CN108529637A - 一种粘土改性制备灰-绿色系矿物材料的方法 - Google Patents

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黄菲
孟林
朱建喜
钟雪敏
邢苗苗
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Abstract

本发明属于粘土矿物改性技术领域，具体涉及一种粘土改性制备灰‑绿色系矿物材料的方法。本发明的技术方案如下：一种粘土改性制备灰‑绿色系矿物材料的方法，包括如下步骤：(1)溶液的制备；(2)配置致色改性溶液；(3)粘土的致色改性；(4)除杂；(5)焙烧；(6)灰‑绿色系矿物材料的制备。本发明提供的一种粘土改性制备灰‑绿色系矿物材料的方法，能够实现粘土矿物的致色，提高粘土矿物性能，拓宽粘土矿物的资源利用。

Description

一种粘土改性制备灰-绿色系矿物材料的方法
技术领域
本发明属于粘土矿物改性技术领域，具体涉及一种粘土改性制备灰-绿色系矿物材料的方法。
背景技术
粘土矿物是一类能够满足社会和科技发展需求、实现资源环境和人类可持续发展的重要矿产资源。现已成为矿物学和材料学研究领域的焦点，是最具有应用前景的矿物材料之一。随着人类发展需求的不断变化，对资源需求出现多元化态势。寻找和开发新型资源类型是社会进步的重要保证。
粘土的物理化学性能与矿物的化学成分、结构、比表面积、粒度和结构特征等紧密相连，使之具有吸附性、膨胀性、可塑性和离子交换性等特殊性能，这些特性为粘土矿物的在材料学方面的研究提供了基础条件。深入了解和开发粘土矿物的这些物理化学性能对科学的发展具有重要意义。
粘土矿物的层间域是一个良好的化学反应场所，它具有层间交换、吸附、催化、聚合、柱撑等特性，充分加以利用能够发挥粘土的更大作用。目前，粘土矿物的改性研究已经成为热点，主要通过改性研究，为粘土矿物寻找新的应用途径。
发明内容
本发明提供一种粘土改性制备灰-绿色系矿物材料的方法，能够实现粘土矿物的致色，提高粘土矿物性能，拓宽粘土矿物的资源利用。
本发明的技术方案如下：
一种粘土改性制备灰-绿色系矿物材料的方法，包括如下步骤：
(1)溶液的制备：在常温下配制0.25mo1/L的CrC13溶液和0.5mo1/L的碱液，分别用搅拌机匀速搅拌均匀；
(2)配置致色改性溶液：在恒温70℃条件下水浴加热，使用电动搅拌仪匀速搅拌的同时将一定量的碱液缓慢地滴入CrC13溶液中，控制n(OH-):n(Cr3+)为1，滴定完成后，继续恒温搅拌1h，使得Cr3+充分水解，将混合溶液冷却至室温后，静置24小时，即得致色改性溶液；
(3)粘土的致色改性：配制浓度为25g/L的粘土悬浮液，在恒温80℃条件下水浴加热，并使用电动搅拌仪匀速搅拌，将所述致色改性溶液缓慢滴入所述粘土悬浮液中，按每克粘土滴加10mmol的Cr3+计算，控制致色改性溶液与粘土悬浮液比例；混合结束后，恒温匀速搅拌2h，将混合液冷却至室温后静置48h；
(4)除杂：对静置后的混合液进行过滤，获得沉淀物；然后对沉淀物进行离心-洗涤,直至用AgNO3溶液检验无残留Cl-；
(5)焙烧：将离心-洗涤后的沉淀物在100℃干燥，直至沉淀物恒重后停止干燥，研磨制得经Cr3+致色后的致色改性粘土前驱体；
(6)灰-绿色系矿物材料的制备：将致色改性粘土前驱体分别在100℃、300℃、500℃、700℃、900℃、1000℃、1100℃温度下焙烧3小时，并冷却至室温即可获得灰-绿色系矿物材料。
所述的粘土改性制备灰-绿色系矿物材料的方法，其优选方案为，所述粘土成分为高岭石、伊利石、钠长石和少量的石英、微斜长石、白云母。
所述的粘土改性制备灰-绿色系矿物材料的方法，其优选方案为，所述粘土平均粒径分布在0.1μm～100μm之间。
本发明的有益效果为：
1.通过本发明可将致色离子大量配置在粘土矿物原料中，减少产品生产过程中因致色剂添加不当、材料致色离子吸收率不高或存在状态不稳定而造成的环境污染问题，有效提高粘土矿物的应用范围，降低了高品质陶瓷、涂料等产品的生产成本。
2.经本发明方法改性的致色粘土的Cr含量高达1.03-1.86wt％，且形成稳定的铬离子羟基聚合物在粘土矿物层间域进行良好贴合，这对烧制色彩稳定的彩釉玻化砖、多色陶瓷坯体和矿物涂料等产品具有重要意义。
3、焙烧过的改性材料避免了陶瓷坯体烧制过程中气孔的产生，对烧制光滑的坯体材料具有重要意义，同时，也避免了因前驱体裂解过程中伴随着的失重和密度变化所导致的体积收缩所引起的陶瓷材料烧结过程中的变形和开裂问题，是制备高品质多色陶瓷坯体的良好选择。
4、本发明将粘土矿物致色改性，使大量低品位粘土实现高品质材料利用，有效提高了粘土矿物的资源属性，具有较大实际意义。
附图说明
图1：粘土矿物CN-07致色前XRD图谱，粘土成分为钠长石、高岭石和少量石英、微斜长石、白云母；
图2：粘土矿物CN-04致色前XRD图谱，粘土成分为伊利石、高岭石和少量石英；
图3：粘土矿物CN-07不同温度XRD图谱；
图4：粘土矿物CN-04不同温度XRD图谱。
具体实施方式
选用的两种粘土分别编号为CN-04和CN-07，其中，CN-04的矿物成分为：石英9.6％，白云母/伊利石16.4％，高岭石74％，为灰白色；CN-07的主要矿物成分为：石英22.6％，钾长石14％，斜长石13.4％，白云母/伊利石21％，高岭石29％，为米白色。粘土平均粒径分布在0.1μm～100μm之间。
实施例1：
在常温下配制0.25mo1/L的CrC13溶液，0.5mo1/L的碱液，分别用搅拌机匀速搅拌均匀；在恒温70℃条件下水浴加热，使用电动搅拌仪匀速搅拌的同时将一定量的碱液缓慢地滴入CrC13溶液中，控制n(OH-):n(Cr3+)为1，滴定完成后，继续恒温搅拌1h，使得Cr3+充分水解，将混合溶液冷却至室温后，静置24小时，获得致色改性溶液；用编号为CN-07的粘土配制浓度为25g/L的粘土悬浮液，在恒温80℃条件下水浴加热，并使用电动搅拌仪匀速搅拌，将致色改性溶液缓慢滴入粘土悬浮液中，按每克粘土滴加10mmol的Cr3+计算，控制致色改性溶液与粘土悬浮液比例，混合结束后，恒温匀速搅拌2h，将混合液冷却至室温后静置48h；过滤后获得沉淀物，对所获沉淀物进行离心-洗涤，用AgNO3溶液检验，直至洗涤液中无Cl-检出；将离心-洗涤后的沉淀物在100℃干燥，直至沉淀物恒重后停止干燥，研磨制得经Cr3+致色后的致色改性粘土前驱体；将致色改性粘土前驱体分别在100℃、300℃、500℃、700℃、900℃、1000℃、1100℃温度下焙烧3小时，并冷却至室温即可获得不同温度下致色矿物材料，分别编号为07-Cr-100、07-Cr-300、07-Cr-500、07-Cr-700、07-Cr-900、07-Cr-1000、07-Cr-1100，随着温度的升高，颜色大致变化为淡绿色、浅灰色、深灰色、灰绿色、浅灰绿色、暗灰色、灰色。
实施例2：
在常温下配制0.25mo1/L的CrC13溶液，0.5mo1/L的碱液，分别用搅拌机匀速搅拌均匀；在恒温70℃条件下水浴加热，使用电动搅拌仪匀速搅拌的同时将一定量的碱液缓慢地滴入CrC13溶液中，控制n(OH-):n(Cr3+)为1，滴定完成后，继续恒温搅拌1h，使得Cr3+充分水解，将混合溶液冷却至室温后，静置24小时，获得致色改性溶液；用编号为CN-04的粘土配制浓度为25g/L的粘土悬浮液，在恒温80℃条件下水浴加热，并使用电动搅拌仪匀速搅拌，将致色改性溶液缓慢滴入粘土悬浮液中，按每克粘土滴加10mmol的Cr3+计算，控制致色改性溶液与粘土悬浮液比例，混合结束后，恒温匀速搅拌2h，将混合液冷却至室温后静置48h；过滤后获得沉淀物，对所获沉淀物进行离心-洗涤，用AgNO3溶液检验，直至洗涤液中无Cl-检出；将离心-洗涤后的沉淀物在100℃干燥，直至沉淀物恒重后停止干燥，研磨制得经Cr3+致色后的致色改性粘土前驱体；将致色改性粘土前驱体分别在100℃、300℃、500℃、700℃、900℃、1000℃、1100℃温度下焙烧3小时，并冷却至室温即可获得不同温度下致色矿物材料，分别编号为04-Cr-100、04-Cr-300、04-Cr-500、04-Cr-700、04-Cr-900、04-Cr-1000、04-Cr-1100，随着温度的升高，颜色大致变化为淡绿色、浅灰色、深灰色、灰绿色、浅灰绿色、暗灰色、灰色。
本发明是天然粘土矿物学的研究基础上提出的方法，采用有色过渡元素离子对天然粘土矿物致色，实现天然粘土矿物的致色改性。经Cr致色后，CN-04和CN-07的颜色从白色变成淡灰绿色，RGB参数集中在160-210之间，G值最大，样品呈淡绿色，而R,G,B数值接近且高，混合灰度较高，绿色有带灰色调，大致呈淡灰绿色，致色效果明显。
CN-07和CN-04经Cr3+致色后的高岭石和白云母等粘土矿物的d(001)值变化特征相似，这表明两种粘土矿物含量的不同的样品对Cr3+致色实验影响不大。此外，虽然Cr3+致色后的样品随着温度的升高d(001)值有增加又有减少，但所有变化的d(001)值都比原来CN-07和CN-04粘土矿物的d(001)值稍大，这表明有少数铬离子羟基聚合物进入层间域使得层间距有所增加。由于进入的量较少，d(001)值的增加幅度不大。此外还可能因为铬离子羟基聚合物在层间因温度的增加的发生脱水作用形成相应的氧化物，而氧化物在层间起到柱撑作用使得粘土矿物的d(001)稍有增加。
经Cr致色后，CN-04和CN-07的颜色从白色变成淡灰绿色，经Cr3+致色再经不同温度焙烧后颜色的变化特征相似：随着温度的升高，颜色大致变化为淡绿色、浅灰色、深灰色、灰绿色、灰绿色、浅灰绿色、暗灰色，灰色。图3是编号为CN-07的粘土经不同温度焙烧后所得样品的XRD图谱，图4是编号为CN-04的粘土不同温度焙烧后所得样品的XRD图谱。

Claims (3)

1.一种粘土改性制备灰-绿色系矿物材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)溶液的制备：在常温下配制0.25mo1/L的CrC13溶液和0.5mo1/L的碱液，分别用搅拌机匀速搅拌均匀；
(2)配置致色改性溶液：在恒温70℃条件下水浴加热，使用电动搅拌仪匀速搅拌的同时将一定量的碱液缓慢地滴入CrC13溶液中，控制n(OH-):n(Cr3+)为1，滴定完成后，继续恒温搅拌1h，使得Cr3+充分水解，将混合溶液冷却至室温后，静置24小时，即得致色改性溶液；
(3)粘土的致色改性：配制浓度为25g/L的粘土悬浮液，在恒温80℃条件下水浴加热，并使用电动搅拌仪匀速搅拌，将所述致色改性溶液缓慢滴入所述粘土悬浮液中，按每克粘土滴加10mmol的Cr3+计算，控制致色改性溶液与粘土悬浮液比例；混合结束后，恒温匀速搅拌2h，将混合液冷却至室温后静置48h；
(4)除杂：对静置后的混合液进行过滤，获得沉淀物；然后对沉淀物进行离心-洗涤,直至用AgNO3溶液检验无残留Cl-；
(5)焙烧：将离心-洗涤后的沉淀物在100℃干燥，直至沉淀物恒重后停止干燥，研磨制得经Cr3+致色后的致色改性粘土前驱体；
(6)灰-绿色系矿物材料的制备：将致色改性粘土前驱体分别在100℃、300℃、500℃、700℃、900℃、1000℃、1100℃温度下焙烧3小时，并冷却至室温即可获得灰-绿色系矿物材料。
2.根据权利要求1所述的粘土改性制备灰-绿色系矿物材料的方法，其特征在于，所述粘土成分为高岭石、伊利石、钠长石和少量的石英、微斜长石、白云母。
3.根据权利要求1所述的粘土改性制备灰-绿色系矿物材料的方法，其特征在于，所述粘土平均粒径分布在0.1μm～100μm之间。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2369261A (en) * 1942-05-20 1945-02-13 Slonim Chaim Manufacture of composite chromium oxide pigments
CN1044414A (zh) * 1989-01-24 1990-08-08 中国石油化工总公司石油化工科学研究院 交联粘土及其催化剂的改性方法
CN1044944A (zh) * 1990-03-21 1990-08-29 孙秀玲 绿色无机颜料的制造方法
KR20030069952A (ko) * 2003-08-04 2003-08-27 김연보 칼라점토블록 및 그 점토블록 제조방법
CN107709273A (zh) * 2015-10-27 2018-02-16 株式会社Ｉｎｕｉ 涂布液、涂布液用组合物以及具有涂布层的耐火材料

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2369261A (en) * 1942-05-20 1945-02-13 Slonim Chaim Manufacture of composite chromium oxide pigments
CN1044414A (zh) * 1989-01-24 1990-08-08 中国石油化工总公司石油化工科学研究院 交联粘土及其催化剂的改性方法
CN1044944A (zh) * 1990-03-21 1990-08-29 孙秀玲 绿色无机颜料的制造方法
KR20030069952A (ko) * 2003-08-04 2003-08-27 김연보 칼라점토블록 및 그 점토블록 제조방법
CN107709273A (zh) * 2015-10-27 2018-02-16 株式会社Ｉｎｕｉ 涂布液、涂布液用组合物以及具有涂布层的耐火材料

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