一種凹凸棒石粘土改性方法與流程
2023-10-17 19:00:34 1
本發明屬於凹凸棒加工技術領域，具體地，一種凹凸棒石粘土改性方法。
背景技術：
凹凸棒石粘土除含凹凸棒石外，還含有膨潤土、高嶺石、水雲母、海泡石、石英、蛋白石及碳酸鹽等礦物，為了能提高凹凸棒石粘土相關性能，需要對凹凸棒石粘土進行酸化處理。
在凹凸棒石粘土礦區，使用挖掘機進行機械化開採凹凸棒石粘土原礦，挖掘出來的是一種緻密塊狀凹凸棒石粘土原礦，凹凸棒石粘土原礦的體積較大，不能直接用於酸化處理，常採用粉碎機破碎為細小的顆粒進行酸化處理，很容易破壞凹凸棒石的晶體結構。
凹凸棒石粘土經過酸化後，吸附性能雖然可以得到一些提高，但是凹凸棒石粘土的膠體性能卻大幅度下降，不能直接用於生產需要一定膠體粘度的分子篩、催化劑和乾燥劑等產品。
凹凸棒石粘土是指以凹凸棒石為主要組分的一種粘土礦物。凹凸棒石為一種晶質水合鎂鋁矽酸鹽礦物，具有獨特的層鏈狀結構特徵，在其結構中存在晶格置換，幫晶體中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al3+，晶體呈針狀，纖維狀或纖維集合狀。具有介於鏈狀結構和層狀結構之間的中間結構，沒交聯時強度低，易拉斷，且沒有彈性，吸附和粘結性低。
凹凸棒石粘土作為一種天然材料，具有原料廉價、資源豐富和比表面積大的優點，凹凸棒石粘土具有特殊的纖維結構和晶體結構，使之具有許多特殊的物化及工藝性能。由於凹凸棒石粘土具有較大的比表面積，使其具有較強的吸附作用，在相當低的濃度下可以形成高粘度的懸浮液，可用作膠體泥漿、懸浮劑、粘結劑等。
研發一種提高凹凸粘土性質的方法成為熱點。
技術實現要素：
針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種凹凸棒石粘土改性方法，本發明的目的在於用酸化的方法提高凹凸棒石粘土吸附性能、脫色率、催化作用、比表面積、孔隙率和粘度等性能的方法。
根據本發明提供的一種凹凸棒石粘土改性方法，所述凹凸棒石粘土改性方法包括如下步驟：
（1）先將自然風化後的凹凸棒石粘土輸入已經運轉的攪拌機中，再將稀鹽酸緩慢加入自然風化後的凹凸棒石粘土中進行一起攪拌，進行酸化處理；
（2）將酸化處理後的凹凸棒石粘土，通過對輥機擠壓為凹凸棒石粘土片狀物，凹凸棒石粘土片狀物的厚度小於3毫米；
（3）將凹凸棒石粘土片狀物輸送到迴轉式烘乾爐內焙燒，焙燒時間為2～4小時，焙燒溫度控制在300～340℃，焙燒後的凹凸棒石粘土片狀物含水量小於5％，焙燒後的凹凸棒石粘土片狀物為酸化後的凹凸棒石粘土半成品。
優選地，所述凹凸棒石粘土片狀物的配料按重量百分比由下列組分組成：自然風化後的凹凸棒石粘土55～65％和稀鹽酸25～35％。
優選地，所述凹凸棒石粘土片狀物的配料按重量百分比由下列組分組成：自然風化後的凹凸棒石粘土58～60％和稀鹽酸27～33％。
優選地，所述凹凸棒石粘土片狀物的配料按重量百分比由下列組分組成：自然風化後的凹凸棒石粘土59％和稀鹽酸29％。
優選地，所述濃度96﹪的鹽酸1～4％，水92～97％。
優選地，所述凹凸棒石粘土原礦需要經過至少一年時間的自然風化，從大塊緻密的原礦崩解為細小顆粒的自然風化後的凹凸棒石粘土，撿出明顯可見的廢石塊、植物纖維和其它泥土雜質，自然風化後的凹凸棒石粘土顆粒細度小於4毫米。
優選地，所述改性後的凹凸棒石粘土包括如下重量份的原料：凹凸棒石粘土半成品70～88％、速溶矽酸鉀1.1～5.6％、聚丙烯醇2.1～5.7％、羥丙基甲基纖維素2.41～3.31％和碳酸氫鉀1～2％。
優選地，所述凹凸棒石粘土半成品75～83％、速溶矽酸鉀1.6～4.6％、聚丙烯醇3.1～4.7％、羥丙基甲基纖維素2.46～3.11％和碳酸氫鉀1.5～1.9％。
優選地，所述凹凸棒石粘土半成品79％、速溶矽酸鉀3.6％、聚丙烯醇3.7％、羥丙基甲基纖維素2.56％和碳酸氫鉀1.7％。
與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
（1）本發明酸化後的凹凸棒石粘土的生產方法採取先酸化再進行複合配料，可以避免硫酸與速溶矽酸鉀、聚丙烯醇、羥丙基甲基纖維素和碳酸氫鉀發生化學反應，充分發揮配料中原材料的各自特性，並得到互補，確保酸化後的凹凸棒石粘土內在質量；
（2）本發明採用碳酸氫鉀調整酸化後的凹凸棒石粘土pH值，方法簡單易行；
（3）本發明充分利用自然風化促進對凹凸棒石粘土原礦的自然風化作用，提高凹凸棒石粘土原礦的崩解效果，加快凹凸棒石粘土原礦的分散；
（4）本發明凹凸棒石粘土孔道中常含有碳酸鹽等雜質，酸化處理一方面可除去分布於凹凸棒石粘土孔道中的雜質，使孔道疏通，另一方面，由於凹凸棒石的陽離子可交換性，半徑較小的H+能置換出凹凸棒石層間部分K+、Na+、Ca2+和Mg2+等離子，增大孔容積；
（5）本發明酸化後的凹凸棒石粘土在大幅度提高凹凸棒石粘土的吸附性能、脫色率、催化作用、比表面積、孔隙率的同時，能增加酸化後的凹凸棒石粘土的膠體粘度和調整酸化後的凹凸棒石粘土pH值；
（6）酸化後的凹凸棒石粘土適用於生產石油、化工、醫藥、建材、塑料、化妝品等行業領域的產品。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。
實施例1
本實施例提供的一種凹凸棒石粘土改性方法，所述凹凸棒石粘土改性方法包括如下步驟：
（1）先將自然風化後的凹凸棒石粘土輸入已經運轉的攪拌機中，再將稀鹽酸緩慢加入自然風化後的凹凸棒石粘土中進行一起攪拌，進行酸化處理；
（2）將酸化處理後的凹凸棒石粘土，通過對輥機擠壓為凹凸棒石粘土片狀物，凹凸棒石粘土片狀物的厚度小於3毫米；
（3）將凹凸棒石粘土片狀物輸送到迴轉式烘乾爐內焙燒，焙燒時間為4小時，焙燒溫度控制在300℃，焙燒後的凹凸棒石粘土片狀物含水量小於5％，焙燒後的凹凸棒石粘土片狀物為酸化後的凹凸棒石粘土半成品。
所述凹凸棒石粘土片狀物的配料按重量百分比由下列組分組成：自然風化後的凹凸棒石粘土65％和稀鹽酸25％。
所述濃度96﹪的鹽酸4％，水92％。
所述凹凸棒石粘土原礦需要經過至少一年時間的自然風化，從大塊緻密的原礦崩解為細小顆粒的自然風化後的凹凸棒石粘土，撿出明顯可見的廢石塊、植物纖維和其它泥土雜質，自然風化後的凹凸棒石粘土顆粒細度小於4毫米。
所述改性後的凹凸棒石粘土包括如下重量份的原料：凹凸棒石粘土半成品88％、速溶矽酸鉀1.1％、聚丙烯醇5.7％、羥丙基甲基纖維素2.41％和碳酸氫鉀2％。
本發明具有如下的有益效果：
本發明酸化後的凹凸棒石粘土的生產方法採取先酸化再進行複合配料，可以避免硫酸與速溶矽酸鉀、聚丙烯醇、羥丙基甲基纖維素和碳酸氫鉀發生化學反應，充分發揮配料中原材料的各自特性，並得到互補，確保酸化後的凹凸棒石粘土內在質量；
本發明採用碳酸氫鉀調整酸化後的凹凸棒石粘土pH值，方法簡單易行；
本發明充分利用自然風化促進對凹凸棒石粘土原礦的自然風化作用，提高凹凸棒石粘土原礦的崩解效果，加快凹凸棒石粘土原礦的分散；
本發明凹凸棒石粘土孔道中常含有碳酸鹽等雜質，酸化處理一方面可除去分布於凹凸棒石粘土孔道中的雜質，使孔道疏通，另一方面，由於凹凸棒石的陽離子可交換性，半徑較小的H+能置換出凹凸棒石層間部分K+、Na+、Ca2+和Mg2+等離子，增大孔容積；
本發明酸化後的凹凸棒石粘土在大幅度提高凹凸棒石粘土的吸附性能、脫色率、催化作用、比表面積、孔隙率的同時，能增加酸化後的凹凸棒石粘土的膠體粘度和調整酸化後的凹凸棒石粘土pH值；
酸化後的凹凸棒石粘土適用於生產石油、化工、醫藥、建材、塑料、化妝品等行業領域的產品。
實施例2
本實施例提供的一種凹凸棒石粘土改性方法，所述凹凸棒石粘土改性方法包括如下步驟：
（1）先將自然風化後的凹凸棒石粘土輸入已經運轉的攪拌機中，再將稀鹽酸緩慢加入自然風化後的凹凸棒石粘土中進行一起攪拌，進行酸化處理；
（2）將酸化處理後的凹凸棒石粘土，通過對輥機擠壓為凹凸棒石粘土片狀物，凹凸棒石粘土片狀物的厚度小於3毫米；
（3）將凹凸棒石粘土片狀物輸送到迴轉式烘乾爐內焙燒，焙燒時間為2小時，焙燒溫度控制在340℃，焙燒後的凹凸棒石粘土片狀物含水量小於5％，焙燒後的凹凸棒石粘土片狀物為酸化後的凹凸棒石粘土半成品。
所述凹凸棒石粘土片狀物的配料按重量百分比由下列組分組成：自然風化後的凹凸棒石粘土55％和稀鹽酸35％。
所述濃度96﹪的鹽酸1％，水97％。
所述凹凸棒石粘土原礦需要經過至少一年時間的自然風化，從大塊緻密的原礦崩解為細小顆粒的自然風化後的凹凸棒石粘土，撿出明顯可見的廢石塊、植物纖維和其它泥土雜質，自然風化後的凹凸棒石粘土顆粒細度小於4毫米。
所述改性後的凹凸棒石粘土包括如下重量份的原料：凹凸棒石粘土半成品70％、速溶矽酸鉀5.6％、聚丙烯醇2.1％、羥丙基甲基纖維素3.31％和碳酸氫鉀1％。
本發明具有如下的有益效果：
本發明酸化後的凹凸棒石粘土的生產方法採取先酸化再進行複合配料，可以避免硫酸與速溶矽酸鉀、聚丙烯醇、羥丙基甲基纖維素和碳酸氫鉀發生化學反應，充分發揮配料中原材料的各自特性，並得到互補，確保酸化後的凹凸棒石粘土內在質量；
本發明採用碳酸氫鉀調整酸化後的凹凸棒石粘土pH值，方法簡單易行；
本發明充分利用自然風化促進對凹凸棒石粘土原礦的自然風化作用，提高凹凸棒石粘土原礦的崩解效果，加快凹凸棒石粘土原礦的分散；
本發明凹凸棒石粘土孔道中常含有碳酸鹽等雜質，酸化處理一方面可除去分布於凹凸棒石粘土孔道中的雜質，使孔道疏通，另一方面，由於凹凸棒石的陽離子可交換性，半徑較小的H+能置換出凹凸棒石層間部分K+、Na+、Ca2+和Mg2+等離子，增大孔容積；
本發明酸化後的凹凸棒石粘土在大幅度提高凹凸棒石粘土的吸附性能、脫色率、催化作用、比表面積、孔隙率的同時，能增加酸化後的凹凸棒石粘土的膠體粘度和調整酸化後的凹凸棒石粘土pH值；
酸化後的凹凸棒石粘土適用於生產石油、化工、醫藥、建材、塑料、化妝品等行業領域的產品。
實施例3
本實施例提供的一種凹凸棒石粘土改性方法，所述凹凸棒石粘土改性方法包括如下步驟：
（1）先將自然風化後的凹凸棒石粘土輸入已經運轉的攪拌機中，再將稀鹽酸緩慢加入自然風化後的凹凸棒石粘土中進行一起攪拌，進行酸化處理；
（2）將酸化處理後的凹凸棒石粘土，通過對輥機擠壓為凹凸棒石粘土片狀物，凹凸棒石粘土片狀物的厚度小於3毫米；
（3）將凹凸棒石粘土片狀物輸送到迴轉式烘乾爐內焙燒，焙燒時間為3小時，焙燒溫度控制在330℃，焙燒後的凹凸棒石粘土片狀物含水量小於5％，焙燒後的凹凸棒石粘土片狀物為酸化後的凹凸棒石粘土半成品。
所述凹凸棒石粘土片狀物的配料按重量百分比由下列組分組成：自然風化後的凹凸棒石粘土60％和稀鹽酸27％。
所述濃度96﹪的鹽酸4％，水92％。
所述凹凸棒石粘土原礦需要經過至少一年時間的自然風化，從大塊緻密的原礦崩解為細小顆粒的自然風化後的凹凸棒石粘土，撿出明顯可見的廢石塊、植物纖維和其它泥土雜質，自然風化後的凹凸棒石粘土顆粒細度小於4毫米。
所述凹凸棒石粘土半成品83％、速溶矽酸鉀1.6％、聚丙烯醇4.7％、羥丙基甲基纖維素2.46％和碳酸氫鉀1.9％。
本發明具有如下的有益效果：
本發明酸化後的凹凸棒石粘土的生產方法採取先酸化再進行複合配料，可以避免硫酸與速溶矽酸鉀、聚丙烯醇、羥丙基甲基纖維素和碳酸氫鉀發生化學反應，充分發揮配料中原材料的各自特性，並得到互補，確保酸化後的凹凸棒石粘土內在質量；
本發明採用碳酸氫鉀調整酸化後的凹凸棒石粘土pH值，方法簡單易行；
本發明充分利用自然風化促進對凹凸棒石粘土原礦的自然風化作用，提高凹凸棒石粘土原礦的崩解效果，加快凹凸棒石粘土原礦的分散；
本發明凹凸棒石粘土孔道中常含有碳酸鹽等雜質，酸化處理一方面可除去分布於凹凸棒石粘土孔道中的雜質，使孔道疏通，另一方面，由於凹凸棒石的陽離子可交換性，半徑較小的H+能置換出凹凸棒石層間部分K+、Na+、Ca2+和Mg2+等離子，增大孔容積；
本發明酸化後的凹凸棒石粘土在大幅度提高凹凸棒石粘土的吸附性能、脫色率、催化作用、比表面積、孔隙率的同時，能增加酸化後的凹凸棒石粘土的膠體粘度和調整酸化後的凹凸棒石粘土pH值；
酸化後的凹凸棒石粘土適用於生產石油、化工、醫藥、建材、塑料、化妝品等行業領域的產品。
實施例4
本實施例提供的一種凹凸棒石粘土改性方法，所述凹凸棒石粘土改性方法包括如下步驟：
（1）先將自然風化後的凹凸棒石粘土輸入已經運轉的攪拌機中，再將稀鹽酸緩慢加入自然風化後的凹凸棒石粘土中進行一起攪拌，進行酸化處理；
（2）將酸化處理後的凹凸棒石粘土，通過對輥機擠壓為凹凸棒石粘土片狀物，凹凸棒石粘土片狀物的厚度小於3毫米；
（3）將凹凸棒石粘土片狀物輸送到迴轉式烘乾爐內焙燒，焙燒時間為2小時，焙燒溫度控制在340℃，焙燒後的凹凸棒石粘土片狀物含水量小於5％，焙燒後的凹凸棒石粘土片狀物為酸化後的凹凸棒石粘土半成品。
所述凹凸棒石粘土片狀物的配料按重量百分比由下列組分組成：自然風化後的凹凸棒石粘土60％和稀鹽酸33％。
所述濃度96﹪的鹽酸4％，水97％。
所述凹凸棒石粘土原礦需要經過至少一年時間的自然風化，從大塊緻密的原礦崩解為細小顆粒的自然風化後的凹凸棒石粘土，撿出明顯可見的廢石塊、植物纖維和其它泥土雜質，自然風化後的凹凸棒石粘土顆粒細度小於4毫米。
所述凹凸棒石粘土半成品83％、速溶矽酸鉀4.6％、聚丙烯醇3.1％、羥丙基甲基纖維素3.11％和碳酸氫鉀1.5％。
本發明具有如下的有益效果：
本發明酸化後的凹凸棒石粘土的生產方法採取先酸化再進行複合配料，可以避免硫酸與速溶矽酸鉀、聚丙烯醇、羥丙基甲基纖維素和碳酸氫鉀發生化學反應，充分發揮配料中原材料的各自特性，並得到互補，確保酸化後的凹凸棒石粘土內在質量；
本發明採用碳酸氫鉀調整酸化後的凹凸棒石粘土pH值，方法簡單易行；
本發明充分利用自然風化促進對凹凸棒石粘土原礦的自然風化作用，提高凹凸棒石粘土原礦的崩解效果，加快凹凸棒石粘土原礦的分散；
本發明凹凸棒石粘土孔道中常含有碳酸鹽等雜質，酸化處理一方面可除去分布於凹凸棒石粘土孔道中的雜質，使孔道疏通，另一方面，由於凹凸棒石的陽離子可交換性，半徑較小的H+能置換出凹凸棒石層間部分K+、Na+、Ca2+和Mg2+等離子，增大孔容積；
本發明酸化後的凹凸棒石粘土在大幅度提高凹凸棒石粘土的吸附性能、脫色率、催化作用、比表面積、孔隙率的同時，能增加酸化後的凹凸棒石粘土的膠體粘度和調整酸化後的凹凸棒石粘土pH值；
酸化後的凹凸棒石粘土適用於生產石油、化工、醫藥、建材、塑料、化妝品等行業領域的產品。
實施例5
本實施例提供的一種凹凸棒石粘土改性方法，所述凹凸棒石粘土改性方法包括如下步驟：
（1）先將自然風化後的凹凸棒石粘土輸入已經運轉的攪拌機中，再將稀鹽酸緩慢加入自然風化後的凹凸棒石粘土中進行一起攪拌，進行酸化處理；
（2）將酸化處理後的凹凸棒石粘土，通過對輥機擠壓為凹凸棒石粘土片狀物，凹凸棒石粘土片狀物的厚度小於3毫米；
（3）將凹凸棒石粘土片狀物輸送到迴轉式烘乾爐內焙燒，焙燒時間為4小時，焙燒溫度控制在320℃，焙燒後的凹凸棒石粘土片狀物含水量小於5％，焙燒後的凹凸棒石粘土片狀物為酸化後的凹凸棒石粘土半成品。
所述凹凸棒石粘土片狀物的配料按重量百分比由下列組分組成：自然風化後的凹凸棒石粘土59％和稀鹽酸29％。
所述濃度96﹪的鹽酸2％，水95％。
所述凹凸棒石粘土原礦需要經過至少一年時間的自然風化，從大塊緻密的原礦崩解為細小顆粒的自然風化後的凹凸棒石粘土，撿出明顯可見的廢石塊、植物纖維和其它泥土雜質，自然風化後的凹凸棒石粘土顆粒細度小於4毫米。
所述凹凸棒石粘土半成品79％、速溶矽酸鉀3.6％、聚丙烯醇3.7％、羥丙基甲基纖維素2.56％和碳酸氫鉀1.7％。
本發明具有如下的有益效果：
本發明酸化後的凹凸棒石粘土的生產方法採取先酸化再進行複合配料，可以避免硫酸與速溶矽酸鉀、聚丙烯醇、羥丙基甲基纖維素和碳酸氫鉀發生化學反應，充分發揮配料中原材料的各自特性，並得到互補，確保酸化後的凹凸棒石粘土內在質量；
本發明採用碳酸氫鉀調整酸化後的凹凸棒石粘土pH值，方法簡單易行；
本發明充分利用自然風化促進對凹凸棒石粘土原礦的自然風化作用，提高凹凸棒石粘土原礦的崩解效果，加快凹凸棒石粘土原礦的分散；
本發明凹凸棒石粘土孔道中常含有碳酸鹽等雜質，酸化處理一方面可除去分布於凹凸棒石粘土孔道中的雜質，使孔道疏通，另一方面，由於凹凸棒石的陽離子可交換性，半徑較小的H+能置換出凹凸棒石層間部分K+、Na+、Ca2+和Mg2+等離子，增大孔容積；
本發明酸化後的凹凸棒石粘土在大幅度提高凹凸棒石粘土的吸附性能、脫色率、催化作用、比表面積、孔隙率的同時，能增加酸化後的凹凸棒石粘土的膠體粘度和調整酸化後的凹凸棒石粘土pH值；
酸化後的凹凸棒石粘土適用於生產石油、化工、醫藥、建材、塑料、化妝品等行業領域的產品。
以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。