一種微波活化製備活性白土的方法
2023-10-08 13:18:34 1
專利名稱：一種微波活化製備活性白土的方法
技術領域：
本發明涉及一種微波活化製備活性白土的方法，屬於粘土礦物深加工技 術領域。
技術背景膨潤土是以蒙脫石為主要成份的粘土礦物，價格低廉、儲量豐富。膨潤 土礦物具有良好的膨脹性、分散性、懸浮性、吸附性、可塑性、很高的離子 交換能力和幹粘結強度、高剪切和高的抗壓強度以及良好的不滲透性等一系 列性質，在許多工業部門中已得到廣泛的應用。漂白土。活性白、土的;'j備原理是利用無機酸中離子半徑較小的氫離子i換出 離子半徑較大的金屬陽離子和水分子，所述金屬陽離子和水分子吸附在膨潤土的主要礦物蒙脫石間；並利用無機酸的強氧化性溶蝕出蒙脫石層間所吸附 的其他雜質，疏通和減少大半徑離子對蒙脫石層間通道的堵塞，使其吸附性 和對大分子的截留性增加，同時使其帶有大量的氫離子而在一定的條件下具 有較大的催化活性。活性白土是一種具有微孔網狀結構、比表面積較大的多 孔型粉末狀產品，該產品可廣泛應用於石油化工、醫藥、油脂化工、動植物 油的脫色和淨化，並能有效地去除食用植物油中的色素、毒素及異味。作為 脫色劑，它還可應用於肥皂、塑料、樹脂、食品、去汙粉、釀造等工業生產 中；作為吸附劑，可大量應用於有機磷、有積J克、黃麴黴素等有害物質的去 除工藝中。目前，活性白土製備工藝為溼法反應釜酸活化工藝，其工藝流程圖如附 圖1所示，膨潤土原礦與水攪拌分散後形成的膨潤土漿料的質量濃度為 15% ~ 30%,然後加入硫酸並通入熱蒸汽將膨潤土漿料加熱至100。C左右使膨 潤土與碌u酸發生活化反應，碌u酸的添加量一般為0.3 0.5p屯石克酸/p屯產品，活 化後的膨潤土釆用多次洗滌的方式進行脫酸， 一般需反覆洗滌4 6次。溼 法工藝的缺點是1、硫酸用量大；2、活化反應時間長；3、洗滌用水多。 發明內容本發明目的是提供一種微波活化製備活性白土方法，目的是解決現有的溼 法活性白土製備工藝硫酸用量大、活化反應時間長，以及洗滌用水多的問題。 為達到上述目的，本發明採用的技術方案是 一種微波活化製備活性白3土的方法，由下列步驟依次構成第一步將膨潤土原礦粉碎成直徑為小於或等於5mm的顆粒，得到膨潤 土原料；第二步將第一步得到的膨潤土原料與硫酸和水充分混合均勻得到膨潤 土漿料，該漿料中膨潤土原料佔漿料整體的質量濃度為40%~卯％，所述硫 酸的用量為每噸膨潤土原料4吏用50-250千克石克酸；第三步用微波輻射處理第二步得到的膨潤土漿料，使膨潤土進行活化 反應，得到活性白土混合物；第四步將第三步得到的活性白土混合物與水混合均勻後，採用真空過 濾機進行過濾，得到活性白土濾餅；第五步將第四步得到的活性白土濾餅加水洗滌，壓濾脫水後，再用強 力粉碎乾燥機乾燥，得到活性白土。上述技術方案中的有關內容解釋如下本發明工作原理是微波作為一種高頻電磁波(0.3~300GHz),主要用 於通訊、廣播電視等領域。20世紀60年代，微波能開始應用於紙類、木材、 樹脂擠出等物理加工過程。近年來，微波能在高技術領域中新材料的合成， 化學化工領域中有機物、無機物合成與分解、化學分析以及化學冶金領域中 微波化學反應性等方面的理論和實踐研究取得了較大的進展。利用微波合成 和加工材料，具有溫度場均勻，能夠產生特殊的物理化學效應，對物質選擇 性加熱和選擇性促進或加速化學反應，且易於快速控制等特點，因此，微波 技術是一種節能增效的清潔技術。微波加熱工藝同常規熱風加熱工藝相比還 具有反應時間短的優點。本發明採用連續動態微波活化爐，微波頻率採用高頻2450MHz,與酸混 合均勻的物料處於高頻電磁場中，物料的極性分子在磁場的作用下發生振 動，分子與分子之間發生摩擦和碰撞，物料吸收電磁波後溫度升高，在分子 振動過程中加劇了離子之間的置換反應，有利於金屬陽離子和蒙脫石層間吸 附的其他雜質的溶出，同時有效的疏通了大半徑離子對蒙脫石層間通道的堵 塞，有利於微孔結構的形成，使其吸附性和對大分子的截留性增加，提高了 活性白土的性能和活化效果。由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點和效果 1 、本發明微波活化工藝較傳統的溼法反應釜酸活化工藝相比具有以下三 個方面的優勢①、樣"皮半乾法酸活化工藝碌^酸用量少， 一般50 ~ 250kg/t;傳統的溼法反應釜酸活化工藝硫酸用量高， 一般300 ~ 500kg/t。②、微波半 幹法酸活化工藝反應時間短， 一般15min ~ 90min即可完成；傳統的溼法反 應釜酸活化工藝反應時間長， 一般4~8小時才能完成。③、微波半乾法酸 活化工藝工作連續，穩定性好，易於自動化操作；傳統的溼法反應釜酸活化 工藝工作間斷，生產周期長，生產上較難控制。2、本發明真空過濾機脫酸工藝較傳統的多次加水洗滌沉降脫酸工藝相比 具有以下兩個方面的優勢①、真空過濾機脫酸工藝實現了流程的連續化作 業，而傳統工藝間斷作業，沉降需要時間長，且需多次洗滌。②、真空過濾 機脫酸工藝洗滌水用量少， 一般為10~20噸水/噸產品，且真空過濾機第一 過濾罐中的酸液酸濃度高，可進行綜合利用，大大減少後續酸液的處理成本； 傳統的加水洗滌沉降脫酸工藝洗滌水用量大， 一般為40~60噸水/噸產品， 且酸液難於綜合利用，酸液的處理成本高。
附圖1為現有技術溼法反應釜酸活化工藝流程圖； 附圖2為本發明微波活化製備活性白土工藝流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述實施例 一種微波活化製備活性白土的方法，由下列步驟依次構成流程如附圖2所示第一步用安徽產鉤基膨潤土原礦進行活性白土製備，4丐基膨潤土原礦 的石皮石卒採用300 x 150對輥石皮石f才幾，石先碎後物津+粒度《5mm，得到膨潤土 原料；第二步將第 一步得到的膨潤土原料通過定量給料機加入到螺旋攪拌機 中，通過螺旋攪拌機的強力攪拌，使膨潤土原料與工業硫酸混合均勻，得到 膨潤土漿料，該漿料中膨潤土原料佔漿料整體的質量濃度為65%，所述^L酸 的用量為每噸膨潤土原料使用150千克^L酸；第三步微波活化將混合均勻的酸化膨潤土物料採用CYCM- I微波 爐進行活化，反應溫度為100°C,反應時間為60分鐘，微波頻率採用高頻 2450MHz。第四步真空過濾機脫酸將酸活化後的物料加水攪拌，攪拌設備採用 XQTO600xl000高速攪拌機，脫酸設備採用真空過濾才幾脫酸，並採用淋浴 水進行脫酸洗滌。第五步壓濾脫水將經過真空過濾機脫酸的活性白土物料採用板框壓 濾機進行壓濾，除去漿料中大部分的水分，壓濾後濾餅濃度53.0%。粉碎幹 燥採用強力粉碎乾燥工藝，所得活性白土脫色力153.6,活性度268.6mmol/kg, 游離酸0.10%,脫色率98.7%,粒度-75 ju m95.0%,過濾速度10.4 ml/min。本發明採用連續動態微波活化爐，改變傳統溼法膨潤土酸活化反應時間 長、酸用量大、工作不連續、能耗高等缺陷。本發明採用真空過濾機脫酸膨潤土原料與硫酸通過微波活化反應後， 除能得到活性白土產品外，還會生成一定量的硫酸鋁、硫酸鈣、硫酸鐵等， 物料中還存留一定量未反應的硫酸，這些成分對活性白土產品質量會產生嚴 重影響必須除去。本發明通過加水洗滌採用真空過濾機脫酸的方法除去這些 有害成分，該方法同傳統加水洗滌沉降脫酸工藝相比，大大降低洗滌水的用 量。本發明採用粉碎乾燥將壓濾後的濾餅進行粉碎乾燥，粉碎乾燥採用強 力粉碎乾燥機，強力粉碎乾燥工藝乾燥與碎散同時進行，使包裹在顆粒中的 水分及時暴露於表面，快速蒸發，既提高了乾燥效率，又能在負壓下及時排 出，避免過分乾燥而降低產品質量。上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項 技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保 護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明 的保護範圍之內。
權利要求
1、一種微波活化製備活性白土的方法，其特徵在於由下列步驟依次構成第一步將膨潤土原礦粉碎成直徑為小於或等於5mm的顆粒，得到膨潤土原料；第二步將第一步得到的膨潤土原料與硫酸和水充分混合均勻得到膨潤土漿料，該漿料中膨潤土原料佔漿料整體的質量濃度為40％～90％，所述硫酸的用量為每噸膨潤土原料使用50～250千克硫酸；第三步用微波輻射處理第二步得到的膨潤土漿料，使膨潤土進行活化反應，得到活性白土混合物；第四步將第三步得到的活性白土混合物與水混合均勻後，採用真空過濾機進行過濾，得到活性白土濾餅；第五步將第四步得到的活性白土濾餅加水洗滌，壓濾脫水後，再用強力粉碎乾燥機乾燥，得到活性白土。
全文摘要
一種微波活化製備活性白土的方法，將膨潤土原礦粉碎成直徑為小於或等於5mm的顆粒，得到膨潤土原料，然後與硫酸和水充分混合均勻得到膨潤土漿料，該漿料中膨潤土原料佔漿料整體的質量濃度為40％～90％，所述硫酸的用量為每噸膨潤土原料使用50～250千克硫酸；用微波輻射處理得到的膨潤土漿料，使膨潤土進行活化反應，得到活性白土混合物；將得到的活性白土混合物與水混合均勻後，採用真空過濾機進行過濾，得到活性白土濾餅；將得到的活性白土濾餅加水洗滌，壓濾脫水後，再用強力粉碎乾燥機乾燥，得到活性白土。本發明可以實現生產操作連續化和封閉式加工，從而提高了膨潤土深加工的技術水平，在生產實踐中保證了產品質量穩定、性能優良。
文檔編號B01J20/30GK101580245SQ20091003382
公開日2009年11月18日 申請日期2009年5月31日 優先權日2009年5月31日
發明者王學群, 雷東升 申請人:蘇州中材非金屬礦工業設計研究院有限公司