墨西哥粘土的铁浸出工业利益的墨西哥酸性酸

Guillermo D. Terrazas Calderón, Jorge Ibarra Rodríguez, U. Ortiz-Méndez和Leticia M. Torres-Martínez

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AZojomo (ISSN 1833-122X)第1卷2005年12月

主题涵盖

抽象的

关键词

介绍

亚博网站下载材料和方法

结果与讨论

结论

致谢

参考

联系方式

抽象的

在这项工作中，我们展示了草酸处理墨西哥粘土的效果。草酸表明了高岭土的最佳效率。然而，有很少的作用，其中草酸用于与高岭土不同的其他矿物的美白。采用x射线衍射、原子吸收、x射线荧光和颜色指数等方法对该粘土进行了表征。最初，粘土的铁含量很高，超过4%，白色指数为70%。一个2^K.为浸出铁而开发了因子设计。涉及本研究的因素是：酸浓度，治疗时间和温度。在因子设计的条件下，分别获得了熨斗移除和白度优于45％和80％。基于这些初步结果的参数优化将允许在粘土中获得更好的铁除去和白度。这些结果将随着粘土的最终表征而完全出现。

关键词

粘土，铁的浸出，草酸

介绍

在陶瓷制品的加工中，影响最终产品质量的最重要参数是掺入骨质yabo214矿物质及其特定特征（组合物和纯度）。

通常原料直接从地面表面提取，因此原料中的杂质的浓度不是同质的。取决于沉积的大气和地质条件，以及粘土的改变程度，它可以含有某些矿物浓度，例如：赤铁矿，弱胺，黄铁矿，磁铁矿，铬铁矿等。这些矿物通常有助于Fe，Cr，Mn，Ti和Ni等元素，其具有对产品的特征不希望地进行颜料[1,2]。氧化铁浓亚博网站下载度为0.5 - 3%的原料会降低矿物的白度，使其呈现棕黄色，限制了其在陶瓷工业中的应用。一些研究人员开发了不同的物理和化学技术(最近还有微生物技术)，目的是去除粘土中以氧化物或水合氧化物形式存在的铁。这些技术可以增加最终产品中的白度[3-5]。有机酸的使用是高潮美白的最有效的方法之一。Cameselle等。[3]发现，为了溶解摩尔铁三种草酸是由它们所研究的高岭土所必需的。通过该关系，它们确定了通过草酸和溶液中的铁形成的复合物的公式：

3C₂O._4.^2-+ FE.³⁺[fe（c₂O._4.）_3.]^3-

最近的调查主要集中在高岭土的铁萃取研究，其主要成分是高岭石。在这项工作中，采用粘土样品中的草酸去除铁酸的方法。为此目的，使用2进行实验设计^K.因子设计，其中k是因素的数量[6]。考虑的因素有:草酸的浓度，时间和温度，成为2^3.设计。

亚博网站下载材料和方法

这项工作中使用的粘土样品来自位于墨西哥南部的押金，由当地公司提供。由于含铁量高(4.2%)，白度指数低(L = 71)，这种粘土没有商业价值。

化学和矿物表征分别由X射线荧光（XRF）和X射线衍射（XRD）制备。粘土的研磨是使用瓷器磨机进行氧化铝球进行。在我们的条件下，磨粉至325目以下(~40µm)粘土85%。

单纯形方法用于优化浸出条件。表1中列出了该设计的矩阵。在参考文献中发现的高岭土的最佳结果选择治疗的初始条件[2-5]。

表1。三种因素的实验设计矩阵2^3.。

a =草酸

B =时间

C =温度

使用250ml烧瓶进行浸出实验，其中混合物10g粘土和100ml草酸。将烧瓶放在具有恒定搅拌（870rpm）的加热板上。用原子吸收光谱法测定了浸出后的铁量。此外，样品的初始颜色在通过过滤获得的每一种固体中测定。对于白度测量，将样品在1000℃下热处理30分钟。用GretagMcBeth色度计Eye Color 7000A测定白度指数。

结果和讨论

粘土由方解石，石英，白蚁和莫斯科组成。根据提供粘土的公司提供的结果，铁以无定形相和氢氧化物的形式存在。在表2中，列出了粘土的XRF分析。

表2。粘土的XRF分析。

* 950°C

在1000℃热处理30分钟后，粘土呈现棕红色，白度指数(L)为71。

在浸出过程之后观察到，在2至3天的时间内形成棕色沉淀，并将含有溶解铁的浸出溶液的颜色的强度降低。通过其中一个铁铁键合至三个草酸根部这些酸基团中的每一个中的氧离子。这种复杂的呈现黄色，这与粘土处理后获得的液体同意，[4]。

表3列出了因素设计的第一个单纯x的结果2^3.。在较低的浸出浓度下，铁的浸出量为30%，但浸出时间和温度条件较高。该结果表明，仅草酸浓度本身不影响铁除去反应。浓度和时间的组合在铁移除中具有较重的效果，产生更高的指标。这在表4中更清楚地观察到这一点。这可能是由于反应动力学较低，不仅物质浓度有影响，而且时间(和温度)也有影响。

表3。阶乘设计的第一个单纯的结果2^3.。

a =草酸

B =时间

C =温度

表4。决定因子之间的效果和相互作用。

a =草酸

B =时间

C =温度

效果A.-0.47

效果B.12.99

效果C.7.67

相互作用的影响

效果ab.0.84

效果AC.0.09

效果BC.-0.51

影响美国广播公司-3.05

根据表4中呈现的结果，时间是影响铁移除更多的因素，因为它具有最高指标的铁拆卸。对于酸浓度和温度效应，结果分别为阴性和阳性。这表明可以使用较低的酸浓度和更高的温度条件来获得更好的结果[7]。然而，这三个因素的结合是必不可少的，如表4所示的高值所示。

一旦在删除结果中识别最佳和更糟糕的响应，就会继续使用第二个顺序单纯x。因为更差的响应是实验2中的5％去除（表4），所以顺序单简单在表5中所列的新实验No.9的添加时取代这些条件。

表5。决定因子之间的效果和相互作用。

a =草酸（g / l）

B =时间（h）

C =温度(°C)

实验9发现，草酸浓度降低到86 g/L。而且，时间和温度条件分别变为5.4小时和84°C。这些变化在去除结果中非常有利，因为它增加到44％。

因为与前一个实验相比显示了更好的响应，所以根据第三顺序单纯x，较差结果的实验​​是由其他结果所取代的。考虑到实验9的结果进行了新的实验，结合表4中的观察结果，并列于表5中。

这种新单纯x的应用将设计移动到负面区域，而不是在我们的研究中没有意义。由此，仅制备浓度阳性值的实验，而其他实验仅被等于零。这些结果表明，浓度影响了耐铁的程度。这可以在图1中清楚地观察到这一点。此外，我们还观察到，时间和温度对超出实验9所建议的值没有任何影响，如图2和图3所示。

图1。草酸浓度对第三单胞脱除氮铁的影响。

图2。时间对第三厂除铁的影响。

图3。温度对第三单纯炉除铁的影响。

随着我们以前的设计纠正了新的单纯性，考虑到最新结果，更换了10到16的实验。表6列出了新的实验及其条件。新的单纯表将我们返回与第一个类似的地区，但达到相当高的铁拆卸指标。

表6所示。阶乘设计的第四个单纯x结果2^3.。

a =草酸（g / l）

B =时间（h）

C =温度(°C)

根据这些结果，我们可以看到体系的最佳条件放置在草酸浓度和温度高的区域(表7)。另外，在图4,5和6中，分别呈现出氧化酸浓度，时间和温度的铁去除程度的结果。

表7。决定因子之间的效果。

a =草酸（g / l）

B =时间（h）

C =温度(°C)

效果A.4.50

效果B.1.00

效果C.3．50

结论

如我们所见，在每个实验中溶解的最高浓度的铁取决于使用的草酸浓度及其与时间和温度的相互作用。在我们的条件下，目前已经达到了相当大的铁矿，知道粘土具有高浓度的铁。

在每种处理结束时，得到黄色，草酸 - 铁溶解和具有高白度（L = 81）的粘土。较低浓度的草酸的处理比例地降低了溶解铁的量。未来通过扫描电镜对粘土的表征将帮助我们了解铁在粘土结构中的分配方式，因此应用一种新的单纯形可能会把我们带到其他条件更好的除铁区域。

致谢

我们感谢Conacyt与奖学金REF No.171120的财务支持，以及化学科学的帮助和使用实验室。亚博老虎机网登录

参考

1.R. Galindo，“pasas y vidriados en la fabricación de pavimentos y revestimientos cerámicos”，FAENZA EDITRICE IBÉRICA, S.L. España，（1994）251。

2。L. Toro，A. M.Marabini，B. Paponetti和B. Passariello，“Proceso opera Rimozione del Ferro da Conceptioni di Caolino，Quarzo Ed Altri Materiali di Interese Industriale”，意大利专利No.217070 A / 90。（1990）。

3.C. Cameselle，M.J.Núñez和J.M.Lema，“Haolin铁 - 氧化物浸出有机酸”，J.Chem。技术。Biotechnol。，70（1997）349-354。

4。C. Cameselle，M.J.Núñez和J.M.Lema，“Bioblanqueo de Caolines ConAspergillus尼日尔。Afinidad“，Tomo LV，No.478。1998年。

5。V. R. Ambikadevi和M.Lalithambika，“有机酸对铁染色铁纤维的炼铁去除”，应用粘土科学，16（200亚博老虎机网登录0）133-145。

6。D. Montgomery，“Diseño和Análisisde实验”，Limusa-Wiley，第二次。（2004）686。

7。N.Treviño，“Estragias deOptimación，Manual de Laboratoriodequímicaorgánica4”，faculty de Ciencias Químicas，Automa de Nuevo Leon（Uanl），（2003）。

联系方式

Guillermo D. Terrazas Calderón

Facultad deCienciasQuímicas

División de Estudios superires

Automa De Nuevo Leon（Uanl）

墨西哥

伊瓦拉豪尔赫·罗德里格斯

Facultad deCienciasQuímicas

División de Estudios superires

Universidad automa de Nuevo Leon（Uanl）。

墨西哥

U. Ortiz-Méndez

faculty de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Automa De Nuevo Leon（UANL）。

圣尼古拉德洛斯加尔萨N.L.，

墨西哥

Leticia M. Torres-Martínez

Facultad deCienciasQuímicas

División de Estudios superires

Universidad automa de Nuevo Leon（Uanl）。

墨西哥

电子邮件：[电子邮件受保护]

论文发表在《材料与材料加工技术进展》，7[2](2005)161-166。亚博网站下载