CN104016709A - 一种多孔钠基膨润土颗粒的制备方法 - Google Patents

一种多孔钠基膨润土颗粒的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多孔钠基膨润土颗粒的制备方法，包括以下步骤：改性液配制：配制改性液；粉料混合：将劣质钠基膨润土和碳铵粉末混匀，得初混料；其中，原料重量份分别为：劣质钠基膨润土100份，碳铵粉末1-3份；改性：以改性液和初混料为原料，采用喷雾造粒法或挤压法造粒；再于30-60℃下静置60-90min使碳铵粉末自挥发，烘干，即得比表面积可达200-500m2/g的颗粒。本发明多孔钠基膨润土颗粒的制备方法工艺流程简单、操作方便、生产过程无二次污染、生产效率高、所需场地小、成本低，利用本发明方法制得的膨润土颗粒具有多孔、强度好、吸水性强、抗盐性好、有较高的膨胀容等特点。

Description

一种多孔钠基膨润土颗粒的制备方法
技术领域
本发明涉及膨润土纯化技术，具体涉及一种多孔钠基膨润土颗粒的制备方法。
背景技术
当用膨润土做成防水毯时，钠基防水毯的防水效果十分理想，如吸水率大、膨胀倍数高，热稳定性好等。然而我国高质量的钠基膨润土储量甚少，劣质钠基膨润土储量却占钠基膨润土的多数。劣质钠基基膨润土因其防渗特性远不及高质量的钠基膨润土，所以直接用于防渗材料效果不理想。一方面，国内有丰富的膨润土资源而且对膨润土用量需求不断增长；另一方面是国内膨润土生产工艺落后，产品档次低下，我们不得不低价出口膨润土的原矿，然后再从发达国家进口高质量的膨润土产品。从而说明：我们国内的膨润土产品的基础研究和加工工艺研究还有待加强。
因此，工业上一直在探索对劣质钠基膨润土进行改性，以提高其性能。只有通过工艺处理，提高劣质钠基膨润土某些物化性能，用于防水防渗的效果才可明显提高。现有改性膨润土产品多为粉末型产品，在敞开的工作环境中，易产生粉尘，同时材料的保水性能较差。
发明内容
发明目的：提供一种多孔钠基膨润土颗粒的制备方法，以解决现有高质量的钠基膨润土生产工艺复杂、改性效果差、成本高、损耗大的问题。
技术方案：本发明提供的一种多孔钠基膨润土颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)改性液配制：配制改性液，所述改性液包括以下重量份的组分：造孔剂1～3份、纯化剂3～5份、抗盐改性剂3～6份、去离子水为40～80份；
(2)粉料混合：将劣质钠基膨润土和碳铵粉末混匀，得初混料；其中，原料重量份分别为：劣质钠基膨润土100份，碳铵粉末1-3份；
(3)改性：以改性液和初混料为原料，采用喷雾造粒法或挤压法造粒；再于30-60℃下静置60-90min使碳铵粉末自挥发，烘干，即得。
步骤(1)中，所述造孔剂为碳酸氢铵，纯化剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氟化钠中的一种或几种，抗盐改性剂选自焦磷酸钠、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠中的一种或几种。
步骤(2)中，所述劣质钠基膨润土为经预处理的劣质钠基膨润土，其预处理方法为：采用湿筛法用70目标准筛过筛，以除去无法在水中分散的非粘土矿物杂质颗粒；产物烘干、碾磨、过200目标准筛后，于100-110℃烘干至恒重。其中，所述劣质钠基膨润土原料中蒙脱石含量为70％以上，胶质价为40ml/15g以上，膨胀容为6ml/g以上。
步骤(3)中，烘干温度为75-105℃。
有益效果：本发明多孔钠基膨润土颗粒的制备方法工艺流程简单、操作方便、生产过程无二次污染、生产效率高、所需场地小、成本低，利用本发明方法制得的膨润土颗粒具有多孔、强度好、吸水性强、抗盐性好、有较高的膨胀容等特点，其比表面积可达200-500m2/g，可用于条件复杂的盐性水体的防渗工程，还可作为吸水保水材料。
此外，本发明通过加热升温使得颗粒状的膨润土中的碳铵自挥发，产生大量的微孔，使得颗粒膨润土具有一定的保水性能及自主呼吸功能。
附图说明
图1是本发明多孔钠基膨润土颗粒的制备方法工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
1)膨润土原料预处理
选用蒙脱石含量70％以上、胶质价40ml/15g以上、膨胀容6ml/g以上的天然劣质钠基膨润土为主要原料，选用70目标准筛，湿筛法除去无法在水中分散的非粘土矿物杂质颗粒。筛上物烘干至恒重后，碾磨过200目标准筛，并在105℃烘干至恒重。
2)配料。
将2份碳铵粉末与100份膨润土粉末混合均匀，得初混料；
将造孔剂2份碳酸氢铵、纯化剂4份碳酸钠、抗盐改性剂2.5份焦磷酸钠和2.5份聚丙烯酸钠、60份去离子水混合，得改性液。
3)膨润土的造粒及改性。
将配好的改性液与混合好的粉料通入反应室，采用喷雾造粒的方法造粒。喷入的处理好的劣质钠基膨润土混合粉料与悬浮的改性剂溶液雾滴碰撞，并被改性剂溶液雾滴包裹，使劣质钠基膨润土粉与改性剂充分接触，从而实现对劣质钠基膨润土的完全纯化和改性。
4)加热室自挥发。
将上述反应室得到的颗粒放入加热室加热，温度为45℃，加热时间为75分钟。使得颗粒状的膨润土中的碳铵自挥发，产生大量的微孔，使得颗粒膨润土具有一定的保水性能及自主呼吸功能。
5)烘干和包装。
收集加热室出口排出的膨润土颗粒，并送入烘箱85℃烘干即可得到具有一定强度的成品，比表面积可达200-500m2/g，从中筛选出粒径为1～3mm的颗粒包装得到符合要求的成品。
实施例2
1)膨润土原料预处理
选用蒙脱石含量70％以上、胶质价40ml/15g以上、膨胀容6ml/g以上的天然劣质钠基膨润土为主要原料，选用70目标准筛，湿筛法除去无法在水中分散的非粘土矿物杂质颗粒。筛上物烘干至恒重后，碾磨过200目标准筛，并在100℃烘干至恒重。
2)配料。
将1份碳铵粉末与100份膨润土粉末混合均匀，得初混料；
将造孔剂1份碳酸氢铵、纯化剂1份碳酸氢钠和2份氢氧化钠、抗盐改性剂3份羟乙基纤维素、40份去离子水混合，得改性液。
3)膨润土的造粒及改性。
将配好的改性液与混合好的粉料通入反应室，采用喷雾造粒的方法造粒。喷入的处理好的劣质钠基膨润土混合粉料与悬浮的改性剂溶液雾滴碰撞，并被改性剂溶液雾滴包裹，使劣质钠基膨润土粉与改性剂充分接触，从而实现对劣质钠基膨润土的完全纯化和改性。
4)加热室自挥发。
将上述反应室得到的颗粒放入加热室加热，温度为60℃，加热时间为60分钟。使得颗粒状的膨润土中的碳铵自挥发，产生大量的微孔，使得颗粒膨润土具有一定的保水性能及自主呼吸功能。
5)烘干和包装。
收集加热室出口排出的膨润土颗粒，并送入烘箱105℃烘干即可得到具有一定强度的成品，比表面积可达200-500m2/g，从中筛选出粒径为1～3mm的颗粒包装得到符合要求的成品。
实施例3
1)膨润土原料预处理
选用蒙脱石含量70％以上、胶质价40ml/15g以上、膨胀容6ml/g以上的天然劣质钠基膨润土为主要原料，选用70目标准筛，湿筛法除去无法在水中分散的非粘土矿物杂质颗粒。筛上物烘干至恒重后，碾磨过200目标准筛，并在110℃烘干至恒重。
2)配料。
将3份碳铵粉末与100份膨润土粉末混合均匀，得初混料；
将造孔剂3份碳酸氢铵、纯化剂5份氟化钠、抗盐改性剂6份聚丙烯酰胺、80份去离子水混合，得改性液。
3)膨润土的造粒及改性。
将配好的改性液与混合好的粉料通入反应室，采用喷雾造粒的方法造粒。喷入的处理好的劣质钠基膨润土混合粉料与悬浮的改性剂溶液雾滴碰撞，并被改性剂溶液雾滴包裹，使劣质钠基膨润土粉与改性剂充分接触，从而实现对劣质钠基膨润土的完全纯化和改性。
4)加热室自挥发。
将上述反应室得到的颗粒放入加热室加热，温度为30℃，加热时间为90分钟。使得颗粒状的膨润土中的碳铵自挥发，产生大量的微孔，使得颗粒膨润土具有一定的保水性能及自主呼吸功能。
5)烘干和包装。
收集加热室出口排出的膨润土颗粒，并送入烘箱75℃烘干即可得到具有一定强度的成品，比表面积可达200-500m2/g，从中筛选出粒径为1～3mm的颗粒包装得到符合要求的成品。

Claims (5)

1.一种多孔钠基膨润土颗粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)改性液配制：配制改性液，所述改性液包括以下重量份的组分：造孔剂1～3份、纯化剂3～5份、抗盐改性剂3～6份、去离子水为40～80份；
(2)粉料混合：将劣质钠基膨润土和碳铵粉末混匀，得初混料；其中，原料重量份分别为：劣质钠基膨润土100份，碳铵粉末1-3份；
(3)纯化及改性：以改性液和初混料为原料，采用喷雾造粒法或挤压法造粒；再于30-60℃下静置60-90min使碳铵粉末自挥发，烘干，即得。
2.根据权利要求1所述的一种多孔钠基膨润土颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述造孔剂为碳酸氢铵，纯化剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氟化钠中的一种或几种，抗盐改性剂选自焦磷酸钠、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种多孔钠基膨润土颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述劣质钠基膨润土为经预处理的劣质钠基膨润土，其预处理方法为：将劣质钠基膨润土原料采用湿筛法用70目标准筛过筛；产物烘干、碾磨、过200目标准筛后，于100-110℃烘干至恒重。
4.根据权利要求3所述的一种多孔钠基膨润土颗粒的制备方法，其特征在于：所述劣质钠基膨润土原料中蒙脱石含量为70％以上，胶质价为40ml/15g以上，膨胀容为6ml/g以上。
5.根据权利要求1所述的一种多孔钠基膨润土颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，烘干温度为75-105℃。
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