CN110540211A - 一种凹凸棒石黏土的增白方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种凹凸棒石黏土的增白方法，是将凹凸棒石原矿破碎后用水配成矿浆，先通过磁选法将矿浆中的部分黑色铁屑分离；再以亚硫酸盐琼脂为浮选剂通过浮选法将有机碳与凹凸棒石黏土解离开，然后通过重力分离法除去有机碳等杂质；通过还原法用保险粉将浆料中的三价铁还原为可溶的二价铁离子，再使用草酸根离子与二价铁离子进行络合，并溶解在水相中，呈黄色溶液；最后加入金属离子络合剂亚氨基二琥珀酸四钠，实现对上一步未完全除去的二价铁离子、铜离子、锰离子的完全去除。本发明经过磁选法，重力分离法，浮选法，化学氧化法，化学络合法联合处理的凹凸棒石白度在96%以上，完全可以满足凹凸棒石在食品、药品及精细化工工业中的应用要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种凹凸棒石黏土的增白方法，属于硅酸盐黏土矿物的深加工领域。
背景技术
凹凸棒土是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。凹凸棒土具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等多种良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力，同时具有一定的可塑性及粘结力，其化学分子式为：Mg5(H2O)4[Si4O10]2(OH)2·4H2O。具有介于链状结构和层状结构之间的中间结构。凹凸棒石呈土状、致密块状产于沉积岩和风化壳中，且有不同的颜色如呈白色、红色、灰白色、青灰色或灰绿色等。土质细腻，有油脂滑感，质轻、性脆，断口呈贝壳状或参差状，吸水性强。湿时具粘性和可塑性，干燥后收缩小，不大显裂纹，水浸泡崩散。基于多种优点，其应用也非常的广泛，如凹凸棒石阻燃材料、建材行业、农业、畜牧业、纺织、脱色及水处理、干燥剂、化妆品原料及塑料橡胶的填料等多个领域。
但未经处理的凹凸棒土杂质较多，颜色也大不相同，究其主要原因是杂质中存在碳、石墨、铁和锰及其氧化物等多种类别，与凹凸棒土混合而着色。这在凹凸棒土的一些应用领域是非常不利的，严重降低了生产和利用效果。
自然界中天然灰白色凹凸棒石的白度只有60%左右，这严重限制了其在白色产品中的应用，如白色电缆料，白色化妆品等化工产品。但凹凸棒石本质上是非常好的高分子材料添加剂，这就要求科研工作者对凹凸棒石的白度进行提升。目前最常用的凹凸棒土的增白方法，是将凹凸棒土与水配成重量百分比浓度为20%的矿浆，机械搅拌并超声分散2h使得矿浆分散均匀，再用磁铁搅拌0.5h，之后通过磁选法将部分黑色的铁屑分离；取上层泥浆，加热至80℃，搅拌下加入凹凸棒土重量2.5%的保险粉并搅拌2h；加入凹凸棒土重量15%的草酸并搅拌2h；停止加热，离心洗涤直到滤液为中性，干燥，研磨得到产物。经测试凹凸棒石白度只有64%，这远远不能满足很多领域对凹凸棒石要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种凹凸棒石黏土的高效增白方法。
本发明的一种凹凸棒石黏土的增白方法，是将凹凸棒石原矿破碎至50~200目，用水配成质量浓度5%~20%的矿浆，机械搅拌并超声分散0.5h~2h，使得矿浆分散均匀；在浆料中插入超强磁铁搅拌棒搅拌0.1h ~0.5h，通过磁选法将矿浆中的部分铁屑分离；然后将磁选过的浆料用水配置成5%~10%泥浆，加入亚硫酸盐琼脂，超声解离0.5~5小时；然后在500~1000转/分钟的条件下离心1~3min，去除有机碳杂质；取上层泥浆并加热至50℃~80℃，向其中加入保险粉并搅拌0.5~2h；再加入草酸搅拌0.5~2h；停止加热，离心洗涤直到滤液为中性，得到初级增白产物并干燥；在初级增白产物中加入亚氨基二琥珀酸钠盐及水配置成5%~10%泥浆水液，超声络合5~15min；用蒸馏水清洗，干燥，研磨，得到白色凹凸棒石。
亚硫酸盐琼脂的加入量为磁选前凹凸棒石固体原矿质量的2%~10%；保险粉的加入量为磁选前凹凸棒石固体原矿质量的0.5%~2.5%；草酸的加入量为磁选前凹凸棒石固体原矿质量的5%~15%；亚氨基二琥珀酸四钠的加入量为初级增白干燥后凹凸棒石质量的1~3%。
本发明的原理：先通过磁选法将矿浆中的部分黑色铁屑分离；再以亚硫酸盐琼脂为浮选剂通过浮选法，将有机碳等与凹凸棒石黏土解离开，通过重力分离法除去有机碳等杂质；通过还原法用保险粉将浆料中的三价铁还原为可溶的二价铁离子，再使用草酸根离子与二价铁离子进行络合，并溶解在水相中，呈黄色溶液；最后加入金属离子络合剂亚氨基二琥珀酸四钠，实现对上一步未完全除去的二价铁离子，铜离子，锰离子的完全去除。
经检测，上述经过磁选法，重力分离法，浮选法，化学氧化法，化学络合法联合处理的凹凸棒石的白度在96%以上。
为了进一步说明本发明方法增白凹凸棒土的效果，我们在相同的工艺条件下采用不同浮选剂做了不同的试验，结果见表1：
表1的结果说明，本发明以亚硫酸盐琼脂作为浮选剂，相对于常用浮选剂（六偏磷酸钠，油酸，聚丙烯酸钠，可溶性淀粉，十二烷基磺酸钠）具有更加好的分散浮选效果。通过磁选法，重力分离法，浮选法，化学氧化法，化学络合法有机的结合到一起对凹凸棒石进行处理，使得凹凸棒石的白度和白度稳定性得到大幅度的提高。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明凹凸棒石的增白方法及效果做进一步说明。
实施例1
将凹凸棒石原矿破碎（至50目），用水配成质量浓度为20%的矿浆，机械搅拌并超声分散2h，使得矿浆分散均匀；向其中加入磁铁棒，搅拌0.5h后通过磁选法将部分黑色的铁屑分离；然后将磁选过的浆料配置成10%泥浆，加入凹凸棒石原矿质量2%的亚硫酸盐琼脂，超声解离0.5h；然后在500转/分钟的条件下离心3min，去除有机碳等杂质；取上层泥浆，加热至50℃，加入凹凸棒石原矿重量2.5%的保险粉并搅拌2h；加入凹凸棒石原矿重量重量15%的草酸搅拌2h；停止加热，离心洗涤直到滤液为中性；之后加入初级增白干燥后凹凸棒石质量1%的亚氨基二琥珀酸四钠，配置成10%泥浆水液，超声络合15min；最后用蒸馏水清洗，干燥，研磨，得到白色凹凸棒石，产物的白度为96%。
实施例2
将凹凸棒石原矿破碎（至200目），用水配成质量浓度为5%的矿浆，机械搅拌并超声分散0.5h，使得矿浆分散均匀；向其中加入磁铁棒，搅拌0.1h后通过磁选法将部分黑色的铁屑分离；然后将磁选过的浆料配置成5%泥浆，加入凹凸棒石原矿质量10%的亚硫酸盐琼脂，超声解离5h；然后在1000转/分钟的条件下离心1min，去除有机碳等杂质；取上层泥浆，加热至80℃，加入凹凸棒石原矿重量0.5%的保险粉并搅拌2h；加入凹凸棒石原矿重量重量5%的草酸搅拌2h；停止加热，离心洗涤直到滤液为中性。之后加入初级增白干燥后凹凸棒石质量3%的亚氨基二琥珀酸四钠，配置成5%泥浆水液，超声络合5min；最后用蒸馏水清洗，干燥，研磨，得到白色凹凸棒石，产物的白度为99%。
实施例3
将凹凸棒石原矿破碎（至100目），用水配成质量浓度为10%的矿浆，机械搅拌并超声分散1h，使得矿浆分散均匀；向其中加入磁铁棒，搅拌0.3h后通过磁选法将部分黑色的铁屑分离；然后将磁选过的浆料配置成8%泥浆，加入凹凸棒石原矿质量6%的亚硫酸盐琼脂，超声解离4h；然后在800转/分钟的条件下离心2min，去除有机碳等杂质；取上层泥浆，加热至80℃，加入凹凸棒石原矿重量1.5%的保险粉并搅拌2h；加入凹凸棒石原矿重量重量10%的草酸搅拌2h；停止加热，离心洗涤直到滤液为中性。之后加入初级增白干燥后凹凸棒石质量2%的亚氨基二琥珀酸四钠，配置成8%泥浆水液，超声络合10min；最后用蒸馏水清洗，干燥，研磨，得到白色凹凸棒石，产物的白度为97%。
实施例4
将凹凸棒石原矿破碎（至120目），用水配成质量浓度为8%的矿浆，机械搅拌并超声分散1h，使得矿浆分散均匀；向其中加入磁铁棒，搅拌0.3h后通过磁选法将部分黑色的铁屑分离；然后将磁选过的浆料配置成10%泥浆，加入凹凸棒石原矿质量8%的亚硫酸盐琼脂，超声解离3h；然后在600转/分钟的条件下离心2min，去除有机碳等杂质；取上层泥浆，加热至80℃，加入凹凸棒石原矿重量2%的保险粉并搅拌2h；加入凹凸棒石原矿重量重量12%的草酸搅拌2h；停止加热，离心洗涤直到滤液为中性。之后加入初级增白干燥后凹凸棒石质量1%的亚氨基二琥珀酸四钠，配置成6%泥浆水液，超声络合10min；最后用蒸馏水清洗，干燥，研磨，得到白色凹凸棒石，产物的白度为98%。
Claims (5)
1.一种凹凸棒石黏土的增白方法，是将凹凸棒石原矿破碎至50~200目，用水配成质量浓度5%~20%的矿浆，机械搅拌并超声分散0.5h~2h，使得矿浆分散均匀；在浆料中插入超强磁铁搅拌棒搅拌0.1h~0.5h，通过磁选法将矿浆中的部分铁屑分离；再将磁选过的浆料用水配置成5%~10%泥浆，加入亚硫酸盐琼脂，超声解离0.5~5小时；然后在500~1000转/分钟的条件下离心1~3min，去除有机碳杂质；取上层泥浆并加热至50℃~80℃，向其中加入保险粉并搅拌0.5~2h，再加入草酸搅拌0.5~2h后停止加热，离心洗涤至滤液为中性，得到初级增白产物并干燥；在初级增白产物中加入亚氨基二琥珀酸钠盐及水，配置成5%~10%泥浆水液；超声络合5~15min；用蒸馏水清洗，干燥，研磨，得到白色凹凸棒石。
2.如权利要求1所述一种凹凸棒石黏土的增白方法，其特征在于：亚硫酸盐琼脂的加入量为磁选前凹凸棒石固体原矿质量的2%~10%。
3.如权利要求1所述一种凹凸棒石黏土的增白方法，其特征在于：保险粉的加入量为磁选前凹凸棒石固体原矿质量的0.5%~2.5%。
4.如权利要求1所述一种凹凸棒石黏土的增白方法，其特征在于：草酸的加入量为磁选前凹凸棒石固体原矿质量的5%~15%。
5.如权利要求1所述一种凹凸棒石黏土的增白方法，其特征在于：亚氨基二琥珀酸四钠的加入量为初级增白干燥后凹凸棒石质量的1~3%。
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