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膨润土“点土成金”的7大精深加工技术(膨润土加工工艺)

发布:2024-07-27 浏览:69

核心提示:2020年中国非金属矿产业高峰论坛暨非金属矿绿色矿山评价交流会将于11月27-29日在河南郑州举办,请关注微信公众号“粉体技术网”膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的黏土矿物,常含有石英、长石、伊利石、沸石、高岭石、方解石等。 目前,我国膨润土资源丰富,但深加工技术水平和生产规模与发达国家相比差距很大,特别是产品质量差、品种单一,缺乏竞争力,使这一优势资源未能得到有效的利用。因此,加强膨润土深加工技术研究,特别是加强其提纯、活化和改性等方面精细加工技术研究,稳定和提高产品质量,是实现我国膨润土资源合理、有效利

2020年中国非金属矿产业高峰论坛暨非金属矿绿色矿山评价交流会将于11月27-29日在河南郑州举办,请关注微信公众号“粉体技术网”膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的黏土矿物,常含有石英、长石、伊利石、沸石、高岭石、方解石等。
目前,我国膨润土资源丰富,但深加工技术水平和生产规模与发达国家相比差距很大,特别是产品质量差、品种单一,缺乏竞争力,使这一优势资源未能得到有效的利用。
因此,加强膨润土深加工技术研究,特别是加强其提纯、活化和改性等方面精细加工技术研究,稳定和提高产品质量,是实现我国膨润土资源合理、有效利用的重要发展方向。
膨润土具有优异的工艺技术性能和可控改造性,在产品开发中主要深度加工技术包括选矿提纯、改型(人工钠化、锂化)、活化(活性白土制备)、改性(有机膨润土制备)、无机矿物凝聚制备、柱撑蒙脱石制备等。
1、膨润土选矿提纯我国80%以上的天然膨润土原矿为钙基膨润土,并且蒙脱石质量分数介于30%-60%,属于中低品位膨润土矿。
除蒙脱石之外,还有含量不等的石英、长石、云母等脉石矿物,达不到现代工业生产的纯度要求,因此必须要进行选矿提纯。
目前,膨润土的提纯方法主要有风选法、自然沉降法、离心法、水力分级法、絮凝法、重液法、磷酸盐法、电泳法、超声波振荡法、化学提纯法等,其中以水为介质的湿法提纯,是膨润土工业采用最广泛的方法。
面对诸多的膨润土提纯工艺,选择合理的方法进行不同品级蒙脱石产品的提取显得尤为重要。
2、钙基膨润土制备钠基膨润土钠基膨润土的工艺性能明显优于钙基膨润土,然而在膨润土矿床中,钙基膨润土占主导地位,因而膨润土的钠化改型,是膨润土的主要加工技术之一。
膨润土钠化改型是用Na+将蒙脱石晶层中可置业换的阳离子Ca2+或Mg2+置换出来,将钙基膨润土转换成钠基膨润土。
一般方法是在钙基膨润土中加入钠盐(通常是Na2CO3),使其发生离子变换反应。
膨润土人工挤压钠化原则流程钠化改型主要有悬浮液法(湿法)、堆场钠化法(陈化法)、挤压法等。
钠基膨润土的制备流程较为简单,所以在选择设备时,主要考虑设备的批处理能力和能耗。
粉碎机需满足膨润土初选、破碎以及最后产品的粉碎;混合机主要实施钠化过程。
3、钙基膨润土制备锂基膨润土锂基膨润土在水中、低级醇及低级酮中有优良的膨胀性、增稠性和悬浮性,因而被广泛用于建筑涂料,乳胶漆,铸造涂料等产品中取代各种有机纤维素悬浮剂,人工锂化是制备锂基膨润土的主要方法之。
人工锂化是用锂离子置换蒙脱石层间可交换Ca2+或Mg2+等阳离子,将钙基膨润土改型为锂基膨润土,一般用Li2CO3进行改型。
膨润土人工锂化原则流程锂盐的加入量直接关系到改型效果,根据膨润土原料的阳离子交换容量确定锂盐的加入量,一般不超过5%。
在一定范围内,随锂盐加入量的增加制得的改性膨润土的膨胀值增大;但锂盐加入量超过一定值后,膨胀值不再增加。
4、活性白土制备(活化)钠基膨润土许多物化性能优于钙、镁基,但其比表面积及吸附能力仍不如酸活化产品。
因此,国内外许多厂家依然生产酸活化产品(活性白土)。
活性白土是以粘土(主要是膨润土)为原料,经无机酸化或盐处理而得,是一种具有微孔结构、比表面积很大的多孔型白色-灰白色粉末,具有强的吸附性。
膨润土湿法制备活性白土工艺目前,国内外生产活性白土的工艺有3种:湿法、干法、半湿(或半干)法。
湿法是将水、酸和膨润土按—定的比例在反应罐中混合,在100℃左右加热2-6h,反应产物经洗涤、烘干、粉碎得活性白土,湿法生产的活性白土的脱色力和活性度等指标均较高,质量稳定,是国内最常见的生产工艺。
5、膨润土制备有机膨润土有机膨润土是指用有机铵阳离子置换蒙脱石中的可交换阳离子,使其覆盖于蒙脱石的表面,堵塞了水的吸附中心,使其失去吸水的作用,变成疏水亲油的有机膨润土络合物,可广泛应用于涂料、鞋油、环保、油漆、石油钻井、塑料、化妆品、铸造、调稠剂、染色剂、高温润滑脂、纳米复合材料等行业,是近年来行业关注的重点方向之一。
有机膨润土湿法制备原则流程目前,有机膨润土的制备工艺可分为湿法、干法、预凝胶法3种。
影响有机插层膨润土性能的因素有很多,如原土样的选择、反应环境的选择、有机改性剂的选择等。
表面活性剂的选择和使用在有机膨润土制备过程十分重要,可以使用单阳离子或双阳离子表现活性剂、阴阳离子表面活性剂、非离子或阳非离子表面活性剂以及其他的复合改性剂等。
6、膨润土制备无机凝胶无机凝胶是以膨润土为主要原料,经提纯、钠化改型、磷化改性及胶化等工序生产出来的一种具有高附加值的胶体类产品,具有增稠、触变、抗电解质盐类、抗酸性能好,耐酸、碱,性能稳定等特点,因而广泛应用于日化、制药、洗涤、陶瓷、玻璃、造纸、铸造、电池等行业。
膨润土制备无机凝胶原则流程无机凝胶制备过程主要包括膨润土原矿提纯、钠化改型、磷化改性及胶化四大工序,原矿应选用低层电荷、蒙脱石含量一般要大于95%的原矿,选矿提纯是膨润土生产无机凝胶的关键。
7、膨润土制备柱撑蒙脱石柱撑蒙脱石是由聚合无机阳离子或有机离子(分子)插入粘土矿物中而形成的具有二维孔洞的一种矿物材料,具有比表面积大,热稳定性能好、表面酸性强以及孔径可变等特性,因此在石油化工、污水处理、抗菌材料等领域有着广阔的应用前景。
膨润土制备柱撑蒙脱石原则流程柱撑蒙脱石的制备原理,就是离子交换原理,指由于蒙脱石层间多为范德华力、静电力和氢键力这些较弱的作用力,用制得的柱化剂中的多核离子去取代原来蒙脱石层间的水合离子,如Na+、K+、Ca2+、Mg2+等,粘土矿物层间的多核阳离子重新组建化学键,新的化学键具有更大的键能,因此形成柱撑蒙脱石具有更加优良的性质。

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