瓜尔豆胶产品中心 / Product Center

联系我们 / Contact

  • 山东东达生物化工有限公司
  • 联系人:王伟
  • 电 话:0533-8299008
  • 手 机:13280657534
  • 传 真:0533-8299001
  • 邮 箱:sddaswchina@163.com
  • 网 址:http://www.sddasw.com/
  • 地 址:山东省淄博市周村区开发区工业园区16号

蒙脱土提纯改型工艺研究现状

发布日期:2015-06-08 17:46:45

蒙脱土的提纯方法主要有干法和湿法两种。干法提纯工艺主要应用于蒙脱石含量大于 80%的原矿,它是根据天然膨润土中杂质矿物的硬度和密度都比蒙脱石大的特点通过逐级 离心沉降将杂质分开,从而得到精制土[84]。该法工艺流程简便,处理量大,但产品质量不易湿法提纯工艺适用于蒙脱石含量在30%〜80%的中低品位膨润土的提纯。该法主要利用 蒙脱石具有良好的亲水性和蒙脱石晶胞细小且能在水介质中充分分散的原理,使杂质矿物与 蒙脱石分离[57’88_91]。湿法提纯根据工艺过程的不同,又分为自然沉降法、絮凝法、高速离心 法和分级法等[84]。湿法提纯的典型工艺流程如图1-4所示[88]。湿法提纯的原理是根据斯托克定 律,即由于重力作用,球形颗粒在黏滞体内落下时,其沉降速度为一个常数,并与该球形颗 粒半径的平方及颗粒密度与分散介质密度之差成正比[84]。其公式如下:

v = 2a2 (p-p〇) g/r|
式中,v为颗粒沉降速度;a为颗粒半径;p为颗粒密度;p〇为分散介质的密度;g为重力 加速度;11为介质黏度。
作为粘土矿物,膨润土中蒙脱石的粒径一般比长石、石英等碎屑矿物的粒径小,所以可 依据此原理将其分离,从而达到膨润土提纯的目的[84]。
尽管湿法提纯效果稳定、应用广泛,但提纯效果有限[88]。这是因为蒙脱石中存在一些方 英石、石英等结构、密度及粒度与蒙脱石十分接近的杂质矿物,这些矿物的提纯仅仅离心沉 降或风选这样的传统方法是根本不可能实现的[49,84,9<)]。因此,膨润土中方英石等杂质矿物的 去除是制约膨润土提纯改型质量的关键技术难点[92_93]。由于利用物理法去除膨润土中的方英 石等杂非常困难,目前对蒙脱石中方英石的去除研究主要为化学提纯法。化学提纯法提纯膨 润土中的方英石是利用化学试剂与膨润土中的杂质矿物方英石发生化学反应而将杂质去除的 方法。通常是利用强碱除去方石英和石英。其反应机理如下:
2Na0H+Si02 — Na2Si03 + H20
即通过NaOH的溶解提取作用可以将膨润土中的方英石Si02W固相转为液相,从而达到 与膨润土分离的目的。
姜桂兰等对吉林省刘房子膨润土中的少量方英石(小于】0%)的提纯实验结果表明, 使用碱提取法可以除去膨润土中的少量方英石,提纯结果物相分析显示,蒙脱石含量可达95% 以上。林培滋等%研宄了碱与蒙脱石、方英石的相互作用。在80°C的温度条件下,测定了 50g/LNaOH水溶液与蒙脱石矿(方英石含量为8%)相互作用,结果表明碱在溶解提取石英 的同时,也会强烈地溶蚀蒙脱土。郑海辉等[93]也研宄发现NaOH对于提取膨润土中的少量方 英石有良好的效果。1^^?&1^等[94]和0&1^^8&1^[95]都发现碱性物质(如&011、灿2(:03) 对蒙脱土中所含的少量Si02都有不同程度的去除效果,而且不同碱性物质对蒙脱土的溶蚀作 用差别也很大。最近的研究结果[%_1〇〇]则表明方英石的结晶状态是影响碱提纯效果的关键因 素。
3.2.2蒙脱土的钠化改型
钙基膨润土的钠化改型原理是利用蒙脱土的离子交换性,蒙脱土层间的Ca2+遇到一定浓 度的Na+时便可发生如下反应,从而将其转化为钠基膨润土[87]。
Ca-bentonite + 2Na+ — Na-bentonite 十 Ca2+
蒙脱土的改型方法主要分为干法、半干法和湿法三种[1QG]。
干法改型工艺,即将原土粉碎加入钠化剂高速混合之后,自然放置在空气中常温钠化, 最后粉碎备用。该工艺流程简单,能耗较低,但钠化时间长,且只能实现部分钠化,产品质 量不均匀[|()()]。
半干法改型工艺的主要原理是在膨润土干料中加入溶解的钠盐(碳酸钠、氯化钠或六偏 磷酸钠等),借助外加的高能量机械力的挤压将Na1强制引入蒙脱石层间。半干法改型工艺 的主要特点是工艺路线简单、投资少,但也存在生产周期长、膨润土较难充分钠化、所得钠 基膨润土纯度不高等缺点,一般只适用于对产品性能要求不高的场合[89_9°’1<)()_1<)1]。目前,干法 改型工艺有堆场钠化法、轮碾钠化法、双螺旋混合挤压法、螺旋阻流挤压法、对辑挤压钠化 法等【丨02]。
堆场钠化法。在原矿堆场,将一定量的Na2C03S (约占原矿量的24%)喷洒于含 水约30%的钙基膨润土原矿中,经过翻动、搅拌、混匀、加压后,老化1(^15天,再经干燥、 粉磨、分级、包装即得改型(钠基)膨润土。这种方法工艺简单,费用较低,但加工所需时 间较长,而且钠化质量不太稳定。
轮碾钠化法。在膨润土破碎加工过程中,将2-4%的Na2C03粉加入轮碾机或其他破 碎机内,同时加入少量丹宁酸,使膨润土在破碎过程中与药剂混合、压紧,从而完成钠化反 应过程,再经老化(数日)、干燥、粉碎即得产品。
双螺旋混合挤压钠化法。将膨润土原矿干燥后,粉碎成5〜10mm的颗粒,给入双螺 旋混合机中,同时加入Na2C03粉,使其在机内与膨润土一起得到混合,再加入30%左右的水, 混炼成软泥状,经切片机切片,再干燥、粉碎即得产品。
螺旋阻流挤压法。将与碱液混匀的膨润土矿粉,经带孔板阻流的三轴螺旋混炼挤压 钠化机,完成钠化反应。
对辊挤压钠化法。将Na2C03溶液加入到经粉碎(至小于5mm)、干燥的钙基膨润 土中,拌均后给入对辑挤压机中挤压后,经千燥、粉碎得到产品。
湿法改型工艺又称悬浮液法,即将膨润土原矿分散于水介质中,并添加过量钠盐(通常 为碳酸钠、氟化钠、氯化钠和六偏磷酸钠等),不断加热搅拌,使蒙脱石充分分散、膨胀而 实现钠化。此法产品质量比较稳定,容易得到高质量、高纯度钠基膨润土,但产品脱水、干 燥困难[8'该方法易得到高质量的钠基膨润土。由于许多膨润土中蒙脱石品位较低,不利于 进一步的加工处理,同时,蒙脱石的含量高低也影响着钠化的效果,因此,为了尽可能优化 工艺路线、节约能耗,在对膨润土进行钠化改型之前通常需要进行提纯。在湿法钠化工艺中, 关键在于钠化的程度以及提纯的效果,因此,如何改进、优化工艺,实现钠化与提纯的有机 结合是非常必要的。