CN109987612A - 一种凹凸棒石黏土分级提纯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种凹凸棒石黏土分级提纯方法，将凹凸棒石原矿在一定条件下进行机械分散制浆，再在不同转速下离心分级，干燥研磨过筛，得提纯凹凸棒石黏土。本发明工艺简单，提纯效果好，且未使用分散剂，降低成本且便于固液分离，对凹凸棒石的吸附性能和胶体性能不会造成影响，提纯后的凹凸棒石黏土的粘度、白度和脱色率均得到有效提高，对于分级应用、提高产品整体附加值有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于非金属矿开发利用领域，涉及到一种凹凸棒石黏土分级提纯方法。
背景技术
凹凸棒石黏土是一种具链层状结构的水合镁铝硅酸盐矿物，高品位凹凸棒石黏土具有良好的阳离子交换性、吸水性、吸附性、脱色性，可用作吸附剂、干燥剂、脱色剂、增稠剂等，广泛应用于油品精制、化妆品、医药、印染纺织等领域。天然凹凸棒石矿形成过程中常伴生白云石、长石等多种杂质，杂质较多的矿被称为低品位矿，需要对其进行分级提纯后才能得到更好的性能。但由于凹凸棒石黏土矿形成过程中常伴生有蒙脱石、白云石、方解石和石英等杂质，影响了凹凸棒石的纯度。而凹凸棒石的纯度决定了其胶体性能和吸附性能。我国凹凸棒石黏土矿中的凹凸棒石含量多处于中低水平，因此提纯是改善其吸附性能和胶体性能的重要方式。
目前，凹凸棒石分级提纯应用技术日趋完善，提纯方法主要有干法和湿法两种，现行的干法提纯工艺一般为原矿粉碎-磨矿-分级提纯，湿法提纯工艺一般为原矿粉碎-制浆-分级-固液分离-干燥-研磨过筛。
干法提纯工艺流程较为简单，提纯成本低，但效果有限，通常只适用于原矿品质好，凹凸棒石含量高的原矿，且分选前需要烘干，能耗较高。
而湿法一般是使用六偏磷酸钠等分散剂，将原矿分散在水中进行分散提纯，此法能获得纯度较高的凹凸棒石黏土，但分散剂会改变凹凸棒石黏土的表面电荷，从而极大的影响胶体性能，且分离干燥时处理不当时极易造成凹凸棒石棒晶团聚，进而影响产品性能。
发明内容
本发明的目的是：设计一种凹凸棒石黏土分级提纯方法，在提纯过程中不使用分散剂，对凹凸棒石的吸附性能和胶体性能不造成影响，得到各种纯度的凹凸棒石黏土，对于分级应用、提高产品整体附加值有重要意义。
本发明的技术解决方案是：将凹凸棒石原矿在一定条件下进行机械分散制浆，再在不同转速下离心分级，干燥研磨过筛，得提纯凹凸棒石黏土。
其中，所述的制浆条件是凹凸棒石黏土原矿与水的质量比为5%-15%，采用旋片式或震荡式的大型高速分散机，分散速度为300-1500rpm，时间为1-3h。
其中，所述的超高速离心机为转速范围为0-8000rpm的离心机。
其中，所述的离心机第一次离心转速为300-1500rpm/min，离心时间为1-10min；第二次离心转速为8000rpm/min，离心时间为3-20min。
其中，所述的干燥方式为50℃以下鼓风干燥、50℃以下真空干燥、-20℃以下冻干、晒干中的一种。
其中，所述的研磨过筛方式为将其粉碎后过筛，取100目筛下、400目筛上物。
其中，它的具体步骤如下：第一步，采用旋片式或震荡式的大型高速分散机，以5%-15%质量比将凹凸棒石原土在300-1500rpm转速下制浆1-3h，使其分散于水中，弃去底部碎石，得到初级提纯的凹凸棒石矿浆；第二步，利用转速范围为0-8000rpm的离心机对初级提纯的凹凸棒石矿浆进行分离提纯，第一次离心转速为300-1500rpm/min，离心时间为1-10min，离心后去除下层沉淀，将上层悬浊液再次离心，第二次离心转速为8000rpm/min，离心3-20min，得到离心提纯土；第三步，将离心提纯土使用鼓风干燥、真空干燥、冻干、晒干中一种方式干燥，干燥完成后研磨过200目筛，取100目筛下、400目筛上物，得成品提纯凹凸棒石粘土。
本发明的创新点在于：
1）工艺简单，提纯效果好，且未使用分散剂，降低成本且便于固液分离，对凹凸棒石的吸附性能和胶体性能不会造成影响，最重要的能同时得到各种纯度的凹凸棒石黏土，对于分级应用、提高产品整体附加值有重要意义。
2）本发明采用的凹凸棒石分级提纯方法主要针对粘度≤600mPa.S、白度≤60、脱色率≤28的低品位矿，其中杂质含量40%以上，经过处理后，粘度、白度、脱色率都得到了提升，对凹凸棒石的高值化具有极大的促进作用，方法具有成本低廉、资源丰富、天然、高效、环保的特点。
3）本发明采用的凹凸棒石分级提纯方法，利用各组分离心力和密度的差异，在不同转速下进行一次分级，相对于使用在不同转速下多次分级的方式，更能体现在不同转速下的提纯效果，在工业生产的节能方面具有重要作用。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明做进一步说明，但本发明不限于以下实例。
粘度测定方法：将原土研磨过200目筛，称取一定量原土，加入一定量水中，置于高速搅拌机的悬浮液杯中，将悬浮液杯置于高速搅拌机上，在一定转速下搅拌，制成凹凸棒石粘土原土悬浮液；立即将原土悬浮液倒入旋转粘度计的粘度杯中，读取转速在3#30R下粘度计显示数值，该读数值为凹凸棒石原土未剪切离心时的粘度值。
白度测定方法：将原土研磨过200目筛，取一定量的干燥试样注入恒压粉体压样器中，压制成表面平整、无裂纹、无污点的试样板；按照白度仪使用方法预热、调校后测定白度，结果取两次测定结果平均值。
脱色率测定方法：按照GB29225-2012规定的方法进行， 取一定量新鲜中和的大豆油，加入一定量试样，在115℃加热脱色净化，根据脱色前后大豆油的吸光度差值与脱色前后大豆油吸光度的比值，计算得到试样的脱色率。
实施例1：取江苏盱眙凹凸棒石高粘矿（原矿粘度为151.4mPa.s、白度为49.8、脱色率为12.6%），按照5%固液比配料，在容器中使用300rpm的转速进行制浆，制浆完成后静置过夜，滤去下层泥沙，将悬浮液在300rpm的转速下离心1min，离心完成后去除下层沉淀，将上层悬浮液在8000rpm的转速下离心3min，固液分离后使用50℃鼓风干燥进行烘干，粉碎过筛，取100目下、400目上的筛上物；测定粘度为561.2mPa.s，白度为54.5，脱色率为17.1%。
实施例2：取江苏盱眙凹凸棒石高粘矿（原矿粘度为151.4mPa.s、白度为49.8、脱色率为12.6%），按照5%固液比配料，在容器中使用500rpm的转速进行制浆，制浆完成后静置过夜，滤去下层泥沙，将悬浮液在500rpm的转速下离心3min，离心完成后去除下层沉淀，将上层悬浮液在8000rpm的转速下离心6min，固液分离后使用50℃鼓风干燥进行烘干，干燥后粉碎过筛，取100目下、400目上的筛上物；测定粘度为730.5mPa.s，白度为55.8，脱色率为18.6%。
实施例3：取江苏盱眙凹凸棒石高粘矿（原矿粘度为151.4mPa.s、白度为49.8、脱色率为12.6%），按照7.5%固液比配料，在容器中使用700rpm的转速进行制浆，制浆完成后静置过夜，滤去下层泥沙，将悬浮液在700rpm的转速下离心5min，离心完成后去除下层沉淀，将上层悬浮液在8000rpm的转速下离心9min，固液分离后使用50℃真空干燥进行烘干，干燥后粉碎过筛，取100目下、400目上的筛上物；测定粘度为748.3mPa.s，白度为56.7，脱色率为19.2%。
实施例4：取江苏盱眙凹凸棒石高粘矿（原矿粘度为151.4mPa.s、白度为49.8、脱色率为12.6%），按照10%固液比配料，在容器中使用900rpm的转速进行制浆，制浆完成后静置过夜，滤去下层泥沙，将悬浮液在900rpm的转速下离心7min，离心完成后去除下层沉淀，将上层悬浮液在8000rpm的转速下离心7min，固液分离后使用50℃真空干燥进行烘干，干燥后粉碎过筛，取100目下、400目上的筛上物；测定粘度为1024mPa.s，白度为58.7，脱色率为20.8%。
实施例5：取安徽明光的凹凸棒石高粘矿（原矿粘度为600mPa.s、白度为60、脱色率为28%），按照12.5%固液比配料，在容器中使用900rpm的转速进行制浆，制浆完成后静置过夜，滤去下层泥沙，将悬浮液在900rpm的转速下离心6min，离心完成后去除下层沉淀，将上层悬浮液在8000rpm的转速下离心12min，固液分离后使用-60℃冻干，干燥后粉碎过筛，取100目下、400目上的筛上物；测定粘度为979.9mPa.s，白度为62.1，脱色率为34.2%。
实施例6：取安徽明光的凹凸棒石高粘矿（原矿粘度为600mPa.s、白度为60、脱色率为28%），按照12.5%固液比配料，在容器中使用1100rpm的转速进行制浆，制浆完成后静置过夜，滤去下层泥沙，将悬浮液在1100rpm的转速下离心8min，离心完成后去除下层沉淀，将上层悬浮液在8000rpm的转速下离心15min，固液分离后使用-60℃冻干，干燥后粉碎过筛，取100目下、400目上的筛上物；测定粘度为1024mPa.s，白度为63.0，脱色率为35.8%。
实施例7：取安徽明光的凹凸棒石高粘矿（原矿粘度为600mPa.s、白度为60、脱色率为28%），按照15%固液比配料，在容器中使用1300rpm的转速进行制浆，制浆完成后静置过夜，滤去下层泥沙，将悬浮液在1300rpm的转速下离心9min，离心完成后去除下层沉淀，将上层悬浮液在8000rpm的转速下离心18min，固液分离后晒干，干燥后粉碎过筛，取100目下、400目上的筛上物；测定粘度为1140mPa.s，白度为63.6，脱色率为37.8%。
实施例8：取安徽明光的凹凸棒石高粘矿（原矿粘度为600mPa.s、白度为60、脱色率为28%），按照15%固液比配料，在容器中使用1500rpm的转速进行制浆，制浆完成后静置过夜，滤去下层泥沙，将悬浮液在1500rpm的转速下离心10min，离心完成后去除下层沉淀，将上层悬浮液在8000rpm的转速下离心20min，固液分离后晒干，干燥后粉碎过筛，取100目下、400目上的筛上物；测定粘度为1220mPa.s，白度为65.2，脱色率为39.1%。
上述实施例的即时数据体现了凹凸棒石的分离提纯效果。由以上数据看出，在不同固液比与离心转速下，凹凸棒石的粘度、白度和脱色率有了明显的差别，随着离心力的增加，凹凸棒石粘度、白度和脱色率的数值逐步上升，说明该发明的分离提纯工艺效果明显，能有效提高工业应用范围。
以上实施例仅用来说明本发明的详细方法，本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。
Claims (7)
1.一种凹凸棒石黏土分级提纯的方法，其特征在于：将凹凸棒石原矿在一定条件下进行机械分散制浆，再在不同转速下离心分级，干燥研磨过筛，得提纯凹凸棒石黏土。
2.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石黏土分级提纯方法，其特征在于：所述的制浆条件是凹凸棒石黏土原矿与水的质量比为5%-15%，采用旋片式或震荡式的大型高速分散机，分散速度为300-1500rpm，时间为1-3h。
3.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石黏土分级提纯方法，其特征在于：所述的超高速离心机为转速范围为0-8000rpm的离心机。
4.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石黏土分级提纯方法，其特征在于：所述的离心机第一次离心转速为300-1500rpm/min，离心时间为1-10min；第二次离心转速为8000rpm/min，离心时间为3-20min。
5.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石黏土分级提纯方法，其特征在于：所述的干燥方式为50℃以下鼓风干燥、50℃以下真空干燥、-20℃以下冻干、晒干中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石黏土分级提纯方法，其特征在于：所述的研磨过筛方式为将其粉碎后过筛，取100目筛下、400目筛上物。
7.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石黏土分级提纯方法，其特征在于它的具体步骤如下：第一步，采用旋片式或震荡式的大型高速分散机，以5%-15%质量比将凹凸棒石原土在300-1500rpm转速下制浆1-3h，使其分散于水中，弃去底部碎石，得到初级提纯的凹凸棒石矿浆；第二步，利用转速范围为0-8000rpm的离心机对初级提纯的凹凸棒石矿浆进行分离提纯，第一次离心转速为300-1500rpm/min，离心时间为1-10min，离心后去除下层沉淀，将上层悬浊液再次离心，第二次离心转速为8000rpm/min，离心3-20min，得到离心提纯土；第三步，将离心提纯土使用鼓风干燥、真空干燥、冻干、晒干中一种方式干燥，干燥完成后研磨过200目筛，取100目筛下、400目筛上物，得成品提纯凹凸棒石粘土。
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| CN108516562A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-09-11 | 苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司 | 一种凹凸棒石粘土的提纯工艺 |
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2019
- 2019-04-16 CN CN201910301658.9A patent/CN109987612A/zh active Pending
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