CN104085897B - 纤维型黏土的微纳米化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了纤维型黏土的微纳米化处理方法，包括以下步骤：黏土与氢键破坏剂充分混合，再掺入溶剂，对辊挤压3-5次；氢键破坏剂质量是黏土质量的20-100%，溶剂是黏土质量的1-2倍；将预处理后黏土放入耐压密闭容器中，密闭加热至100-250℃，保温5-30min后快速泄至常压；将高压膨胀处理后黏土自然摊开晾干，或低温脱除溶剂，得软团聚状态的微纳米化黏土粉体。本发明能更精细地调控力场，进一步消除因氢键形成的二次团聚，保护纤维型黏土矿物的高长径比晶体结构，实现矿物纤维的解离和微纳米化，能耗低，无“三废”产生。

Description

纤维型黏土的微纳米化处理方法

技术领域

本发明属于天然矿物资源深加工技术领域，具体涉及纤维型黏土的微纳米化处理方法。

背景技术

专利ZL201110176554.3“基于高压膨胀保护物料高长径比结构的黏土微纳米化方法”将纤维型黏土矿经“蓬松化”预处理后，引入具有调控优势的高压膨胀力场，初步形成了可产业化的黏土微纳米化技术。该技术提高纤维型黏土的微纳米化效率，大大降低能耗并提升产品质量。与传统的湿法或干法微纳米化技术相比，真正实现节能减排降耗。但是，该专利中力场的调控是基于溶剂气化带来的压力变化，由于溶剂与黏土具有最佳量比关系，因此其调控范围具有一定局限性；其次，虽然高压膨胀使得微纳米化黏土的二次团聚得到一定削弱，但其影响仍然明显存在。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种纤维型黏土的微纳米化处理方法，该方法能更精细地调控力场，进一步消除因氢键形成的二次团聚，充分保护纤维型黏土矿物的高长径比晶体结构，实现矿物纤维的解离和微纳米化。

本发明的技术解决方案是该纤维型黏土的微纳米化处理方法包括以下步骤：

（1）黏土预处理：黏土与氢键破坏剂充分混合，再掺入溶剂，对辊挤压3-5次；氢键破坏剂是黏土质量的20-100%，溶剂是黏土质量的1-2倍；

（2）高压膨胀：将预处理后黏土放入耐压密闭容器中，密闭加热至100-250 ℃，保温 5-30 min后快速泄至常压；

（3）干燥：将高压膨胀处理后黏土自然摊开晾干，或低温脱除溶剂，得软团聚状态的微纳米化黏土粉体。

其中，所述氢键破坏剂为碳酸氢铵、碳酸铵、氯化铵或尿素。

其中，所述溶剂为水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜或异丙醇。

本发明的优点在于:

1、在专利ZL201110176554.3的基础上，引入氢键破坏剂，能更精细地调控力场，进一步消除因氢键形成的二次团聚，充分保护纤维型黏土矿物的高长径比晶体结构，实现矿物纤维的解离和微纳米化。

2、氢键破坏剂是指碳酸氢铵和尿素等一类物质，其加热后的分解产物均为气体，气化挥发后无残留，并且在其气化过程中可迅速地带走大量溶剂，进一步削弱干燥过程中因强氢键作用带来的二次团聚。

3、本发明采用半干法制备工艺，简单易行，兼具干、湿法的优点，能耗低，且无“三废”产生，产品质量高。

附图说明

图1为未经高压处理凹凸棒石黏土的电镜图。

图2为专利ZL201110176554.3处理的凹凸棒石黏土的电镜图。

图3为本发明的氢键破坏剂高压微爆解离后凹凸棒石黏土的电镜图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不应理解为是对技术解决方案的限制。

实施例1：依以下步骤处理凹凸棒石黏土

（1）黏土预处理：凹凸棒石黏土与碳酸氢铵混合，再掺入溶剂水，对辊挤压3次；碳酸氢铵是凹凸棒石黏土质量的20%，水是凹凸棒石黏土质量的1倍；

（2）高压膨胀：将预处理后黏土放入耐压密闭容器中，密闭加热至100℃，保温 30 min后快速泄至常压；

（3）干燥：将高压膨胀处理后黏土自然摊开晾干，得软团聚状态的微纳米化凹凸棒石黏土粉体。

实施例2：依以下步骤处理海泡石

（1）黏土预处理：海泡石与氯化铵充分混合，再掺入溶剂异丙醇，对辊挤压4次；氯化铵是海泡石质量的45%，异丙醇是海泡石质量的1.2倍；

（2）高压膨胀：将预处理后海泡石放入耐压密闭容器中，密闭加热至150 ℃，保温 20 min后快速泄至常压；

（3）干燥：将高压膨胀处理后海泡石自然摊开晾干，得软团聚状态的微纳米化海泡石粉体。

实施例3：依以下步骤处理凹凸棒石黏土

（1）黏土预处理：凹凸棒石黏土与尿素充分混合，再掺入溶剂乙醇，对辊挤压5次；尿素是凹凸棒石黏土质量的70%，乙醇是凹凸棒石黏土质量的1.5倍；

（2）高压膨胀：将预处理后黏土放入耐压密闭容器中，密闭加热至200 ℃，保温 15min后快速泄至常压；

（3）干燥：将高压膨胀处理后黏土低温脱除溶剂，得软团聚状态的微纳米化凹凸棒石黏土粉体。

实施例4：依以下步骤处理海泡石

（1）黏土预处理：海泡石与碳酸铵充分混合，再掺入溶剂二甲亚砜，对辊挤压3次；碳酸铵是海泡石质量的100%，二甲亚砜是海泡石质量的2倍；

（2）高压膨胀：将预处理后海泡石放入耐压密闭容器中，密闭加热至250 ℃，保温 5 min后快速泄至常压；

（3）干燥：将高压膨胀处理后海泡石低温脱除溶剂，得软团聚状态的微纳米化海泡石粉体。

实施例1-4的氢键破坏剂高压微爆解离后凹凸棒石黏土的电镜图如图3所示。

Claims (1)

1.纤维型黏土的微纳米化处理方法，其特征是该纤维型黏土的微纳米化处理方法包括以下步骤：

（1）黏土预处理：黏土与氢键破坏剂充分混合，再掺入溶剂，对辊挤压3-5次；氢键破坏剂用量是黏土质量的20-100%，溶剂是黏土质量的1-2倍；所述氢键破坏剂为碳酸氢铵、碳酸铵、氯化铵或尿素；所述溶剂为水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜或异丙醇；

（2）高压膨胀：将预处理后黏土放入耐压密闭容器中，密闭加热至100-250 ℃，保温 5-30 min后快速泄至常压；

（3）干燥：将高压膨胀处理后黏土自然摊开晾干，或低温脱除溶剂，得软团聚状态的微纳米化黏土粉体。