CN1454118A - 精制的绿坡缕石粘土 - Google Patents

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Abstract

用于生产绿坡缕石粘土(漂白土)的方法，它能显著除去其他种类的粘土和矿物质，从而产生提高的性能。使用了一种独特的分散剂，它能将单一绿坡缕石颗粒完全分散在水中，这样可将颗粒保持在悬浮液中，并且所述分散剂不能完全分散其他粘土和矿物种，这样可以很容易地通过各种方法将其分离开来。可以从分散体中回收绿坡缕石粘土，并且以这样的方式进行干燥以在不需进行任何研磨或碾压操作的情况下由矿石生产细微尺寸的粉末。干燥的绿坡缕石粘土具有2－3％的游离水份含量。干燥的绿坡缕石粘土含有吸附的分散剂，它能再分散到水中并且保持其触变性能。

Description

精制的绿坡缕石粘土
发明领域
本发明涉及处理天然存在的粘土矿床的能力，更特别地，涉及选择性地分散离散的、单一的绿坡缕石颗粒同时从绿坡缕石晶束间游离出其他非绿坡缕石矿物，如蒙脱土、海泡石、膨润土、碳酸钙、硅石和高岭土的能力。本发明涉及易于再分散的干粘土。
发明背景
在自然界，绿坡缕石粘土颗粒以胶状、高展弦比、紧紧拢在一起成簇的棒状颗粒的形式存在。棒状物的倾向是颗粒的长度和直径均相等，类似于一组被捆绑在一起的管或饮料吸管。单一的簇会随机凝聚。位于佛罗里达北部和乔治亚东南部的绿坡缕石矿床是在浅滩、富镁的海湾水中形成的，其中也同时形成了其他的粘土矿物或者它们通过空气和水的运动被引入到了绿坡缕石矿床中。其他矿物，如硅石、碳酸钙和碳酸镁也原地形成或者它们在形成的过程中转移到了矿床内部，导致其中存在接近于20％重量或更多量的多种非绿坡缕石物质。为了使天然形状的凹凸棒石在适用于工业用途，需要将其处理成粉末。在历史上，绿坡缕石粘土是通过选择性开采矿床，根据其砂砾含量和胶凝性质对矿石分类，干燥，将污染物数量最小的矿石机械磨碎或碾压，随后经粒径分离和干燥成水分含量为大约10％-16％的步骤进行处理的。在按粒度分类处理期间，非绿坡缕石物质的粒径也得以降低并部分去除。可以将非粘土矿物作为研磨剂，但是为了使绿坡缕石粉末适用于最终应用场合，必须将非粘土矿物除去或者将其粒径降低以减少其研磨剂特性。
干研磨/碾压操作将会使晶束簇部分破碎，从而使单一绿坡缕石颗粒破碎，这一结果是不受欢迎的。在某种程度上，这可能是由于存在着砂砾和非粘土物质颗粒，它们存在于粘土矿石中，并且在干研磨/碾压操作期间破裂和损害单一的棒状体。单一的绿坡缕石颗粒能为多种最终用途场合提供吸收性、触变性、防沉性和/或粘结性质。绿坡缕石粘土的晶体结构中，在每一颗粒的侧面和每一单个颗粒的端部具有正电荷和负电荷位置。当形成晶体的时候，它们在吸管式簇状物中与任意的晶束连接在一起从而使它们自身中和这些电荷。当这些单个颗粒通过化学或机械方式分散的时候，颗粒会设法通过颗粒与颗粒的随机再连接而不是通过形成晶束和簇状物的方式来平衡负和正电荷。绿坡缕石粘土的这一独特特征使得绿坡缕石产生了触变性能和粘结性质。具有较高长宽比或纵横比的颗粒通常比具有较低纵横比的颗粒在为产品提供更高凝胶强度和粘结性质方面更为有效。
在最终应用场合中，在水性介质中，在中等到高剪切搅拌下，化学分散剂，主要是焦磷酸四钠(TSPP)将充其量不过能将大部分绿坡缕石晶束分离成单个颗粒。TSPP也将会分散存在的其他类型粘土。存在的每一种粘土的单一粘土颗粒将仍然悬浮在水中。美国专利3,569,760已经表明，如果粘土水浆的粘性足够低的话，由于重力作用，非粘土矿物将不会仍悬浮在水中而是将会下沉到底部。较大的非粘土矿物，也就是说硬度较高的非粘土矿物可能耐得住粉碎，因此也可以用沉淀池、旋液分离器或其他物理分离手段通过筛分、离心得以除去。非绿坡缕石粘土矿物质，如蒙脱土、绿土、和海泡石将仍然与绿坡缕石粘土混合在一起。非绿坡缕石粘土具有与绿坡缕石粘土不同的性能特征，其中某些特征还会对特殊应用场合的性能产生不利影响。目前，绿坡缕石的供应商和用户对于非绿坡缕石粘土成分的富集均依赖于天然矿床的质量。高纯度绿坡缕石粘土的可利用性依赖于经济上低效的选择性矿床开采。
Gantt等人在美国专利5,358,120中已经表明，其他种类的早先市售的分散剂，如聚丙烯酸钠可以和粘土一起使用。但是，分子量小于4,300的聚丙烯酸钠，虽然对高岭土和膨润土有效，但是对于绿坡缕石来说，与TSPP相比一般没有什么效果，因此通常不使用它。
通过典型地以5％固含量的量而分散在含水体系中后经再絮凝处理从而产生凝胶结构，绿坡缕石粘土可以提供触变性和粘结性质。以添加剂用量存在的各种盐可以作为再絮凝剂。
历史上，绿坡缕石粘土被干燥到游离水分含量大约为10-16％，最少为8％或9％的程度。水分含量更低时，绿坡缕石开始丧失其触变性能，并且不易于再分散到水中。Brooks在美国专利4,966,871中已经表明，可以对绿坡缕石进行真空干燥，使其游离水分低于2％并仍然保持其触变性能，重要的是绿坡缕石要在真空条件下干燥。
绿坡缕石粘土常常以添加剂产品使用，其含量往往只占最终组合物的1-3％重量。在这样低的浓度下绿坡缕石粘土不会完全分散在液体介质中。人们认为其原因是缺乏破碎凝聚体和晶束需要的粘土与粘土的碰撞。用于克服这一性能的方法是制造20-25％的浆液，当完全分散时，用水稀释直到降至期望的最终浓度。
现在需要能够有效而经济地将绿坡缕石粘土与其他类型粘土、与非粘土矿物分离开来，与此同时不会因为机械研磨作用而破坏颗粒的高纵横比的方法。需要降低绿坡缕石的水分含量，并同时保持凝胶性质以通过产品浓缩而提高其在最终应用场合的经济效益。
发明简述
本发明的一个目的在于提供一种将粘土矿石中的绿坡缕石粘土与其他粘土组分和矿物分离开来的经济有效的方法。
本发明的一个目的在于通过本方法使得由于含有高浓度非粘土矿物而在历史上无法开采的低品级的矿床可以开采。
本发明的一个目的在于使用本方法将绿坡缕石矿石调合为浆状以有效地生产具有均匀的物理和化学性质的产品。
本发明另外的目的是提供精制的绿坡缕石粘土。
本发明的又一个目的是提供干燥的绿坡缕石粘土颗粒，其可容易地分散在水中而不需添加分散剂或表面活性剂。
本发明另外的目的是不使用真空干燥而提供干燥的颗粒状绿坡缕石粘土，其游离水份含量低于5％并保持了触变性能。
根据本发明的教导，公开了一种处理天然存在的粘土矿石以将绿坡缕石粘土与其他矿物分离开来的方法，其包括碾压粘土矿石，向水中加入分子量为4,000-5,000的聚丙烯酸钠；用聚丙烯酸钠水溶液制备粘土矿石的浆液以将绿坡缕石粘土分散在水中；在不完全分散非绿坡缕石矿物的情况下分散绿坡缕石；将绿坡缕石与非绿坡缕石矿物分离并干燥分散的，精制的绿坡缕石粘土。
另外，公开了一种处理天然存在的粘土矿石以将绿坡缕石粘土与其他矿物质分离开来的湿处理法，该方法包括如下步骤：碾压粘土矿石并向水中加入分散剂；用该含水的分散剂将绿坡缕石粘土分散在水中以制备粘土矿石浆液；将分散的绿坡缕石粘土与非绿坡缕石物质分离开来；和干燥分散的粘土直至游离水份含量大约为2-3％。
进一步公开了一种用于分离和分散绿坡缕石粘土的湿法。碾压天然存在的粘土，向水中加入分散剂；用该含水的分散剂将绿坡缕石分散在水中以制备天然存在的粘土的浆液。将非绿坡缕石矿物质从绿坡缕石粘土含水浆液中分离出来；干燥分散的绿坡缕石粘土；将高达大约35％重量的干燥绿坡缕石粘土加入水中；使用低剪切搅拌机，不需进一步地添加分散剂或表面活性剂而将绿坡缕石粘土再分散到水中。
更进一步，公开了一种精制、干燥的颗粒状绿坡缕石粘土，其含有与非粘土物质分离的绿坡缕石粘土，所述绿坡缕石粘土的游离水份含量大约为2-3％。
从以下说明书所述，并结合附图，本发明的这些和其他目的将变得显而易见。
附图简述
图1是分散的绿坡缕石晶体的放大图。
图2是绿土/绿坡缕石簇放大图。
图3通过现有技术的干式分离法得到的含有其他粘土和砂砾的绿坡缕石簇状物的放大图。
图4是通过本发明的湿式分离法得到的分离的绿坡缕石棒的放大图。
图5是精制绿坡缕石粘土的简图。
优选实施方案描述
我们已经出乎意料地发现，优选分子量大约4,700的特定的聚丙烯酸钠在粘度较低的水浆中浓缩绿坡缕石粘土效率方面的比使用TSPP或其他分子量较低的聚丙烯酸钠分散剂可达到的效率更高。当使用TSPP作为分散剂时，进行绿坡缕石浓缩的实际上限为大约30％，高于30％时，浆液会变得极其膨胀，粘度会变得太高，难以处理。其他分子量较低的聚丙烯酸钠也不能有效地分散绿坡缕石。分子量大约为4,700的聚丙烯酸钠能够制备浓度至少为35％，并且仍然具有可接受的处理性能的绿坡缕石浆液。这一性质能为更有效地制造以被稀释到更低的浓度(用于悬浮肥料时典型地为1-3％)的35％浆液为起点的配制物提供经济利益，因为在生产相同数量的最终产品时需要制备的浆液批次会更少。
在进一步研究中，我们还出乎意料地发现，通过使用所述较高分子量的聚丙烯酸钠，绿坡缕石颗粒在中等到高剪切条件下将会迅速分散，分散效率显著提高(参见图1)。结果是存在的更多的非绿坡缕石粘土将以较大的、游离颗粒与存在的非粘土物质一起保留下来。非绿坡缕石粘土可以很容易地通过物理手段，如筛分或离心与非粘土物质一起被除去。结果是得到提高纯度的基本上不含砂砾的绿坡缕石。由于具有高分子量，所以分子量为4700的聚丙烯酸钠不会迅速分散绿土、蒙脱土、高岭土或其他粘土矿物。进行试验的分子量相对较低的聚丙烯酸钠也不能有效地分散绿坡缕石颗粒，因此得到的非粘土颗粒分离较少。参见图2，其中使用的聚丙烯酸钠的分子量为2,600。
我们进一步发现，即使使用TSPP，用湿法处理和在喷雾干燥器或鼓风管式干燥机中进行干燥，所得产品也能在低剪切混合下被再分散。已往通过常规的如转筒干燥机和闪速干燥器的干燥方法干燥的产品制成的产品不能再分散。当使用TSPP作为分散剂时，使用湿法可以实现绿坡缕石粘土与非绿坡缕石矿物质的分离和绿坡缕石粘土的精制。精制的绿坡缕石在低剪切力下可以再分散到高达35％的浆液固体浓度。以前，只有在使用高剪切设备时使用TSPP分离才可实现干粘土的再分散，并且即使在这种条件下也只可获得10-15％的固含量。在本发明中，不需要另外的TSPP或表面活性剂。使用TSPP分散剂得到的绿坡缕石粘土的纯度不能达到使用高分子量聚丙烯酸钠获得的纯度。TSPP不能阻止绿坡缕石中以污染物存在的绿土矿物质的水合。可以通过对浆液进行筛分和离心而去除非粘土矿物。但是，使用TSPP更为经济，并且对于那些不必需高纯度绿坡缕石粘土的最终应用场合，如农业级的场合来说，本发明公开的方法有效且成本相对低。
我们还发现，当用聚丙烯酸钠或TSPP制备绿坡缕石浆液，然后在喷雾干燥器、鼓风管式干燥机或用其他低温、强湍流干燥方法中干燥时，聚丙烯酸钠或TSPP保持吸附在绿坡缕石颗粒上。干燥的绿坡缕石将会很容易地再分散到水中，而不需分散剂或表面活性剂预混到水中。这在用TSPP分散干磨的绿坡缕石并通过常规手段，如转筒干燥机或闪速干燥器干燥时是不会发生的。另外，因为除去了非粘土矿物，所以能观察到更高的在提供触变性、粘结和悬浮液性能能力方面的性能。
另一个出乎意料的发现是当在高空气湍流的大气压力下干燥至水分低于0.5％时，勿需真空干燥和/或使用硅树脂或硅烷型稳定剂，吸附的聚丙烯酸钠或TSPP即具有使绿坡缕石保持其触变性能的能力。在大批量生产中，干燥度为含有大约2-3％的水分是有实际意义的。
另一个出乎意料的发现是，与通过研磨干燥的绿坡缕石矿石进行处理的绿坡缕石相比，用湿法处理方法生产绿坡缕石可使得更高百分比的高展弦比绿坡缕石晶体从单一簇中游离出来。通过使用湿法来除去结晶二氧化硅和碳酸钙能消除常规的机械研磨处理中出现的研磨剂磨擦现象。参见图1和图3。
在本发明中，绿坡缕石粘土矿石被开采并碾压成片状，其足够小以便能用水搅拌成浆液。将分子量在4,000-5,000范围内的聚丙烯酸钠分散剂与水预混合。聚丙烯酸钠的浓度优选为粘土量的1-4％重量之间。在中等至高剪切速率下，逐渐将绿坡缕石粘土加入到水-聚丙烯酸钠溶液中，直到完全分散。绿坡缕石晶束和簇分离成胶体微粒，使得其他的非绿坡缕石颗粒从分散的绿坡缕石晶束中游离出来。通过物理手段将非粘土颗粒与非粘土物质，包括砂砾一起除去。然后，将基本上脱除砂砾的绿坡缕石粘土在大气压力下在使用了热湍气流的干燥机中脱水或干燥直到获得期望的残留含水量。优选，干燥操作在大气压力下、在85℃-210℃的温度下进行。在干燥操作过程中，颗粒“自聚结”成松散结合的细长棒。它们不会再絮凝成紧密结合的晶束和凝聚体。
最终形态可以包括滤饼或干粉。在不使用另外的分散剂的情况下，滤饼和/或干粉可以很容易地再分散到水中。可以使用的一种有效的干燥方法是喷雾干燥。喷雾干燥能提供制造均匀尺寸颗粒的能力，颗粒的尺寸可以通过调节喷雾干燥器中的工艺操作条件而进行控制。另一种方法是鼓风干燥法，业已证明，这种方法是很有效的，其中使用85℃-210℃的热湍气流可得到类似的结果。因此，可以制得细微粒度的绿坡缕石颗粒，而勿需可能会破裂绿坡缕石晶体从而降低其性能的研磨或碾压方法。
实施例1-9：
使用以干粘土计百分比为1.0-1.8％重量的分子量为4,000-5,000的聚丙烯酸钠制备各种质量的粘土样品的浆液。浆液由处于去离子水或蒸馏水中的大约25％重量的粘土组成。将聚丙烯酸钠与水混合直到获得均一的溶液，然后在中等至高剪切速率下逐渐加入粘土，直到完全湿润。用325目网筛过滤浆液，然后干燥成自由流动的粉末。使用X射线和原子吸收分析方法来比较原料和成品的组成质量。确定以下项目：绿坡缕石、绿土粘土(即蒙脱石，海泡石)、石英、方解石、白云石、磷灰石、伊利石、云母、高岭石以及其他痕量矿物质。结果列于如下表1。
                         表1物质标识码     ％凹凸棒石      ％绿土      ％石英      ％方解石
#1             85            2            7           ＜1
#2             85            2            4            ND*
#3             90            1            3            ND
#4             85            1            6            ND
#5             90            1            3            ND
#6             85            1            6            ND
#7             90           ＜1           3            ND
#8             60            30           3            ND
#9             60            25           4           ＜1
*ND未测定
样品#1是参考样品，为质量等级较高的样品，绿坡缕石含量为85％，绿土含量低，为2％，没有进行任何处理。样品#2是对照样品，为根据前段中所述对样品#1进行处理的样品，不同之处是将TSPP用作分散剂代替聚丙烯酸钠。在筛分期间样品#2没有显示出任何精制，只是除去了一些砂砾。绿坡缕石和绿土含量保持相同。样品#3也是根据前段所述从样品#1处理而来的，这一次使用以上确定的聚丙烯酸钠分散剂。经试验，样品#3的绿坡缕石含量从85％增加到90％。绿土含量降低了1％。剩余的4％由额外的降低1％的石英和含量降低的磷灰石、伊利石和云母组成，这可以归因于绿坡缕石晶束的分散性提高，其经由物理分离能释放更多的夹裹的污染物颗粒。样品#4和#6是两种其他级别的绿坡缕石粘土，分别具有低和高的胶凝等级，已经用TSPP而不是聚丙烯酸钠分散剂进行了处理。样品#5和#7是用聚丙烯酸钠分散剂处理的相应的样品。在两种情况下，绿坡缕石含量均从85％提高到90％。样品#8是相对不纯的绿坡缕石，其绿土含量为30％。在用聚丙烯酸钠分散剂进行处理时，(样品#9)的绿土含量从30％减少到25％，与此同时，伊利石/云母含量也从6％降低到1％。
实施例10：
使用所述聚丙烯酸钠分散剂将水分含量为8重量％-13％重量的绿坡缕石粘土样品分散在自来水中成固含量为35％的浆液。使用Brookfield RVT粘度计测定其粘度为300cps，然后，用325网筛将浆液脱砂砾，并在105℃、大气压力下将其干燥成粉末，水分含量大约为原始的水分含量。然后不使用任何另外的分散剂，将脱砂砾的绿坡缕石再分散到水中成为固含量为35％的浆液，之后测定其粘度为340cps。粘度的轻微增加与除去砂砾的量成比例，这一结果可以认为是类似的，并且在实验的可重复性范围之内。
实施例11：
使用所述聚丙烯酸钠分散剂将绿坡缕石粘土样品分散到自来水中成固含量为35％的浆液。将浆液脱砂砾并喷雾干燥以得到干燥的粉末状绿坡缕石。测定游离水份含量并且在工业标准质量控制试验量、7％的水中固含量下测定粘度，然后进一步在大约105℃下干燥绿坡缕石粉末以生产各种游离水份含量样品。随后，测试这些样品各自的粘度和再絮凝成能提供触变性能的凝胶结构的能力。
                         表2
游离水含量(％)       粘度@去离子水中7％的固体(cps)
     9                           10
     5                           8
     1                           8
     1                           6
     0.5                         6
     ＜0.1                       6
干燥至0.5％游离水份的样品再分散到自来水中形成固含量为7％的浆液，粘度大约是6cps。在加入0.7％(以总重量计)碳酸钾时，得到的粘度是3,100cps，这表明其具有再絮凝并产生凝胶结构的能力。
实施例12：
使用各种等级的聚丙烯酸钠分散剂将绿坡缕石样品分散在水中成为固含量为35％的浆液。使用所得的最小粘度作为标准(分散度指示)，为了测定最有效的用量。使用的分散剂的量在1％-2.5％之间变化，以粘度相对于加入的分散剂的百分比记录结果(表3)。注意：已知分子量大于约4,700的非交联聚丙烯酸钠并不存在。可以预计，如果使用的话，它们将显示出类似的或提高的性能。
                         表3
           粘度和分散剂重量百分比[分子量]
％重量      [4,700]      [4,300]      [3,700]      [2,600]
              cps          cps          cps          cps
 1           1.360        4,925        4,900         6,050
 1.25        300          860          1,900         3,850
 1.5         730          1,160        1,555         2,700
 1.75        1,200        855          1,755         2,800
 2                        2,050        2,625         3,525
 2.25                     2,750        2,125
 2.5                                   3,225
可观测到这样的趋势，即更高分子量的聚丙烯酸钠是更有效的分散剂。
实施例13：
使用去离子水和饱和盐水试验就粘度而言分散剂的有效性。用如下所述得到布氏(Brookfield)粘度值(cps)：
1. 30％的粗粘土与3.2％的聚丙烯酸钠(分子量为4,700)
2. 30％的粗粘土与2％的TSPP
3. 30％的粗粘土与已经干燥和再水化的2％的TSPP
去离子水中的布氏粘度     A          B         C
固含量10％               0          0         0
固含量20％               0          0         0
固含量30％               100        100       250
固含量40％               6,200      23,500    26,000
饱和盐水中的布氏粘度     A          B         C
固体10％                 9,600      7,300     13,000
固体20％                 不流动     32,750    35,500
筛*                        A          B         C
％+30                    20.20％    5.20％    19.10％
％+40                    41.30％    16.80     39.00％
％+50                    59.10％    30.80％   58.20％
％+70                    71.00％    42.80％   68.10％
％+100                   80.20％    54.00％   77.70％
％+200                   90.10％    70.80％   88.40％
％+270                   94.00％    78.80％   92.40％
％+325                   94.80％    82.00％   93.60％
％+400                   95.60％    84.80％   94.80％
Pan(-400目)              4.40％     15.20％   5.20％
游离水(最终)             2.16％     3.80％    5.20％
*保留物的累积百分比
与通过在本发明之前使用的方法所制备的绿坡缕石粘土相比，以上结果是出乎意料的。在不含盐的去离子水中，绿坡缕石粘土能很容易地分散，并且粘度也不发生变化，这是因为在去离子水中没有过量的离子污染，粘土能很容易地分散但不会形成凝胶结构，因为不存在足够的离子令其絮凝。但是，用40％的固含量得到的较高的粘度是最出乎意料的，并且它是湿法中分散剂有效性的表征。在早先已知的干法中，TSPP未曾显示出在去离子水中分散粘土的能力。TSPP处理的粘土的干燥和再水合在过去是未知的。
水中的盐会导致粘土沉降并凝胶。饱和的盐水在产生凝胶中是最有效的。使用在先技术通常可以得到的最高粘度在20,000-25,000cps范围内。本发明的粘土加上分散剂在20％固含量时能产生32,000-35,000的粘度。在饱和盐水中获得高达88,000cps的粘度。
总之，通过将矿石分散在分子量大约为4,000-5,000的聚丙烯酸钠水溶液中可以将粘土矿石精制并将其与非绿坡缕石物质分离开来。在这种聚丙烯酸钠溶液中，非绿坡缕石物质能有效地从绿坡缕石晶束之间游离出来。非粘土物质(“砂砾”)也能游离出来。用这样的方式可以将绿坡缕石粘土与非绿坡缕石物质分离开来。对浆液进行干燥可提供绿坡缕石粘土粉末。在干燥的绿坡缕石粘土中存在剩余的聚丙烯酸钠，这样在加入水时，不另外加入分散剂，绿坡缕石就可得以再分散。再分散的绿坡缕石粘土保留了其触变性能。因此，可提供精制形式的绿坡缕石粘土，它在使用时更为经济。同样，也可以经济地处理质量较差的粘土矿石以提供更纯的绿坡缕石粘土。
用水搅拌粗绿坡缕石的方法如下：
实施例14：
用TSPP分散三桶55加仑的粗绿坡缕石，使用以粘土重量计2％的TSPP制造固含量为30％的浆液。加水拌合的浆液经过200目网筛筛分后，将通过该筛的-200目的部分保留下来以供使用。被筛子截留的+200目的部分丢弃。实施例15：
用聚丙烯酸钠分散三桶55加仑的粗绿坡缕石，使用以粘土重量计3.2％聚丙烯酸钠制造固含量为30％的浆液。加水拌合的浆液经过200目网筛筛分后，将通过该筛的-200目的部分保留下来以供使用。被筛子截留的+200目的部分丢弃。
实施例14和实施例15的浆液分别干燥，使其游离水份含量介于2-3％之间。使用低剪切仪将每一干燥的绿坡缕石粘土再分散到水中。
尽管可以使用许多手段来混合粗粘土和含水分散剂，但优选的方法是使用高剪切混合器。高剪切混合器能更有效地获得期望的粘土与含水分散剂的混合以将粘土与存在于粘土中的非物质分离开来。
因此，已经表明，通过使用湿处理法，使用TSPP或者聚丙烯酸钠，均可以将绿坡缕石粘土与砂砾和非粘土分离开来，并且可以干燥到游离水份含量大约为2-3％的程度，其可以很容易地在低剪切力下再分散到水中。
显而易见，在不背离本发明的基本精神的情况下可以进行许多变更，因此，本领域技术人员将可以理解，在附加的权利要求范围内，本发明可以以不同于本发明已经具体描述的方式加以实施。

Claims (37)

1.一种处理天然存在的粘土矿石以将绿坡缕石粘土与其他的物质分离开来的方法，包括以下步骤：
碾压粘土矿石，
在水中加入分子量为4,000-5,000的聚丙烯酸钠，
用聚丙烯酸钠水溶液制备粘土矿石的浆液以将绿坡缕石粘土分散在水中，
将分散的绿坡缕石粘土与未分散的物质分离，和
干燥分散的绿坡缕石粘土。
2.权利要求1的方法，其中聚丙烯酸钠含量是干粘土矿石的1％-4％。
3.权利要求1的方法，其中分离的绿坡缕石粘土含量大于30％重量。
4.权利要求1的方法，其中分散在水中的绿坡缕石粘土与未分散的物质通过筛分分离开来。
5.权利要求1的方法，其中分散在水中的绿坡缕石粘土与未分散的物质通过离心分分离开来。
6.权利要求1的方法，其中分散在水中的绿坡缕石粘土与未分散的物质通过重力沉降分离开来。
7.权利要求1的方法，其中绿坡缕石粘土浆液被干燥到水分含量为6％-10％。
8.权利要求1的方法，其中绿坡缕石粘土浆液在烘箱中干燥。
9.权利要求1的方法，其中绿坡缕石粘土浆液通过喷雾干燥进行干燥。
10.权利要求1的方法，其中绿坡缕石粘土浆液通过蒸发过滤进行干燥。
11.权利要求1的方法，其中干燥的绿坡缕石粘土包含吸附在其上的聚丙烯酸钠。
12.权利要求11的方法，其中干燥的绿坡缕石粘土在剪切搅拌下被加入到水中，且绿坡缕石粘土在不加入分散剂或表面活性剂的情况下再分散到水中。
13.权利要求1的方法，其中分散的绿坡缕石粘土在大气压力下、85℃-250℃的温度下干燥。
14.权利要求13的方法，其中游离水份含量低于7％。
15.权利要求1的方法，其中干燥的绿坡缕石粘土呈作为单一绿坡缕石晶体簇状物的自由流动的颗粒形式，避免了对于研磨或碾压操作的需要。
16.权利要求1的方法，其中未分散的物质是石英，白云石，石灰石，长石，硅藻土，泥土，云母，二氧化钛，铝蒙脱石，海泡石，膨润土和高岭土。
17.权利要求1的方法，其中在剪切力下，粘土矿石被逐渐加入到粘土矿石在聚丙烯酸钠水溶液中形成的浆液中。
18.制备精制的绿坡缕石粘土水分散体的方法，包括以下步骤：
碾压天然存在的粘土矿石，
向水中加入分子量为4,000-5,000的聚丙烯酸钠，
用聚丙烯酸钠水溶液制备粘土矿石的浆液以将绿坡缕石粘土分散在水中，
将分散的绿坡缕石粘土与未分散的物质分离，
干燥分散的绿坡缕石粘土，和
在剪切搅拌下向水中加入干燥的绿坡缕石粘土，其中绿坡缕石粘土在不加入分散剂或表面活性剂的情况下分散在水中。
19.精制、干燥的颗粒状绿坡缕石粘土，包含与非绿坡缕石粘土物质分离的绿坡缕石粘土和吸附在绿坡缕石粘土颗粒上的聚丙烯酸钠，其中聚丙烯酸钠的分子量大于4,000。
20.权利要求19的绿坡缕石粘土，其中非绿坡缕石粘土物质包括海泡石，蒙脱石，膨润土和非粘土砂砾。
21.权利要求19的绿坡缕石粘土，其中绿坡缕石粘土颗粒的游离水份含量在6％-14％之间。
22.权利要求19的绿坡缕石粘土，其在不加入分散剂或者表面活性剂的情况下，在剪切搅拌下分散在水中以提供含水浆液。
23.权利要求19的绿坡缕石粘土，其中分离的绿坡缕石粘土在大气压力下、在85℃-250℃温度下干燥以使游离水份含量低于0.5％，干燥的绿坡缕石粘土保持触变性能。
24.能分散在水中并保持触变性能的精制、干燥的绿坡缕石粘土，包含绿坡缕石粘土和吸附在其上的的聚丙烯酸钠，所述聚丙烯酸钠的分子量大于4,000。
25.一种处理天然存在的粘土矿石以将绿坡缕石粘土与其他物质分离开来的湿法，包括以下步骤：
碾压粘土矿石，
向水中加入分散剂，
用分散剂水溶液制备粘土矿石的浆液以将绿坡缕石粘土分散在水中，
将分散的绿坡缕石粘土与未分散的物质分离，和
干燥分散的绿坡缕石粘土以使游离水分含量为大约2-3％。
26.权利要求25的湿法，其还包括向水中加入高达大约35％重量的干燥的绿坡缕石粘土并使用低剪切搅拌机再分散绿坡缕石粘土的步骤。
27.权利要求25的湿法，其中分散剂是分子量在4,000-5,000之间的聚丙烯酸钠。
28.权利要求25的湿法，其中分散剂是焦磷酸四钠。
29.权利要求25的湿法，其中分离的绿坡缕石粘土呈基本上不含砂砾和非绿坡缕石粘土的细长的针状。
30.权利要求25的湿法，其中使用风吹式湍流干燥器干燥分散的绿坡缕石粘土。
31.权利要求30的湿法，干燥器中的空气的温度在85℃-210℃之间。
32.用于分离和分散绿坡缕石粘土的湿法，包括如下步骤：
碾压天然存在的粘土矿石，
向水中加入分散剂，
用水分散剂制备天然存在粘土的浆液，其中绿坡缕石粘土分散在水中，
从绿坡缕石粘土的含水浆液中分离未分散的物质，
干燥分散的绿坡缕石粘土，
向水中加入高达约3％重量的干燥的绿坡缕石粘土，和
使用低剪切搅拌机在不加入另外的分散剂或表面活性剂的情况下将绿坡缕石粘土再分散到水中。
33.权利要求32的湿法，其中分散剂是分子量在4,000-5,000之间的聚丙烯酸钠。
34.权利要求32的湿法，其中分散剂是焦磷酸四钠。
35.权利要求32的湿法，其中非绿坡缕石物质是石英，白云石，石灰石，长石，硅藻土，泥土，云母，二氧化钛，铝蒙脱石，海泡石，膨润土和高岭土。
36.精制、干燥的颗粒状绿坡缕石粘土，包含与非粘土物质分离的绿坡缕石粘土，所述绿坡缕石粘土的游离水份含量大约为2-3％。
37.权利要求36的干燥的绿坡缕石粘土，其中当将干粘土加入到水中时，高达大约35％重量的干燥绿坡缕石粘土分散在水中。
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