CN1286719C - 一种硅酸镁铝无机凝胶的提纯方法 - Google Patents

Abstract

一种硅酸镁铝无机凝胶的提纯方法，以天然镁锂皂石、膨润土、皂土、凹凸棒石为原料，按下列步骤制备：1.原料粉碎，2.搅拌制浆，3.离心提纯除沙，4.超声波处理，5.A型改性剂改性，6.B型改性剂改性，7.离心浓缩，8.超声波处理，9.干燥等后处理到最终获得产品。本产品是一种优良的增稠剂、悬浮剂、粘度调节剂和触变性调节剂，被广泛用于化工、石油、建材、铸造等行业。本发明的核心是对生产过程中的矿浆进行超声波处理，使矿浆在现有技术的基础上，进一步剥片、分离，提高了胶体产出率、细度，纯度、白度和物化性能，拓宽了该产品在医药、食品、特别是对肤感要求苛刻的化妆品、护肤品、美容品等高要求领域的应用范围。

Description

一种硅酸镁铝无机凝胶的提纯方法

技术领域

本发明涉及一种无机凝胶的提纯方法，特别涉及一种以含有硅酸镁铝成分的粘土矿物为原料的硅酸镁铝无机凝胶的提纯方法。

背景技术

硅酸镁铝无机凝胶是一种天然的含有硅酸镁铝成分的粘土矿物如镁锂皂石、凹凸棒石、膨润土、皂土为原料，经过原料粉碎、搅拌制浆、离心分离提纯、改性、干燥等后处理工艺流程，而获得的具有一定纯度的天然无机凝胶产品，这种内部具有特殊的二八面体或三八面体层架状结构的无机凝胶材料在水中有惊人的膨胀能力，和水形成凝胶体，具有很好的悬浮性、胶体稳定性和触变性，是很好的粘度调节剂、增稠剂、悬浮剂、稳定剂、流体触变调节剂，广泛应用于化工、建材、石油钻探、铸造等行业，其高纯度的产品在医药、食品、日用化工领域等工业中有着广泛的应用前景。

为了获得用这种矿物原料制备的无机凝胶材料，1989年第4期《无机盐工业》曾发表了一篇新疆化工设计研究院王道容撰写的题为“XVT无机凝胶的研制及其应用”的文章，该文章公开了一种用蒙皂石(即镁锂皂石)矿物为原料制备XVT无机凝胶的方法。近期国家知识产权局公开了一种“天然硅酸镁铝凝胶的制备方法”的专利申请，申请号为02112616X，公开号为CN 1363515A，该发明的主要内容是：1、将原料粉碎至一定细度的矿粉；2、将矿粉加水制成矿浆，并加入降粘剂搅拌分散；3、采用离心分离方法对矿浆除沙提纯；4、在提纯后的矿浆中加入A型改性剂进行第一次改性；5、再加入B型改性剂进行第二次改性；6、对改性后的矿浆进行干燥等后处理，从而获得最终产品。

上述发明在硅酸镁铝无机凝胶的制备和提纯方面取得了一定的成效，但从实际应用和提高纯度上看仍存在以下缺陷：1、细粒沙砾与胶体粘结难以分离使离心分级提纯效果较差；2、矿粉颗粒内部还有胶体无法提出来，影响胶体产出率；3、胶体本身剥片细度不够，特别是在矿浆本身具有高粘性能的情况下，机械搅拌作用对小于10μm的粒子作用较差。由于上述缺陷，致使产品纯度常在97％以下，不能满足医药、食品等领域对产品纯度要达到99％以上的要求，特别是在矿物原料品位发生波动时，更难以保证产品质量，高档产品产出率较低，物化性能也受到影响，限制了该产品在医药、食品等领域的应用。

发明内容

为了克服上述现有背景技术的缺陷，提高硅酸镁铝无机凝胶产品的产出率，纯度和理化性能，采用了在现有背景技术流程中增加超声波对矿浆处理的方法。本发明采用的技术方案是以天然硅酸镁铝矿物为原料，按下列步骤进行制备：

1、原料粉碎：对矿物原料进行粉碎使细度达到100-325目；

2、搅拌制浆：将粉碎后的矿浆加水制成浓度为10-40％的矿浆，并同时加入降粘剂充分搅拌使其均匀分散；

3、离心提纯：采用连续离心分离提纯设备，除去沙砾杂质等废弃物；

4、A改性，在离心提纯后的矿浆中加入A型改性剂即Li₂SO₄和K₂SO₄，进行第一次改性；

5、B改性：在第一次改性的基础上加入B型改性剂即MgSO₄和AL₂(SO₄)₃进行第二次改性；

6、离心浓缩：两次改性后，经连续作业式离心分级机分级和除去低档矿浆，对提纯矿浆浓缩；

7、干燥等后处理：对完成最终改性和浓缩的矿浆进行干燥等后处理，最终获得硅酸镁铝无机凝胶的提纯产品。

上述技术方案中，所述的硅酸镁铝矿物原料可以是镁锂皂石、凹凸棒石、膨润土或皂土。

上述技术方案中本发明的特征之处是：

采用超声波发生器对流程中的矿浆进行超声波处理。超声波发生器被装置在本发明技术方案步骤的第3步“离心提纯”之后，也可以装置在“离心提纯”之前，若是多级“离心提纯”，还可以装置在它们前、后、中任何合适的地方；可以单台装置超声波发生器，也可以多台同时、分别装置在整个流程的某几个地方，如在第3步“离心提纯”之后装置超声波发生器的同时，还可以在第6步“离心浓缩”之后装置超声波发生器。

上述技术方案特征之处还在于：所述超声波发生器的频率是20KHZ至60KHZ。

上述技术方案特征之处还在于：所述超声波发生器每台的功率为45-5000W，由超声波振子数量决定单台功率的大小。

上述技术方案所述的超声波发生器对矿浆的作用时间是根据矿浆胶体含量、所选超声波发生器频率和功率决定的，选择在30s至60min。

由于上述技术方案特征之处的应用，本发明与现有技术相比具有如下显著优点：

1、矿浆在超声波的剧烈冲击和空化作用下，胶体和微细沙砾易于分离，除沙、分级和除去低档矿浆的效果更好，提高了胶体产出率和纯度。

2、矿浆经超声波冲击和空化作用，使胶粒变细，粘度提高，物化性能变优。

综上所述，由于采用了超声波处理矿浆，提高了胶体产出率2-3％，产品纯度提高了3-5％，粘度值提高了10-100％，使凝胶产品物化性能变优，更进一步满足了在医药和食品等领域对无机凝胶的高质量要求，从而获得了显著的技术效果。

附图说明

附图1为本发明实施例1的工艺流程图；

附图2为本发明实施例2的工艺流程图。

具体实施方式：

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的具体描述。

实施例1：见附图1所示。一种硅酸镁铝无机凝胶的提纯方法实施例1，以镁锂皂石为原料，按下列步骤进行制备：

1、原料粉碎：对镁锂皂石矿石进行粉碎，细度为200目；

2、搅拌制浆：将细度为200目的矿粉加水制成25％的矿浆，同时加入降粘剂六偏磷酸钠，用量为矿浆固含量的0.25％，搅拌50min；

3、离心提纯：采用两级水力旋流器提纯将沙砾杂质废弃；

4、超声波处理：利用装置在流程中的超声波发生器对离心提纯后的矿浆进行超声波处理，选用超声波发生器的频率为59KHZ，功率为450W，处理时间为20分钟；

5、A改性：对超声波处理后的矿浆用A型改性剂即Li₂SO₄和K₂SO₄，两者比例为1∶1.5，加量为矿浆固含量的8％；

6、B改性：对A改性反应后的矿浆加入B型改性剂，即MgSO₄和AL₂(SO₄)₃，二者比例为1∶1.5，加量为矿浆固含量的1.2％

7、离心浓缩：对上述A、B改性后的矿浆，经过连续作业式的卧式螺旋卸料离心机分级和浓缩，除去低档矿浆。

8、干燥等后处理：将浓缩提纯的矿浆经气流干燥设备进行干燥，粉碎以获得细度为60-150目、含水量为8％的粉状硅酸镁铝无机凝胶产品。

本实施例1制取凝胶产出率为10.3％，而现有技术制取凝胶产出率仅为9.1％；本实施例1凝胶产品的粘度值为983mpa·s，纯度99％，而现有技术生产的凝胶产品，在完全相同条件下测得粘度值为860mpa·s，纯度为95.5％。

实施例2：见附图2所示。一种硅酸镁铝无机凝胶的提纯方法实施例2，以镁锂皂石为原料，按下列步骤进行制备：

1、原料粉碎：对镁锂皂石矿石进行粉碎，细度为200目；

2、搅拌制浆：将细度为200目的矿粉加水制成25％的矿浆，同时加入降粘剂六偏磷酸钠，用量为矿浆固含量的0.25％，搅拌50min；

3、离心提纯：采用两级水力旋流器提纯，将沙砾杂质废弃；

4、超声波处理：利用装置在流程中的超声波发生器对离心提纯后的矿浆进行超声波处理，选用超声波发生器的频率为59KHZ，功率为450W，处理时间为20min。

5、A改性：对超声波处理后的矿浆用A型改性剂即Li₂SO₄和K₂SO₄，两者比例为1∶1.5，加量为矿浆固含量的8％；

6、B改性：对A改性反应后的矿浆加入B型改性剂，即MgSO₄和AL₂(SO₄)₃，二者比例为1∶1.5，加量为矿浆固含量的1.2％。

7、离心浓缩：对上述A、B改性后的矿浆，经过连续作业式的卧式螺旋卸料离心机分级和浓缩，除去低档矿浆；

8、超声波处理：利用超声波对离心浓缩后的矿浆做超声波处理，这是本发明技术方案流程中的第二次超声波处理，使用超声波发生器的频率为25KHZ，功率为1500W，处理时间为8min；

9、干燥等后处理：将经过第二次超声波处理后的浓缩提纯矿浆经气流干燥设备进行干燥、粉碎以获得细度为60-150目、含水量为8％的粉状硅酸镁铝无机凝胶产品。

本实施例2制取凝胶产出率为10.5％，而现有技术制取凝胶产出率仅为9.1％；本实施例1凝胶产品的粘度值为1382mpa·s，纯度99％，而现有技术生产的凝胶产品，在完全相同条件下测得粘度值为860mpa·s，纯度为95.5％。

Claims (3)

1、一种硅酸镁铝无机凝胶的提纯方法，包括对矿物原料进行破碎，搅拌制浆，离心提纯，A改性，B改性，离心浓缩，对处理完的矿浆进行干燥后处理，其特征之处是：在离心提纯与A改性之间采用超声波发生器，对流程中的矿浆进行超声波处理。

2、根据权利要求1所述的一种硅酸镁铝无机凝胶的提纯方法，其特征之处在于：所述超声波发生器的频率是20KHZ至60KHZ。

3、根据权利要求1所述的一种硅酸镁铝无机凝胶的提纯方法，其特征之处在于：所述超声波发生器的功率是45W至5000W，处理时间是30s至60min。