CN1185295C - 干法生产有机膨润土的方法 - Google Patents
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Abstract
一种干法生产有机膨润土的方法。主要适用将天然钙基膨润土通过人工改性成为高价值的有机膨润土。本发明的核心是将天然钙基膨润土加纯碱在混炼设备中，交换反应生成钠基膨润土；然后加入活化剂，混匀、反应；再加入有机覆盖剂，充分加热、混合、反应，最后用螺旋挤压机挤出成条状物，挤出物经烘干、磨粉成有机膨润土粉末。它具有工艺简单，不需洗涤及脱水，生产效率高，成本低，便于大规模生产等优点。
Description
所属技术领域
本发明属于膨润土材料的深加工方法，主要适用将天然钙基膨润土通过干法工艺人工改性成为有机膨润土。
背景技术
膨润土(Bentonite)是一种一蒙脱石为主要矿物成分的粘土岩，有“万能粘土”之称，在冶金、铸造、化工、石油、环保、农业等许多行业都得到了广泛的应用，是一种很重要的非金属矿。我国膨润土资源丰富，但大多是技术含量低的粗级产品，如钙基膨润土等，有机膨润土作为一种高技术、高价值和高附加值的膨润土产品，具有亲油疏水的性质，其价格在1.5万元/吨以上，广泛用于油漆、油墨、涂料、钻井泥浆等油性产品中。我国有机膨润土产品的开发和研制刚起步，生产有机膨润土的厂家全国仅有3-4家，产量和品种非常有限，而且我国几个有机膨润土厂家都采用湿法工艺，即将钙基膨润土打浆、除砂、钠化、覆盖、洗涤、压滤脱水、干燥、磨粉，工艺复杂，设备投资大，成本高，难以实现大规模和连续生产。
发明内容
为了克服现有湿法生产有机膨润土方法工艺复杂、设备投资大、成本高、难以实现大规模和连续生产问题。本发明提供一种干法生产有机膨润土方法，其工艺过程简单，不需洗涤和脱水，生产效率高，成本低，易于实现大规模生产。
本发明是这样实现的：一种干法生产有机膨润土的方法，包括选矿—破碎—精选—加碱—混合—加活化剂—加覆盖剂—加热混合—挤压—干燥—磨粉—包装工序，首先将天然钙基膨润土加纯碱在混炼设备中，交换反应生成钠基膨润土；然后加入活化剂，混匀、反应；再加入有机覆盖剂，充分加热、混合、反应，最后用螺旋挤压机挤出成条状物，挤出物经烘干、磨粉成有机膨润土粉末。
本发明的有益效果是，采用干法生产高质量有机膨润土与湿法相比，其设备少，投资少，工艺简单，易于操作，流程短，效率高，成本低，易于大规模生产，从工艺流程来看，湿法的流程需6-8小时，而本干法仅需6-8小时，而本干法仅需2个小时就能完成有机膨润土的改型，大大节省了时间和提高了效率。生产过程中无废水和废气排放，不污染环境。有很高的经济价值，由于采用干法，省去了湿法中复杂的工序，成本从湿法的每吨1.2万元降低到0.9万元左右，以1.4万元/吨的销售价计算，每吨利润可达0.5万元。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
图1是干法生产有机膨润土工艺流程图
具体实施方式
1、选矿：选用纯度好的天然钙基膨润土，其蒙脱石含量大于85％，白度大于80％，阳离子交换容量大于85m mol/100g，砂石较少。
2、初破碎：将膨润土初破碎到小于4mm以下。
3、精选：加入两倍于膨润土的水，搅拌，弃去底部砂石等杂质。
4、加入纯碱溶液：将精选的膨润土加入捏合机，并加入原土的2-3％(重量比)的纯碱，纯碱粉必须符合GB210-63标准。加热到60℃、搅拌、混合，使钙基膨润土改性为钠基膨润土。
5、加入活化剂：在混炼机中加入比例为纳基膨润土的2-3％(重量比)的活化剂，搅拌混合，加入活化剂的目的是为了有利于覆盖剂在蒙脱石矿物表面的吸附。
6、加入覆盖剂季胺盐：对于本发明中选用的膨润土，覆盖剂的最佳加入量为膨润土的55％(重量比)。加入覆盖剂后，混炼机中物料温度保持60℃，搅拌、混炼一个小时。
7、挤压：搅拌混炼后的物料排入螺旋挤压机，挤压成条状物。
8、烘干：在低于130℃的温度下，将有机土烘干，使其水分保持在3％左右。
9、磨粉：采用雷蒙机磨粉，其除砂装置可以提高产品的纯度，产品粒度达到95％通过-200目筛网。
许多研究证明，在条件适合的情况下，干法生产的有机膨润土其质量完全能达到湿法生产的有机膨润土的质量。这些条件主要包括原土选择、生产工艺、覆盖剂选择和覆盖环境等。采用本发明的干法工艺，其实施例的有机膨润土质量指标以及与国家行业标准HG/T2248-91的对比见表1。
从表1可看出，本实施例的有机膨润土，其粘度明显高于我国行业标准规定的粘度指标。
对本实施例的有机膨润土进行X射线衍射检验，测得d(001)为40±0.2，说明有机覆盖剂已进入蒙脱石层间，使层间距增大到40左右。
表1 本实施例的有机土质量与国家行业标准的对比
| 外观 | 粘度Pa.s | 105℃挥发份％ | 粒度(-200)％ | 灼烧失量％ | |
| HG/T2248-91 | 灰白色粉末 | ≥0.9 | ≤3.5 | ≥95.0 | ≤40.0 |
| 本实施例 | 白色粉末 | ≥1.8 | ≤3.5 | ≥95.0 | ≤38.0 |
Claims (6)
1、一种干法生产有机膨润土的方法，包括选矿—破碎—精选—加碱—混合—加活化剂—加覆盖剂—加热混合—挤压—干燥—磨粉—包装工序，其特征在于：将天然钙基膨润土加纯碱在混炼设备中，交换反应生成钠基膨润土；然后加入活化剂，混匀、反应；再加入有机覆盖剂，充分加热、混合、反应，最后用螺旋挤压机挤出成条状物，挤出物经烘干、磨粉成有机膨润土粉末。
2、如权利要求1所述的生产方法，其特征在于：在膨润土水分为65-70％的条件下，加入纯碱溶液，纯碱的比例为原土的2-3％(重量比)。
3、如权利要求1所述的生产方法，其特征在于：在钠基膨润土中加入2-3％(重量比)的活化剂。
4、如权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述的覆盖剂为季胺盐，比例为钠基膨润土的35-55％(重量比)。
5、如权利要求1所述的生产方法，其特征在于：钠化、活化和有机改性在同一个混炼机中完成。
6、如权利要求1所述的生产方法，其特征在于：先采用混炼，再采用螺旋挤压机挤压膨润土与覆盖剂的混合物，以完成最后的覆盖过程。
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