CN101337677A - 一种高收率的凹凸棒石粘土的提纯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高收率的凹凸棒石粘土提纯方法，该方法首先将分散剂充分渗透进凹土矿的各类空隙，在协同挤压、冷冻和加热处理下，完成凹土晶体与杂质的解离和凹土自身的晶束解离，然后加水分散，通过普通的离心沉降方法得高纯凹土；本发明的提纯方法降低生产成本，提高收率，实现工业化生产高纯凹土。
Description
技术领域
本发明属于非金属矿深加工领域，具体涉及一种高收率的凹凸棒石粘土的提纯方法。
背景技术
凹凸棒石粘土(下简称凹土)是一种富镁的硅酸盐，晶体结构属于2∶1型层链状粘土矿物。凹土特殊的结构和性质赋予其很高的应用价值，高附加值的凹土产品常需要高纯凹土，但高纯凹土的规模化生产还没有实现。这是因为天然凹土矿物中的棒晶纤维体形成的晶束十分致密而牢固，且与石英和白云石等其它矿物杂质缠杂在一起，因此在保持凹土纤维不被破坏的前提下，将凹土晶束经济高效地解离，并进行分离提纯是非常困难的。
目前凹土提纯从加工方法角度可分二类，一是干法提纯，干法提纯成本低，但得率和纯度都很低，且对凹土纤维破坏较大；另一是湿法提纯，纯度可达95％以上，但目前的方法收率普遍不高，且因固液分离难、能耗高而成本较高，难以推广。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种高收率的凹凸棒石粘土的提纯方法，通过该提纯方法降低生产成本，提高收率，实现工业化生产高纯凹土。
本发明的技术解决方案是：该提纯方法首先将分散剂充分渗透进凹土矿的各类空隙，在协同挤压、冷冻和加热处理下，完成凹土晶体与杂质的解离和凹土自身的晶束解离，然后加水分散，通过普通的离心沉降方法得高纯凹土。
本发明的提纯方法的步骤是：首先凹土矿浸泡；然后，浸泡沥干后凹土重复二次挤压、掺分散剂、冷冻、加热处理；最后，加水分散、离心，取离心沉积物的上层经真空冷冻干燥得蓬松、蛋白色的高纯凹土。
本发明的提纯方法具体步骤如下：步骤1为浸泡，凹土加入清水中浸泡24小时；步骤2为第一次挤压、掺六偏磷酸钠、冷冻和加热，步骤1所得凹土沥干水，经挤压机挤压成薄片，薄片厚度1毫米，挤压后的凹土与六偏磷酸钠水溶液按重量比1∶1比例充分混合，六偏磷酸钠的重量为凹土的1％-4％，摊薄，入冷库快速冷冻2小时，冷库温度-18℃，冷冻后的凹土入烘箱烘1小时，烘箱温度50-60℃；步骤3为第二次挤压、掺水、冷冻，经步骤2烘制后的凹土与清水按重量比1∶1混合，入挤压机挤压成薄片，薄片厚度1毫米，挤压后的凹土再次与清水按重量比1∶1的比例充分混合，摊薄，入冷库于-18℃快速冷冻2小时；步骤4为步骤3所得凹土以水配成重量5％悬浮液，在1000转/分的转速下离心40分钟，固液分离，取沉积物上层进行常规真空冷冻干燥即得高纯凹土。
本发明的优点在于：
1、本发明方法克服常规的湿法提纯的固液分离困难，由常用的离心设备即可方便地进行固液分离操作，所得的纳米凹土团聚少、分散性好，成本较低。
2、本发明方法中的浸泡和冷冻前的水分补充，促进水通过毛细作用进入凹土的各种孔隙，特别是凹土的晶束的缝隙，冷冻时，水结冰导致其体积膨胀，崩解凹土团粒，将凹土与杂质以及凹土自身的致密、牢固的棒晶结合体-晶束分散，挤压也有助于将凹土与杂质及凹土自身的晶束分离；
3、本发明方法中的六偏磷酸钠是一种良好的表面活性剂，可以高效促进凹土颗粒的崩解，同时随着水分的渗透，充分到达凹土的各种孔隙内腔表面，进一步促进凹土的颗粒崩解和晶束的解离。
4、本发明方法对凹土的收率可高达85％以上，一次离心提纯所得产品的纯度可高达90％，二次离心提纯所得产品的纯度可达99％以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述：
实例1：
通过以下步骤提纯凹土：
1、将含量为67％的凹土放入清水中浸泡24小时；
2、取步骤1浸泡后的凹土经挤压机挤压成薄片，薄片厚度1毫米；挤压后凹土与六偏磷酸钠水溶液按重量比1∶1的比例混合，六偏磷酸钠的用量为凹土的1％，摊薄，入冷库快速冷冻2小时，冷库温度-18℃，冷冻后取出入烘箱烘1小时，烘箱温度50℃；
3、将步骤2所得凹土与清水按重量比1∶1比例混合，入挤压机挤压成薄片，薄片厚度1毫米，挤压后凹土再次与清水按重量比1∶1的比例充分混合，摊薄，入冷库于-18℃快速冷冻2小时；
4、将步骤3所得凹土配制成重量5％的悬浮液，在1000转/分的转速下离心40分钟，取沉积物上层高度约为总高度的2/3进行常规真空冷冻干燥即得高纯凹土，其纯度为91％。
实例2：
通过以下步骤提纯凹土：
1、将含量为53％的凹土放入清水中浸泡24小时；
2、取步骤1浸泡后的凹土经挤压机挤压成薄片，薄片厚度1毫米；挤压后凹土与六偏磷酸钠水溶液按重量比1∶1的比例混合，六偏磷酸钠的用量为凹土的2％，摊薄，入冷库快速冷冻2小时，冷库温度-18℃，冷冻后取出入烘箱烘1小时，烘箱温度55℃；
3、将步骤2所得凹土与清水按重量比1∶1比例混合，入挤压机挤压成薄片，薄片厚度1毫米，挤压后凹土再次清水按重量比1∶1的比例充分混合，摊薄，入冷库于-18℃快速冷冻2小时；
4、将步骤3所得凹土配制成重量5％的悬浮液，在1000转/分的转速下离心40分钟，取沉积物上层高度约为总高度的1/2进行常规真空冷冻干燥即得高纯凹土，其纯度为92％。
实例3：
通过以下步骤提纯凹土：
1、将含量为34％的凹土放入清水中浸泡24小时；
2、取步骤1浸泡后的凹土经挤压机挤压成薄片，薄片厚度1毫米；挤压后凹土与六偏磷酸钠水溶液按重量比1∶1的比例混合，六偏磷酸钠的用量为凹土的4.0％，摊薄，入冷库快速冷冻2小时，冷库温度-18℃，冷冻后取出入烘箱烘1小时，烘箱温度60℃；
3、将步骤2所得凹土与清水按重量比1∶1比例混合，入挤压机挤压成薄片，薄片厚度1毫米，挤压后凹土再次与清水按重量比1∶1的比例充分混合，摊薄，入冷库快速冷冻2小时；
4、将步骤3所得凹土配制成重理5％的悬浮液，在1000转/分的转速下离心40分钟，取沉积物上层高度为总高度的1/3左右进行常规真空冷冻干燥即得高纯凹土，其纯度为92％。
Claims (3)
1.一种高收率的凹土棒石粘土的提纯方法，其特征在于：该方法首先将分散剂充分渗透进凹土矿的各类空隙，在协同挤压、冷冻和加热处理下，完成凹土晶体与杂质的解离和凹土自身的晶束解离，然后加水分散，通过普通的离心沉降方法得高纯凹土。
2.根据权利要求1所述的一种高收率的凹土棒石粘土的提纯方法，其特征在于该方法的步骤是：首先凹土矿浸泡；然后，浸泡沥干后凹土重复二次挤压、掺分散剂、冷冻、加热处理；最后，加水分散、离心，取离心沉积物的上层经真空冷冻干燥得蓬松、蛋白色的高纯凹土。
3.根据权利要求2所述的一种高收率的凹土棒石粘土的提纯方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：步骤1为浸泡，凹土加入清水中浸泡24小时；步骤2为第一次挤压、掺六偏磷酸钠、冷冻和加热，步骤1所得凹土沥干水，经挤压机挤压成薄片，薄片厚度1毫米，挤压后的凹土与六偏磷酸钠水溶液按重量比1∶1比例充分混合，六偏磷酸钠的重量为凹土的1％-4％，摊薄，入冷库快速冷冻2小时，冷库温度-18℃，冷冻后的凹土入烘箱烘1小时，烘箱温度50-60℃；步骤3为第二次挤压、掺水、冷冻，经步骤2烘制后的凹土与清水按重量比1∶1混合，入挤压机挤压成薄片，薄片厚度1毫米，挤压后的凹土再次与清水按重量比1∶1的比例充分混合，摊薄，入冷库于-18℃快速冷冻2小时；步骤4为步骤3所得凹土以水配成重量5％悬浮液，在1000转/分的转速下离心40分钟，固液分离，取沉积物上层进行常规真空冷冻干燥即得高纯凹土。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102153095A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-08-17 | 合肥工业大学 | 一种凹凸棒石粘土矿石除杂的方法 |
| CN106966406A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-07-21 | 明光市国星凹土有限公司 | 一种高粘度改性凹凸棒土的制备方法 |
| CN107043113A (zh) * | 2017-06-10 | 2017-08-15 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种微波辅助高压均质解聚凹凸棒石晶束的方法 |
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2008
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| CN107043113B (zh) * | 2017-06-10 | 2019-06-04 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种微波辅助高压均质解聚凹凸棒石晶束的方法 |
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