CN108793178A - 一种提高蛭石膨胀性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高蛭石膨胀性能的方法，该方法包括：将原矿蛭石与水或盐溶液，在加热和磁力搅拌下，高温高压下水热改性，水热改性完的物料再经膨胀，得到膨胀蛭石。本发明通过高温高压，调控蛭石层间的水分子和离子，达到调控蛭石膨胀率或剥离度的目的，具有调控方法简单有效、膨胀倍数高，易于分离，设备简单、生产效率提高、污染物少，具有明显的经济价值等优点。

Description

一种提高蛭石膨胀性能的方法
技术领域
本发明涉及蛭石技术领域，具体涉及一种提高蛭石膨胀性能的方法。
背景技术
蛭石是我国有较好资源远景和潜在优势的非金属矿产之一，是一种重要的非金属矿物，也是一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物，属层状硅酸盐，价廉易得。蛭石能耐高温，是热的不良导体，具有良好的电绝缘性；膨胀蛭石易于吸水性和吸湿性；高温下膨胀，易于剥离。蛭石具有较好的层间阳离子交换能力、膨胀能力、吸附能力、隔音性、隔热性、耐火性、耐冻性等特点，并且化学性质稳定，不溶于水，无毒、无味，无副作用，工业上主要是利用其良好的吸附性能和离子交换性能处理含重金属和有机阳离子的废水、制备抗菌材料和保温材料、蛭石助滤剂、净化剂和有机蛭石等。
蛭石是一种层状材料，工业应用的关键是在利用前先进行膨胀，获得层状材料。实际上，膨胀率越高，剥离度越好，性能也就越好。因此，如何有效提高蛭石的膨胀率或剥离度是扩大蛭石应用的关键问题。因此，开展蛭石剥离和膨胀率的研究具有重要的现实意义。
公开号为CN101172802A的中国专利文献公开了一种微波法制备膨胀蛭石的方法，该方法采用微波对蛭石进行膨胀，让微波和蛭石相互作用，微波效应导致蛭石层间水剧烈震动，层间局部温度快速升高，层间水迅速汽化，汽化水产生局部压力将蛭石层与层之间撑开，宏观表现为蛭石快速膨胀，避免了高温膨胀的过程，从而解决了膨胀后的蛭石发脆的问题。同时，由于在膨胀前对蛭石进行清洗除杂，减少了杂质含量，提高了膨胀后蛭石的品质。采用该方法制备的高品质膨胀蛭石可用于制备高温机械部件热障涂层用的高质量膨胀蛭石粉体；合成有机粘土复合材料用的填充剂；节能保温墙体的填充材料；制备高品质隔热蛭石板材的原料等应用领域。但是该方法蛭石的膨胀率还不够高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高蛭石膨胀性能的方法，本发明提供的方法能够提高蛭石的膨胀率和剥离度。
为实现上述目的，本发明提供一种提高蛭石膨胀性能的方法，该方法包括：将原矿蛭石与水或盐溶液放置于耐高压容器中，耐高压容器里边放磁子，耐高压容器底部有磁力搅拌，耐高压容器外部设有加热装置，加热进行水热改性；水热改性完后，经过滤除去溶液，进行膨化，得到膨胀蛭石，膨化的方式为微波、超声或加热。
可选的，所述原矿蛭石与水或盐溶液的重量比为1：(0.1-100)，搅拌速率为1～1000rpm，微波功率为100～1800W，磁力搅拌转速为1-500rpm。
可选的，所述水热改性的温度为101-450℃，时间为0.5-72小时。
可选的，该方法还包括：先将原矿蛭石进行粉碎后得到蛭石颗粒后再进行所述水热改性，所述蛭石颗粒的粒径为1～120目。
可选的，所述方法还包括：将原矿蛭石、水和无机盐一起进行水热改性，所述原矿蛭石与无机盐的重量比为1：(0.01-10)，固液体积比为1:1-10。
可选的，所述无机盐为氯化钠、溴化钾、氯化钾、硝酸钾、氯化镁、氯化铁、氯化铝或氯化铵中的一种或多种。
可选的，所述方法还包括：将原矿蛭石、水和有机阳离子表面活性剂一起进行水热改性，所述原矿蛭石与有机阳离子表面活性剂的重量比为1：(0.01-5)。
可选的，所述有机阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、溴代十六烷基吡啶或四甲基溴化铵。
可选的，所述水热改性采用微波、红外、烘箱或高温炉加热。
本发明具有如下优点：
本发明通过高温高压，调控蛭石层间的水分子和离子，达到调控蛭石膨胀率或剥离度的目的，具有调控方法简单有效、膨胀倍数高，易于分离，设备简单、生产效率提高、污染物少，具有明显的经济价值等优点。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明提供一种提高蛭石膨胀性能的方法，该方法包括：将原矿蛭石与水或盐溶液放置于耐高压容器中，耐高压容器里边放磁子(磁力搅拌子)，耐高压容器底部有磁力搅拌，耐高压容器外部设有加热装置，加热进行水热改性；水热改性完后，经过滤除去溶液，进行膨化，得到膨胀蛭石，膨化的方式为微波、超声或加热。本发明是提高蛭石膨胀率和剥离度的有效分离，具备工艺简单，易于推广，具有明显的经济价值。
本发明中，水热改性有助于在高温高压下调节蛭石层间水分子，提高含水量，所述水热改性的温度优选为101-450℃，时间优选为0.5-72小时。
本发明中，为了提高水与原矿蛭石的接触面积，该方法还可以包括：先将原矿蛭石进行粉碎后得到蛭石颗粒后再进行所述水热改性，所述蛭石颗粒的粒径为1～120目，粉碎方式可以是剪切或粉磨等。
本发明中，为了调控蛭石层间阳离子，所述方法还可以包括：将原矿蛭石、水和无机盐一起进行水热改性，所述原矿蛭石与无机盐的重量比可以为1：(0.01-10)，固液体积比可以为1:1-10，所述无机盐可以为氯化钠、溴化钾、氯化钾、硝酸钾、氯化镁、氯化铁、氯化铝或氯化铵中的一种或多种，另外在高温下，可以使无机盐在高温下气化或者分解，以提高反应釜中气体压力，提高膨胀效率和膨胀均匀性。
进一步地，为了提高膨胀率，所述方法还可以包括：将原矿蛭石、水和有机阳离子表面活性剂一起进行水热改性，所述原矿蛭石与有机阳离子表面活性剂的重量比为1：(0.01-5)，所述有机阳离子表面活性剂可以为十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、溴代十六烷基吡啶或四甲基溴化铵。
本发明中，所述水热改性可以采用微波、红外、烘箱或高温炉加热。
下面通过实施例来进一步说明本发明，但是并不因此而限制本发明。
蛭石膨胀率可采用计量膨胀前和膨胀后的体积的方法进行测定。
实施例1
将2克原矿蛭石与10克水放入20mL的水热反应釜中，然后在50rpm的磁力搅拌下在180℃下进行高温高压水热改性24小时。水热改性完后，经过滤，在1500W功率的微波下进行膨化得到膨胀蛭石，膨胀蛭石的膨胀率为800％。
对比例1
将原矿蛭石在不经水热处理的条件下，直接在1500W功率的微波下进行膨化得到膨胀蛭石，膨胀率为600％。
实施例2
将2克原矿蛭石和与3.5克硝酸钾8克水放入20mL的水热反应釜中，然后在80rpm的磁力搅拌下在180℃下进行高温高压水热改性24小时。水热改性完后，经过滤，在850℃下进行膨化，得到膨胀蛭石，膨胀蛭石的膨胀率为1920％。
对比例2
将原矿蛭石在850℃下进行膨化得到膨胀蛭石，膨胀率为700％。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种提高蛭石膨胀性能的方法，其特征在于，该方法包括：
将原矿蛭石与水或盐溶液放置于耐高压容器中，耐高压容器里边放磁子，耐高压容器底部有磁力搅拌，耐高压容器外部设有加热装置，加热进行水热改性；水热改性完后，经过滤除去溶液，进行膨化，得到膨胀蛭石，膨化的方式为微波、超声或加热方式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原矿蛭石与水或盐溶液的重量比为1：(0.1-100)，搅拌速率为1～1000rpm，微波功率为100～1800W，磁力搅拌转速为1-500rpm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水热改性的温度为101-450℃，时间为0.5-72小时。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：先将原矿蛭石进行粉碎后得到蛭石颗粒后再进行所述水热改性，所述蛭石颗粒的粒径为1～120目。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将原矿蛭石、水和无机盐一起进行水热改性，所述原矿蛭石与无机盐的重量比为1：(0.01-10)，固液体积比为1:1-10。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述无机盐为氯化钠、溴化钾、氯化钾、硝酸钾、氯化镁、氯化铁、氯化铝或氯化铵中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将原矿蛭石、水和有机阳离子表面活性剂一起进行水热改性，所述原矿蛭石与有机阳离子表面活性剂的重量比为1：(0.01-5)。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述有机阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、溴代十六烷基吡啶或四甲基溴化铵。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水热改性采用微波、红外、烘箱或高温炉加热。
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