中国粉体网讯 “一白遮百丑，一胖毁所有”。这是现今常用的一种审美的说法。早在17世纪，日本艺妓就把脸涂白。1当时，电灯还未发明，将脸涂白这样就能在夜晚的室内反射烛光，让客人看的更清楚。现在的女孩子为了增白也是使出浑身解数，比如敷美白面膜，喝柠檬水、打美白针等等，但是这些方法真的适合于每一个人吗？其实矿物界也有需要“美白”的矿物，黏土矿物算是其中的一类。
黏土矿物是一类含水硅酸盐或铝硅酸盐矿物，其化学成分中，除水外一般还含有大量的SiO2和Al2O3，有些还含有一定量的Fe2O3、MgO及少量的K2O、Na2O、CaO等。黏土矿物大体上可分为结晶质与非晶质两类。结晶质矿物都是层状硅酸盐，形态有板状（层状、片状）和纤维状两种，主要为板状，晶质黏土矿物依据如下方面进行分类：按结构层型分为1:1型或2:1型；按层间物分为有无可交换阳离子等。
黏土矿物主要含有高岭石、蒙脱石、凹凸棒石、海泡石、累托石、硅藻土、伊利石等构成黏土岩和土壤的主要矿物组分。黏土矿物的良好的可塑性、耐火性、绝缘性和化学稳定使其成为重要的基础性工业原料，广泛应用于陶瓷、耐火材料、造纸、塑料橡胶等领域。研究发现，引起黏土矿物白度降低的因素可分为3类：
第一类是由有机质造成的，它们以有机碳的形式沉积在黏土矿物中，将其染成黑色或灰色；
第二类是由Fe、Ti、V、Cr、Cu、Mn等致色元素造成；
第三类是暗色矿物造成黏土矿物染色，如黑云母、绿泥石等，通常它们对黏土矿物的白度影响较小。
知道了致使黏土矿物“变黑”的原因，就要对不同的黏土矿物进行“美白”措施。研究发现，要想要黏土矿物增白，其原理主要有2种：
一种是除去黏土矿物中的铁、碳、钛等杂质；
另一种是通过包覆法在黏土矿物颗粒表面沉积层其他成分，从而达到增白的效果。
黏土矿物增白技术大比照
物理法分为三种：机械粉碎法、浮选法和磁选法
◆机械粉碎法是浮选法和磁选法的基础，通过将物料粉碎磨细来增加黏土矿物的比表面积后，再使用浮选法和磁选法增白黏土矿物，从而提高黏土矿物的白度。
◆浮选法利用矿物表面物理、化学性质的不同和矿物可浮性的差异来分离。
◆磁选法是利用不同的磁场强度分离黏土矿物中磁性物质与非磁性物质。铁质矿物与硅铝质矿物的磁性不同，所以磁选法可将矿浆中的铁杂质与黏土矿物分离，降低黏土矿物的含铁率，增加黏土矿物的白度。
磁选法是高岭土主要的物理除铁法，含有强磁性矿物（磁铁矿）或铁屑杂质的高岭土，采用普遍磁选法除铁效果显著。然而，高岭土中铁矿物杂质通常为弱磁性，目前主要采用高梯度强磁选法，或者将弱磁性矿物焙烧后转变成强磁性氧化铁，再采用普通磁选法除去。
高梯度强磁选法具有两大优点：①具有先进的螺线管磁体结构；具有能产生高磁感应强度的聚磁介质。在较高的磁场强度下，不锈钢聚磁介质表面能产生很高的磁场梯度，可分类微米或胶体颗粒级别的弱磁性物料。
化学法的增白方法比较多，大致分为酸浸法、氧化法、还原法、氧化还原法、煅烧增白法，在这些方法之下，又分为氧化漂白法、还原漂白法、酸溶漂白法、酸溶氢气还原法、氧化—还原漂白法、氯化焙烧法等不同方法。
◆氧化漂白法是使用强氧化剂（过氧化氢、次氯酸钠、高锰酸钾等）将处于还原状态的铁杂质在水介质中氧化为可溶于水的亚铁离子，然后通过水洗除去的方法。
◆还原漂白法通常用于除去黏土矿物中难溶的三价铁，目前最普遍使用的还原剂是Na2S2O4(保险粉)，其除去铁的基本化学反应方程式为：
◆酸溶漂白法是指用酸溶液（硫酸、盐酸、草酸等）作为浸出剂处理黏土矿物。将不溶化合物转化为可溶化合物，使原料矿物在加温的环境中被漂白。根据使用酸溶液的种类，可分为无机酸漂白法和有机酸漂白法。酸溶漂白效果与酸溶液的类型、矿浆浓度、酸浓度、反应温度等因素有关。
◆酸溶氢气还原法是一种基于酸溶法进行改进而提高黏土矿物白度的新方法。它是用酸和还原剂将不溶于水的氧化铁转化为水溶性的亚铁化合物，然后过滤除去。
◆氧化—还原漂白法是在铁以复杂的状态赋存于黏土矿时，即同时含有Fe3+、Fe2+、有机质等着色物质的情况，单一采用氧化法或还原法增白黏土矿物难以奏效。通过使用氧化—还原法可以分别除去黏土矿物中不同的着色物质。
◆氯化焙烧法是高温含氯的空气在专用的容器中可将黏土矿物中的铁、钛的氧化物转化为气态的氯化铁盐和氯化钛盐。
硅藻土是一种含硅质的生物沉积岩，主要由古代硅藻遗骸组成。其矿物成分主要是蛋白石及其变种，其次是高岭石、水云母等黏土矿物和矿物碎屑。硅藻土特殊的理化性能使其广泛用于生产助滤剂、轻质保温材料、吸附剂、功能性填料、催化剂载体等硅藻矿物材料。硅藻土在作为填料用于涂料、塑料、造纸、壁材等领域时，白度是其最重要的性能指标之一。目前硅藻土常用的增白方法主要有擦洗法、煅烧法、酸浸法、刘姝抒等在《硅藻精土酸浸—煅烧增白工艺与性能表征》一文中以吉林临江物理选矿后的硅藻土为原料，采用硫酸酸浸—煅烧联合增白的方法，研究硅藻精土的优化增白工艺，并对酸浸增白硅藻土样品的白度、化学成分、表面官能团及颗粒形貌等进行了表征。
伊利石是一种含钾富铝的层状硅酸盐类黏土矿物。具有明亮、光滑、耐热、绝缘性能好、遮盖率高、难膨胀和可塑性等理化特性，已被广泛应用于造纸、陶瓷、塑料、橡胶、化妆品、化工、油漆、线缆绝缘材料、化肥等工农业领域。天然产出的伊利石矿往往伴生铁、钛等有色元素的杂质，其自然白度难以满足各领域工业要求，因而需要对伊利石进行除铁增白，以提高其工业利用价值。
伊利石矿增白的方法主要有物理增白法、化学增白法和微生物增白法三大类。王珊等以河北承德某硬质伊利石物理选矿提纯后的精矿为研究对象，采用还原—络合漂白法对伊利石进行化学漂白，以期降低硬质伊利石中Fe2O3的含量，并使伊利石白度提高，最终确定还原—络合漂白硬质伊利石的优化工艺条件。
通过一系列单因素，确定了承德某硬质伊利石还原漂白优化工艺条件为：矿浆浓度11%，Na2S2O4用量4%，（NaPO3）6用量0.2%，EDTA用量8%，pH=2.5，温度80℃，反应时间20min。
在还原漂白优化工艺条件下，硬质伊利石漂白产品中Fe2O3含量由原料的1.14%降至0.70%，白度由79.3%提高至87.0%。
◆微生物处理技术方法相比物理法和化学法方法较少，主要是生物氧化浸出法和生物还原浸出法。微生物法是一种除去黏土矿物中铁杂质从而改善白度的新方法，它能使氧化铁（针铁矿、褐铁矿等）中的铁被微生物溶解出来，再将黏土矿物中所含的铁杂质漂洗除去。微生物增白效率也因不同的机理而不同。
不同方法的优缺点分析
★物理法工艺流程简单，成本低廉，但除铁效率较低。利用物理方法仅能分离出黏土矿物中的暗色矿物和有机质，增白效果有限，且产品难以满足工业标准要求，所以相关技术与设备仍需要进一步提高和改进。
★化学法除铁增白的方法种类多，效果好，成为众多研究学者的研究重点。虽然化学法增白黏土的技术已趋近成熟，但也存在成本高和污染环境的问题。
在实际的操作中，常常将不同的化学方法联合起来，取长补短，以取得最佳的除铁效果；另一方面，研究人员也在积极寻找一些低污染、高回报的药剂或其替代品，使生产流程既经济又环保。
★微生物法的优势在于对环境的污染小，但微生物处理黏土矿物的工艺技术要求高、周期长，不易于工业化生产，而且只对某些赋存状态特殊的杂质有效。目前，微生物除铁增白技术还处于实验阶段，对微生物除去黏土矿物中杂质的研究还不够全面，在实际过程中还存在许多需要解决的问题。总之，微生物除铁增白技术是一种可持续发展的增白方法，代表着黏土矿物深加工的一个重要方向。
参考文献：
丁铸等.黏土矿物增白技术的研究进展
郭春雷等.高岭土除铁增白研究进展
刘姝抒等.硅藻精土酸浸—煅烧增白工艺与性能表征
王珊等.承德某硬质伊利石除铁增白试验研究
