CN106145442A - 一种防止蒙脱石在水溶液中剥离的方法 - Google Patents

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宋少先
陈天星
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Abstract

本发明涉及一种防止蒙脱石在水溶液中剥离的方法，步骤如下：首先将药剂溶于水中得到药剂溶液，所得药剂溶液中药剂浓度为40‑80g/L，再将蒙脱石矿物与药剂溶液混合，其中蒙脱石矿物与药剂溶液质量比为50‑100:1，并置于磨矿机中在100‑200rev/min的转速下混合50‑70min即可；所述药剂为十二烷基硫酸钠、十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵。利用该方法能够达到防止蒙脱石矿物在水中发生剥离的目的，通过本发明可阻止蒙脱石矿物在水溶液中将形成微细颗粒，有利于减小含蒙脱石矿物浮选过程的矿泥夹带，同时，还能提高选矿厂尾水处理固液分离的效率。

Description

一种防止蒙脱石在水溶液中剥离的方法
技术领域
本发明属于表面化学技术领域，具体涉及一种防止蒙脱石在水溶液中剥离的方法。
背景技术
蒙脱石是一种层状硅酸盐结构粘土矿物，片层之间夹着金属离子，片层之间通过范德华力及金属离子的静电作用力堆叠起来，在水溶液中，片层之间的碱金属离子能够发生水化作用，使得层间距增大，片层进入更多的水，从而发生层间水化而剥离。当湿法选矿厂原矿中含有蒙脱石矿物时，在入水后蒙脱石矿物在层间水化剥离的作用下，粒度降低。当这些细粒级蒙脱石进入浮选过程中时，会造成一系列的选矿问题，例如矿泥夹带，矿泥罩盖，这些含有细粒级蒙脱石的选矿水极难在选矿过程中分离，流入尾水处理环节，使得尾矿水极难沉降澄清，固液分离药耗增大，无法处理的选矿水外排还会造成环境污染。
在公开的论文中(Guven,N.,1992.Molecular aspects of clay-waterinteractions.In:Guven,N.,Pollastro,R.M.(Eds.),Clay-Water Interface and ItsRheological Implications,CMS Workshop Lectures,vol.4.pp.1–80.)，Guven等指出当非离子型极性有机分子有可能取代蒙脱石外表面吸附的水，从而使得蒙脱石表面疏水化，失去与水分子作用的能力。在公开的论文中(陈军,闵凡飞,彭陈亮,刘春福,陈帅,陈晨.煤泥水中微细粒在季铵盐作用下的疏水聚团特性[J].中国矿业大学学报,2015.3.pp.332-339)，作者通过将季铵盐加入到蒙脱石矿物的悬浮液中，将季铵盐在水介质中吸附到蒙脱石表面，改变蒙脱石亲水性的方法，将蒙脱石矿物絮团，增大蒙脱石颗粒的粒度。将季铵盐加入到蒙脱石悬浮液中，因为蒙脱石事先进入水中发生剥离，蒙脱石颗粒粒度会减小，比表面积增大，从而导致药剂消耗量大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种向未浸入水中的蒙脱石矿物表面吸附表面活性剂，预先将亲水的蒙脱石颗粒端面改变为疏水性从而防止蒙脱石在水溶液中剥离的方法，通过预先将亲水的蒙脱石颗粒端面改变为疏水性防止蒙脱石在水溶液中剥离，不但能够减少固液分离工艺的药剂耗量，而且，有些未发生剥离的蒙脱石大颗粒可以直接沉降下来，提高固液分离效率。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
提供一种防止蒙脱石在水溶液中剥离的方法，步骤如下：首先将药剂溶于水中得到药剂溶液，所得药剂溶液中药剂浓度为40-80g/L，再将蒙脱石矿物与药剂溶液混合，其中蒙脱石矿物与药剂溶液质量比为50-100:1，并置于磨矿机中在100-200rev/min的转速下搅拌50-70min即可；
所述药剂为十二烷基硫酸钠、十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵。
按上述方案，所述蒙脱石矿物为钠基蒙脱石或钙基蒙脱石，粒度小于40μm。
本发明的有益效果在于：本发明基于片状矿物的结构特征及吸附特征，在低转速下利用磨矿机搅拌，药剂(如十二烷基硫酸钠，十八烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基氯，十六烷基三甲基溴化铵)在磨矿机中与蒙脱石矿物颗粒充分接触并发生吸附，药剂吸附在蒙脱石矿物颗粒端面上后，将蒙脱石端面转变为疏水性，阻止水分子进入蒙脱石层间发生水化，从而防止蒙脱石在水溶液中发生剥离。通过本发明技术方案处理后蒙脱石矿物的微细颗粒含量显著降低，例如，在药剂浓度为40g/L时，采用本方法分别以十二烷基硫酸钠，十八烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基氯，十六烷基三甲基溴化铵为药剂，能够将-1.1μm粒级蒙脱石原本占比33.4％分别降低到14.1％、15.3％、14.2％、14.4％，说明利用该方法能够达到防止蒙脱石矿物在水中发生剥离的目的，通过本发明可阻止蒙脱石矿物在水溶液中将形成微细颗粒，有利于减小含蒙脱石矿物浮选过程的矿泥夹带，同时，通过预先将亲水的蒙脱石颗粒端面改变为疏水性防止蒙脱石在水溶液中剥离，不但能够减少固液分离工艺的药剂耗量，而且，有些未发生剥离的蒙脱石大颗粒可以直接沉降下来，提高了选矿厂尾水处理固液分离的效率。
附图说明
图1为本发明实施例1分别以十二烷基硫酸钠、十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵及十六烷基三甲基溴化铵为药剂(药剂浓度为40g/L时)，药剂预先吸附在蒙脱石矿物表面后蒙脱石矿物在水溶液中的Stoke粒度；
图2为实施例1分别以十二烷基硫酸钠、十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵及十六烷基三甲基溴化铵为药剂(药剂浓度为80g/L时)，药剂预先吸附在蒙脱石矿物表面后蒙脱石矿物在水溶液中的Stoke粒度。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例所用蒙脱石矿物为天然高纯钠基蒙脱石。
防止蒙脱石在水溶液中剥离的方法步骤如下：
分别以0.2g十二烷基硫酸钠、十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵为药剂，将药剂溶于水中得到浓度分别为40g/L、80g/L的药剂溶液，然后将1g粒度小于40μm的钠基蒙脱石与药剂溶液混合，置于磨矿机中在150rev/min的转速下搅拌60min，随后将蒙脱石取出，此时的蒙脱石端面已经吸附有药剂，端面已经变为疏水性，当蒙脱石浸入水中后，水分子无法进入蒙脱石层间，蒙脱石层间距会保持干燥状态的层间距不会再水溶液中发生剥离。
为证实蒙脱石矿物在水中发生剥离的作用已经受到抑制，测定本实施例蒙脱石浸入水中之后的Stokes粒度，图1、图2分别为本实施例药剂浓度为40g/L及80g/L时十二烷基硫酸钠、十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵及十六烷基三甲基溴化铵预先吸附在蒙脱石矿物表面后蒙脱石矿物在水溶液中的Stoke粒度。由图1及图2可知，通过上述方法处理后的蒙脱石矿物-1.1μm粒级蒙脱石少于原矿直接浸入水后剥离的粒度。在药剂浓度分别为40及80g/L时，利用该方法处理的蒙脱石矿物在水中的粒度都较蒙脱石原矿的高，药剂浓度为40g/L时，分别以十二烷基硫酸钠，十八烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基氯，十六烷基三甲基溴化铵为药剂，能够将-1.1μm粒级蒙脱石原本占比33.4％分别降低到14.1％、15.3％、14.2％、14.4％；药剂浓度为80g/L时，分别以十二烷基硫酸钠，十八烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基氯，十六烷基三甲基溴化铵为药剂，能够将-1.1μm粒级蒙脱石原本占比33.4％分别降低到14.1％、15.3％、14.2％、14.4％。因此药剂浓度调整在40-80g/L之间均可抑制蒙脱石在水溶液中剥离。
上述实施例详细说明了本发明的技术方案和实施要点，并非是对本发明的保护范围进行限制，凡根据本发明精神实质所作的任何简单修改及等效结构变换或修饰，均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种防止蒙脱石在水溶液中剥离的方法，其特征在于，步骤如下：首先将药剂溶于水中得到药剂溶液，所得药剂溶液中药剂浓度为40-80g/L，再将蒙脱石矿物与药剂溶液混合，其中蒙脱石矿物与药剂溶液质量比为50-100:1，并置于磨矿机中在100-200rev/min的转速下搅拌50-70min即可；
所述药剂为十二烷基硫酸钠、十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵。
2.根据权利要求1所述的防止蒙脱石在水溶液中剥离的方法，其特征在于：所述蒙脱石矿物为钠基蒙脱石或钙基蒙脱石，粒度小于40μm。
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