CN112694095A - 利用微波辅助快速转白杂色混维凹凸棒石的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微波辅助快速转白杂色混维凹凸棒石的方法，是将天然杂色混维凹凸棒石原矿经破碎和旋风分离处理后分散到转白制剂水溶液中形成矿浆，再将矿浆搅拌处理10~60min后转入微波反应器中进行微波处理，然后经洗涤、固液分离、干燥，得到白色凹凸棒石产品。本发明利用微波反应特有的穿透性好等特点，结合转白制剂的还原和络合性，可快速实现杂色混维凹凸棒石的转白，而且转白效果良好。同时，发明没有对凹凸棒石棒晶结构和伴生矿物的片层结构造成损伤，保留了一维和二维黏土矿物的综合特性，为拓展应用奠定了基础。
Description
技术领域
本发明涉及一种杂色凹凸棒石黏土转白方法，具体涉及一种利用微波辅助快速转白杂色混维凹凸棒石的方法，属于非金属矿物深加工和纳米材料制备技术领域。
背景技术
凹凸棒石黏土在我国储量丰富，因具有特殊的物理化学性质，已在石油、化工、建材、造纸、医药、农业等方面得到广泛应用。江苏盱眙和安徽明光凹凸棒石资源是火山喷发形成的，凹凸棒石纯度较高，色泽较白，已形成完整的凹凸棒石产业链，进入高质量发展阶段。而甘肃凹凸棒石矿是湖相沉积形成的，色泽大多呈现砖红色、土黄色、灰绿色、青灰色、棕灰色和棕黄色等，主要是八面体中不同氧化物所致。同时杂色凹凸棒石中还伴生有伊利石、云母、绿泥石、石英、长石和方解石等其他矿物，尽管具有一维和二维黏土矿物的综合特性，但因色泽杂成为规模化应用的制约瓶颈。
近年来，杂色凹凸棒石黏土转白已逐渐成为研究热点之一。如CN110540211A采用磁选法、重力分离法、浮选法、化学氧化法和化学络合法联合处理工艺增白凹凸棒石；CN110078086A采用分选、酸活化除杂、陈化、还原络合步骤转变凹凸棒石颜色；CN110817895A公开了一种含铁凹凸棒石提纯转白的方法，利用物理沉降去石英杂质，再利用盐酸或硫酸溶解凹凸棒石中的铁，离心分离得到白色的凹凸棒石。以上公开的凹凸棒石黏土转白方法大多存在工艺流程复杂、反应耗时较长或产率低等缺陷，甚至造成环境污染等问题。因此，开发一种高效杂色凹凸棒石黏土转白方法就显得尤为重要。
微波辐射过程是高频电磁波穿透介质到达物料内部的过程。当它作用于物料时，可在微波场的作用下产生瞬时极化，从而产生键的振动、撕裂和粒子间的摩擦和碰撞，并迅速生成大量的热能，因而利用微波进行杂色混维凹凸棒石黏土矿转白具有工业应用价值。
发明内容
本发明的目的是针对现有杂色凹凸棒石黏土转白方法存在的不足之处，在充分认识杂色凹凸棒石微观结构、显色机理和转白方法的基础上，提供一种微波辅助快速转白杂色混维凹凸棒石的方法。
本发明转白杂色混维凹凸棒石的方法，是将天然杂色混维凹凸棒石原矿经破碎和旋风分离处理后分散到转白制剂水溶液中形成矿浆，再将矿浆搅拌处理10~60min后转入微波反应器中进行微波处理，然后经洗涤、固液分离、干燥，得到白色凹凸棒石产品。
所述天然杂色混维凹凸棒石原矿其凹凸棒石含量不低于30%，色泽呈砖红色、土黄色、灰绿色、青灰色、棕灰色、棕黄色。
所述矿浆的固液比0.05~0.25 g/ml 。
所述转白制剂是由还原剂或/和络合剂组成。其中还原剂为连二亚硫酸钠、盐酸羟胺、维生素C中的一种。络合剂为草酸、柠檬酸、植酸、氨基磺酸、酒石酸、丁二酸、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸中的一种。转白制剂水溶液中转白制剂的用量为凹凸棒石矿质量的10%~50%。
所述的矿浆转入微波反应器微波处理的功率为500~1000W，温度为100~180℃，处理10~30 min。
本发明制备的转白混维凹凸棒石如图1所示。从图1可以看出，与杂色混维凹凸棒石原矿SEM图相比，混维凹凸棒石转白后其微观形貌无太大差异，说明微波辅助条件下对混维凹凸棒石的结构几乎没有影响。
本发明制备的转白混维凹凸棒石与杂色凹凸棒石原矿的CIE-L*, a*, b*值见附表1。结果显示，杂色混维凹凸棒石的L*值较低，a*和b*值较高，而转白后的混维凹凸棒石L*值较高，达到85以上，a*和b*值较低，说明本发明转白杂色混维凹凸棒石的效果良好。
综上所述，本发明利用微波反应特有的穿透性好等特点，结合转白制剂的还原和络合性，可快速实现杂色混维凹凸棒石的转白，而且转白效果良好。同时，发明没有对凹凸棒石棒晶结构和伴生矿物的片层结构造成损伤，保留了一维和二维黏土矿物的综合特性，为拓展应用奠定了基础。
附图说明
图1为杂色混维凹凸棒石原矿与本发明转白凹凸棒石的SEM图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明微波辅助快速转白杂色混维凹凸棒石的方法作进一步说明。
实施例1
取经旋风分离器除去石英砂的土黄色混维凹凸棒石黏土矿粉100g，分散到5g草酸和5g盐酸羟胺形成的600ml水溶液中，搅拌60min后转入微波反应器，在功率800W下180℃处理10min，然后将产物用水洗涤、离心分离、干燥，得到转白混维凹凸棒石。天然杂色凹凸棒石原矿与转白混维凹凸棒石的色值见表1。
实施例2
取经旋风分离器除去石英砂的砖红色混维凹凸棒石黏土矿粉100g，分散到20g盐酸羟胺和20g柠檬酸形成的600ml水溶液中，搅拌60min后转入微波反应器，在功率500W下160℃处理30min，然后将产物用水洗涤、离心分离、干燥，得到转白混维凹凸棒石。天然杂色凹凸棒石原矿与转白混维凹凸棒石的色值见表1。
实施例3
取经旋风分离器除去石英砂的灰绿色混维凹凸棒石黏土矿粉100g，分散到50g柠檬酸形成的600ml水溶液中，搅拌60min后转入微波反应器，在功率600W下140℃处理20min，然后将产物用水洗涤、离心分离、干燥，得到转白混维凹凸棒石。天然杂色凹凸棒石原矿与转白混维凹凸棒石的色值见表1。
实施例4
取经旋风分离器除去石英砂的青灰色混维凹凸棒石黏土矿粉100g，分散到5g连二亚硫酸钠和20g草酸形成的600ml水溶液中，搅拌60min后转入微波反应器，在功率1000W下100℃处理15min，然后将产物用水洗涤、离心分离、干燥，得到转白混维凹凸棒石。天然杂色凹凸棒石原矿与转白混维凹凸棒石的色值见表1。
实施例5
取经旋风分离器除去石英砂的棕黄色混维凹凸棒石黏土矿粉100g，分散到5g连二亚硫酸钠和20g甘氨酸形成的600ml水溶液中，搅拌60min后转入微波反应器，在功率800W下130℃处理20min，然后将产物用水洗涤、离心分离、干燥，得到转白混维凹凸棒石。天然杂色凹凸棒石原矿与转白混维凹凸棒石的色值见表1。
Claims (8)
1.利用微波辅助快速转白杂色混维凹凸棒石的方法，是将天然杂色混维凹凸棒石原矿经破碎和旋风分离处理后分散到转白制剂水溶液中形成矿浆，再将矿浆搅拌处理10~60min后转入微波反应器中进行微波处理，然后经洗涤、固液分离、干燥，得到白色凹凸棒石产品。
2.如权利要求1利用微波辅助快速转白杂色混维凹凸棒石的方法，其特征在于：所述天然杂色混维凹凸棒石原矿其凹凸棒石含量不低于30%。
3.如权利要求1利用微波辅助快速转白杂色混维凹凸棒石的方法，其特征在于：所述矿浆的固液比为0.05~0.25g/ml。
4.如权利要求1利用微波辅助快速转白杂色混维凹凸棒石的方法，其特征在于：所述转白制剂是由还原剂或/和络合剂组成。
5.如权利要求4利用微波辅助快速转白杂色混维凹凸棒石的方法，其特征在于：所述还原剂为连二亚硫酸钠、盐酸羟胺、维生素C中的一种。
6.如权利要求4利用微波辅助快速转白杂色混维凹凸棒石的方法，其特征在于：所述络合剂为草酸、柠檬酸、植酸、氨基磺酸、酒石酸、丁二酸、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸中的一种。
7.如权利要求1利用微波辅助快速转白杂色混维凹凸棒石的方法，其特征在于：所述转白制剂水溶液中转白制剂的用量为凹凸棒石矿质量的10%~50%。
8.如权利要求1利用微波辅助快速转白杂色混维凹凸棒石的方法，其特征在于：所述矿浆转入微波反应器微波处理的功率为500~1000W，温度为100~180℃，处理10~30 min。
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