CN108910905A - 一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法 - Google Patents

一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法，采用超声离心分离的方法进行低品位膨润土的纯化，首先将适量聚丙烯酸钠作为分散剂添加到膨润土中加水制成矿浆，具有高负电荷密度，大大提高了矿浆的分散程度，然后超声将膨润土颗粒破碎，使夹杂在矿物中的细小颗粒暴露，施加离心力后可使密度略大的石英颗粒先离心至杯壁，控制转速使蒙脱石与杂质分离，再通过控制离心力将密度略大的杂质分离，最后可达到良好的提纯效果；最后根据离子交换原理，采用干法机械球磨活化的方式对纯化后的膨润土，以纯碱为改性剂，进行了膨润土的改性，与现有技术中使用的挤压法相比，工艺简单便于控制，得到钠基化的膨润土。

Description

一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法
技术领域
本发明涉及膨润土技术领域，尤其涉及一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法。
背景技术
膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的黏土矿物，蒙脱石的特殊结构使其具有许多优异的物化性能而被应用到多个领域。我国膨润土资源丰富，但天然产出的膨润土含有其他杂质矿物，难以满足各应用领域中的纯度要求。由于天然产出的膨润土中蒙脱石含量大多在50%-80%左右，在膨润土加工前需对其提纯除杂。目前，膨润土的提纯方法主要分为干法提纯和湿法提纯两大类。干法提纯主要适用于膨润土中蒙脱石的含量高于80%的膨润土矿，湿法提纯主要适用于蒙脱石含量在30%-80%的低品位膨润土。低品位的膨润土由于含石英、长石、方解石等杂质而导致自然的低品位膨润土的质量普遍不高，亟待通过提纯处理以提高其开发利用价值。
膨润土的这种独特矿物组成与结构特征使其具有如下工艺特性：亲水性与膨胀性；分散性和悬浮性；粘结性和触变性；稳定性和无毒性；可塑性等，膨润土根据层间吸附离子的不同，可分为钠基、钙基、镁基、铝（氢）基及钾基膨润土，常见的为钠基和钙基膨润土。广泛应用于冶金球团、铸造、钻井、化工、食品、环保等多个领域，被称作“万能材料”。 我国膨润土90%为钙基膨润土，由于Na+比Ca2+具有更好的水化性能，因而钠基膨润土与钙基膨润土相比，具有更好的膨胀性、阳离子交换性、水介质中的分散性、粘性、润滑性、热稳定性、及较高的触变性、热湿压强度和干压强度等一系列优点，其应用更加广泛，价格也相对较高。因而对低品位膨润土的钠化改性有着重要的意义。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法，包括以下具体步骤：
（1）将适量的膨润土与一定量的分散剂混合均匀，加入去离子水，达到一定质量分数的矿浆，用高速均质分散机以2000-2500转/分的速度搅拌均匀后静置，去除下层沉淀，得到上层悬浮液待用；
（2）将步骤（1）得到的上层悬浮液放入容器中，将容器放入超声振荡器中，以一定的频率超声处理10-15分钟后取出容器，将底部絮凝状沉淀除去，悬浮液使用高速离心设备以1200-1500转/分的速度离心10-12分钟后，去除底部杂质，取中间悬浮液过滤烘干，得到纯化膨润土；
（3）将纯化后的膨润土中加入适量碳酸钠，混合均匀后加入到球磨设备中，控制球料比1:（3-4），开动搅拌器，开始搅拌反应，以一定的搅拌速度搅拌反应一段时间后取出，放入105-110℃的烘箱中干燥，冷却至室温后粉碎，过100目筛，即得。
一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法，步骤（1）所述的分散剂为聚丙烯酸钠，且添加量为膨润土质量的0.5%。
一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法，步骤（1）所述的达到一定质量分数的矿浆，是指达到质量分数为5%的矿浆。
一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法，步骤（2）所述的以一定的频率超声处理，以40kHz的频率超声处理。
一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法，步骤（3）所述的碳酸钠的添加量为纯化后膨润土质量的5%。
一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法，步骤（3）所述的以一定的搅拌速度搅拌反应一段时间后取出，以250-450转/分的速度搅拌反应40分钟。
本发明的优点是：本发明采用超声离心分离的方法进行低品位膨润土的纯化，首先将适量聚丙烯酸钠作为分散剂添加到膨润土中加水制成矿浆，具有高负电荷密度， 使颗粒表面电位的绝对值增高，静电排斥作用增强，阻碍了颗粒间相互聚集和重力沉降，因而大大提高了矿浆的分散程度，然后超声将膨润土颗粒破碎，使夹杂在矿物中的细小颗粒暴露，施加离心力后可使密度略大的石英颗粒先离心至杯壁，控制转速使蒙脱石与杂质分离，再通过控制离心力将密度略大的杂质分离，最后可达到良好的提纯效果；最后根据离子交换原理，采用干法机械球磨活化的方式对纯化后的膨润土，以纯碱为改性剂，进行了膨润土的改性，与现有技术中使用的挤压法相比，工艺简单便于控制，得到钠基化的膨润土。
具体实施方式
一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法，包括以下具体步骤：
（1）将适量的膨润土与膨润土质量的0.5%的聚丙烯酸钠混合均匀，加入去离子水，达到5%质量分数的矿浆，用高速均质分散机以2000转/分的速度搅拌均匀后静置，去除下层沉淀，得到上层悬浮液待用；
（2）将步骤（1）得到的上层悬浮液放入容器中，将容器放入超声振荡器中，以40kHz的频率超声处理10分钟后取出容器，将底部絮凝状沉淀除去，悬浮液使用高速离心设备以1200转/分的速度离心10分钟后，去除底部杂质，取中间悬浮液过滤烘干，得到纯化膨润土；
（3）将纯化后的膨润土中加入纯化后膨润土质量的5%的碳酸钠，混合均匀后加入到球磨设备中，控制球料比1:（3），开动搅拌器，开始搅拌反应，以250转/分的速度搅拌反应40分钟后取出，放入105℃的烘箱中干燥，冷却至室温后粉碎，过100目筛，即得。

Claims (6)

1.一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
（1）将适量的膨润土与一定量的分散剂混合均匀，加入去离子水，达到一定质量分数的矿浆，用高速均质分散机以2000-2500转/分的速度搅拌均匀后静置，去除下层沉淀，得到上层悬浮液待用；
（2）将步骤（1）得到的上层悬浮液放入容器中，将容器放入超声振荡器中，以一定的频率超声处理10-15分钟后取出容器，将底部絮凝状沉淀除去，悬浮液使用高速离心设备以1200-1500转/分的速度离心10-12分钟后，去除底部杂质，取中间悬浮液过滤烘干，得到纯化膨润土；
（3）将纯化后的膨润土中加入适量碳酸钠，混合均匀后加入到球磨设备中，控制球料比1:（3-4），开动搅拌器，开始搅拌反应，以一定的搅拌速度搅拌反应一段时间后取出，放入105-110℃的烘箱中干燥，冷却至室温后粉碎，过100目筛，即得。
2.根据权利要求1所述的一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法，其特征在于，步骤（1）所述的分散剂为聚丙烯酸钠，且添加量为膨润土质量的0.5%。
3.根据权利要求1所述的一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法，其特征在于，步骤（1）所述的达到一定质量分数的矿浆，是指达到质量分数为5%的矿浆。
4.根据权利要求1所述的一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法，其特征在于，步骤（2）所述的以一定的频率超声处理，以40kHz的频率超声处理。
5.根据权利要求1所述的一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法，其特征在于，步骤（3）所述的碳酸钠的添加量为纯化后膨润土质量的5%。
6.根据权利要求1所述的一种低品位膨润土的超声离心提纯以及钠基化方法，其特征在于，步骤（3）所述的以一定的搅拌速度搅拌反应一段时间后取出，以250-450转/分的速度搅拌反应40分钟。
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