观点判断反应进行的可能程度外, 更重要的是在不同条件下考察其本身的氧化还原特性, 以便确定较佳的反应条件。为了研究单因素对漂白效果的影响, 在实验中固定影响漂白效果的其他因素, 分别调节此单因素进行实验。

2.1 温度对除铁效果的影响

将一定质量的原土在干燥箱中以120℃烘2小时, 然后分别称取20g样品四份, 按照水和原土干粉的液固比为5:1进行配浆, 编号分别为Ⅰ~Ⅳ, 电动搅拌机按120转/分搅拌30分钟, 利用电热恒温水浴锅使矿浆温度控制在20℃、30℃、40℃和50℃之间变化, 浆料的pH值保持在6~8, 还原剂用量1g, 添加次数为2次, 漂白30分钟, 除反应温度改变外, 其余参数均不变, 最后测其各个样品的白度, 实验结果见图1:

从图看出温度对漂白也有明显影响, 随着温度的升高, 膨润土的白度提高的趋势很明显, 可能因为在常温下Fe2O3的化学活性较低、溶解在水内的氧对Fe2+起氧化副作用, 在膨润土的吸附层外有气膜降低了还原剂与Fe2O3的反应几率, 随温度的升高, Fe2O3的化学活性在提高, 相对地降低了范德华力及内聚力, 同时溶解于水中的氧及气膜在逐渐逸出、消失, 增大了还原剂与Fe2O3的反应几率。

虽然较高温度可提高漂白剂在水溶剂中的反应速度, 提高白度, 但温度过高要消耗热能, 同时还原剂分解速度过快, 导致氧化还原反应进行的并不充分, 除铁效果并不是很好, 通过几组对比实验发现, 此样品反应温度控制在最好在45℃左右比较好。

2.2 pH值对除铁效果的影响

研究矿浆的pH值对漂白效果的影响时, 在实验中固定矿浆浓度、漂白剂的用量、漂白温度、漂白时间, 分别调节矿浆的值, 使矿浆的pH值在3~12之间变化, 进行实验。固定液固比为5:1, 还原剂用量1g, 添加次数为2次, 漂白温度在45℃, 漂白30分钟。实验结果见图2:

图结果表明, pH值在8左右时, 白度高, 除铁效果最佳。原因可能有以下几点, 第一点, 我们知道在非氧化稀酸中, Fe主要被氧化为Fe2+而非Fe3+。即:Fe+2H+﹦Fe2++H2↑, 但在酸性介质中, Fe2+不稳定, 易被空气中氧气所化:Fe3++e-=Fe2+4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O由此可见, 酸性介质中铁最稳定的离子是Fe3+离子而非Fe2+离子, 在酸性条件下除铁效果没有在碱性条件下好。第二点, Na2SO3作为还原剂, 在酸性条件下容易酸解, 放出SO2气体, 降低了其还原能力, 因此反应环境应保持碱性。第三点, 虽然在碱性介质中反应, 但碱性不宜过强, 浆液中加入Na2SO3将Fe3+还原为Fe2+, Fe2+几乎全部以Fe (OH) 2的形式沉淀下来与浆液混在一起, 很难将其与浆分开, 以致影响除铁效果。为此要加稀硫酸调节酸度使Fe (OH) 2转化为溶于水的Fe2+, 过滤除去。

2.3 还原剂的添加次数对除铁效果的影响

研究还原剂的添加次数对除铁效果的影响时, 在实验中固定矿浆浓度、矿浆的pH值、还原剂的用量、漂白温度和漂白时间, 分别将漂白剂的用量分为1次、2次、3次和4次进行添加。固定液固比为5:1, 矿浆的pH值在8~9, 漂白剂用量为1g, 漂白温度控制在45℃, 漂白时间30分钟。实验结果见图3:

由图看出定量的还原剂在添加次数增加的情况下, 膨润土白度整个提高的趋势比较明显。因为在溶液中分解速度较快, 尤其在温度较高和酸性环境中, 一次添加因受还原反应速度的限制, 部分还原剂来不及反应而分解失效, 导致利用率下降。分批添加较好地解决了上述问题。实验表明, 分次添加 (用量相同时) 漂白剂, 可明显提高利用率, 增强除铁效果。

2.4 反应时间对除铁效果的影响

研究反应时间对除铁效果的影响时, 在实验中固定矿浆浓度、矿浆的pH值、漂白剂的用量、反应温度和还原剂的添加次数, 分别将反应时间控制在20分钟、35分钟、50分钟和65分钟。固定液固比为矿浆的值在8~9, 还原剂用量为1g, 反应温度在控制在45℃, 还原剂添加次数为3次。实验结果见图4:

由实验结果分析并不是反应时间越长越好, 在20~35分钟时白度上升趋势较为明显, 但在37分钟左右后白度缓慢下降, 可能因为部分被还原的铁重新被空气氧化。该实验的化学反应十分迅速, 即使有过剩的药剂, 也会很快分解掉, 延长反应时间提高白度效果并不明显。因此漂白时间既不能过长, 也不能太短, 时间过长既浪费药剂, 又达不到预期实验要求, 因为空气中的氧会导致Fe2+氧化成Fe3+;时间过短, 白度达不到要求。一般反应时间控制在30~35分钟内, 此时除铁漂白的效果最佳。

2.5 洗涤对除铁效果的影响

将Fe3+转化为Fe2+只是完成了除铁的第一步, 紧接着应迅速洗涤浆液, 否则Fe2+在很短时间内被空气中的O2又氧化成Fe3+, 达不到除铁的目的。因此洗涤环节非常重要, 洗涤时首先将浆液中的Fe2+及阴离子大部分通过过滤除去, 然后将留在滤渣中的Fe2+及阴离子用清水滤洗并使其接近呈中性, 使Fe2+全部滤出不留在滤渣中, 这样方可达到除铁的目的。

3 小结

通过以上膨润土除铁初步研究得出:采用较高温度溶解制浆, 在pH=8的条件下, 先调p H值后酸化, 抽滤多洗的方法可以较好地除去膨润土中的Fe3+离子, 达到除铁的目的, 本实验为该领域的进一步研究提供了借鉴, 同时也有利于膨润土在科技含量较高的领域中的应用。

参考文献

[1]刘阳, 汪永清, 等.膨润土的改性及其应用[J].中国陶瓷工业.2001, 8 (2) :39～41

[2]杨有学.我国膨润土及其无机产品[J].无机盐工业.1991, 3 (40) :40～44

面粉增白剂去留惹人议篇5

白度是面粉及其制品的重要指标, 面粉加工精度越高颜色越白, 但因面粉中含有类胡萝卜素等物质, 故正常色泽多呈乳白色或乳黄色。长期以来, 在面粉加工过程中一般都会添加一种叫做“过氧化苯甲酰”的面粉增白剂, 以增加面粉的白度, 并延长保质期。但近年来, 一些面粉加工者为迎合消费者对白度的偏爱, 在面粉中过量添加增白剂, 或为了以假乱真、以次充好, 非法加入“吊白块”、滑石粉、石膏粉等, 这样做白度是提高了, 蒸出的馒头、包子的确很白, 但带给消费者的却是对身体健康的潜在危害。

面粉增白剂究竟为何物?

被俗称为面粉增白剂的物质, 其学名为过氧化苯甲酰, 它可以抑制面粉中一些酶的作用, 破坏类胡萝卜素、叶黄素等色素而增进面粉的白度, 同时它还具有一定的杀菌防虫效果, 有利于面粉的保管和储存, 从而延长保质期。

我国在GB 2760-1996《食品添加剂使用卫生标准》中规定, 过氧化苯甲酰在小麦粉中的最大使用量为0.06g/kg。但据调查显示, 目前我国市场上的面粉合格率不足40%。增白剂添加量超标现象十分严重, 应引起人们的高度重视。

过量使用增白剂可能带来的危害

过量使用增白剂, 不仅会降低面粉的营养价值, 而且还会产生一定的毒性物质 (如苯甲酸) , 长期食用会产生叠加中毒现象, 而危害人体健康。

据介绍, 过氧化苯甲酰水解后可生成苯甲酸而残留在面粉中, 并随制成的食品进入人体。苯甲酸在机体内一部分与氨酸化合成马尿酸, 从尿中排出体外, 另一部分与葡萄糖醛酸化合而解毒, 以上两种化合解毒过程均在肝脏内进行。因此, 长期过量摄入过氧化苯甲酰, 肝脏无法全部化合解毒, 很容易造成肝、肾、肠、胃等脏器的损伤, 诱发多种疾病。如肝脏功能衰弱的人, 容易引发牙龈出血、皮肤紫斑等症;胃粘膜长期受到增白剂的慢性刺激, 形成慢性胃炎, 最后造成胃粘膜溃疡、穿孔;由于增白剂在小麦粉中破坏营养成分, 减少人体对维生素的吸收, 容易造成营养不良。

此外, 增白剂还会对人体的中枢神经系统造成累积性损害。长期吃含大量增白剂的食品, 会导致大脑失聪、四肢麻木或颤抖, 它的危害也许不能立刻表现出来, 但会潜在存在, 延续到下一代的大脑发育上, 继而影响整个民族的身体素质。至于某些不法商贩为强行提高面粉白度, 而添加“吊白块”、石膏粉、滑石粉等物质, 则会对人体健康造成更大的损害。

面粉增白剂去留之争已持续多年

过氧化苯甲酰作为合法的面粉添加剂进入《小麦粉》国家标准已有20余年。20世纪80年代, 时任原商业部粮油工业局局长、现任中国粮食行业协会副会长的王瑞元在英国考察时发现, 英国的面粉添加该物质后增白效果显著。在其推动下, 商业部在新颁布的《小麦粉》标准里, 允许添加过氧化苯甲酰。与此同时, 卫生部也将过氧化苯甲酰列入《食品添加剂使用卫生标准》。两者均为国家标准。

此后十多年来, 出于该物质对健康存在潜在风险的顾虑, 以及对行业发展的考量, 是否允许其在面粉中继续使用, 已成为争论不休的老话题。主禁派认为, 过氧化苯甲酰会破坏面粉的营养结构, 过量使用会对人体造成危害。而反对禁止的一派则表示, 根据实验, 过氧化苯甲酰在食品添加剂使用的范围内, 不会引起面粉食用安全问题, 不应该从国家添加剂名录中注销。

争议随着时间的推移日趋激烈。自2000年起, 曾经力推增白剂的王瑞元, 开始在各种粮油工业会和粮食行业会上呼吁企业禁用面粉增白剂。最关键的因素是, 他发现国际上已开始逐步淘汰面粉增白剂。王瑞元的呼吁引起了大型面粉加工企业的响应。全国面粉龙头企业先后4次联名写信给上级主管部门, 要求禁用过氧化苯甲酰。

此后, 国家粮食局正式站到了“主废派”这一边。2006年, 国家粮食局在其拟定的《小麦粉》国家标准草案中, 明确提出禁用过氧化苯甲酰和过氧化钙两种化学增白剂, 并将该草案报送国家标准化管理委员会。而卫生部门认为, 《小麦粉》国标修订草案中禁用过氧化苯甲酰等化学增白剂与《食品添加剂使用卫生标准》的有关规定存在矛盾。由于各方分歧较大, 该草案迟迟没有得到批准。至今指导面粉生产企业的合法标准仍为1986年修订的旧标准。

2010年7月26日卫生部公布的食品添加剂国家标准———《食品添加剂使用标准》征求意见稿中, 过氧化苯甲酰依然被归为面粉处理剂而允许使用。而在9月15日举行的“食品添加剂标准制定与公共政策”研讨会上, 全国政协委员、中国肉类食品研究中心总工程师冯平透露, 卫生部办公厅对“关于再次建议尽快出台新的《小麦粉》国家标准”的提案答复中表示, 全国食品添加剂标准委员会已审查同意注销过氧化苯甲酰。至此, 这一争论已久的问题才告一段落。