一種高壓脈衝電場結合超聲波提純凹凸棒土的方法與流程

2023-05-16 19:22:56 2

本發明涉及一種凹凸棒土的提純方法，具體涉及一種高壓脈衝電場結合超聲波提純凹凸棒土的方法。

背景技術：

凹凸棒土是一種層鏈狀結構的含水富鎂鋁矽酸鹽粘土礦物，在其結構中存在晶格置換，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。由於凹凸棒石獨特的晶體結構，使之具有許多特殊的物化性能。如優良的膠體性能、吸附性能和催化性能，目前已在吸附劑、工業廢水處理、粘結劑、增稠劑、鑽井泥漿以及催化劑原料等領域進行了廣泛的應用。但由於凹凸棒粘土通常與白雲石、石英、水雲母、蒙脫石等礦物質共生，這些共生礦物的存在會影響凹凸棒土的性能，從而在很大範圍內影響其應用，而對凹凸棒土進行提純則是提升產品檔次和增加產品附加值的重要處理方法。

鄭志傑、程繼貴、夏永紅等人在其《凹凸棒石黏土提純的研究》一文中分別採用了溼法球磨+離心分離，並加入一定量的分散劑，藉助超聲分散，對凹凸棒石黏土進行提純，提純所得的凹凸棒石黏土純度可達95.3%。該方法得到的凹凸棒石黏土雖然具有較高的純度，但是仍有一些蒙脫石等共生礦物無法從中分離出來。因此，本發明採用在高壓脈衝電場結合超聲波純化凹凸棒土的基礎上，添加一定量的分散劑六偏磷酸鈉和丙烯醯胺-丙烯酸鈉共聚物，並藉助溼法球磨和離心分離，使純化後的凹凸棒土純度接近100%。

技術實現要素：

本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種高壓脈衝電場結合超聲波提純凹凸棒土的方法。本發明採用在高壓脈衝電場結合超聲波純化凹凸棒土的基礎上，添加一定量的分散劑六偏磷酸鈉和丙烯醯胺-丙烯酸鈉共聚物，並藉助溼法球磨和離心分離，使純化後的凹凸棒土純度接近100%。

為實現上述目的，本發明採用如下的技術方案：

一種高壓脈衝電場結合超聲波提純凹凸棒土的方法，具體步驟如下：將凹凸棒土研磨至100目以下，然後按照固液比1:8-10將凹凸棒土加入水中，在1500-2000r/min的轉速下以及70-80℃水浴溫度下攪拌製漿，得到凹凸棒土懸浮液，然後對凹凸棒土懸浮液進行高壓脈衝電場處理，處理完畢後向凹凸棒土懸浮液中加入相當於凹凸棒土質量5-10%的六偏磷酸鈉和4-7%的丙烯醯胺-丙烯酸鈉共聚物，在4000-5000r/min的轉速下球磨20-30min，再超聲波分散30-40min後進行低速離心分離，去除雜質，倒出剩餘的懸浮液再進行高速離心分離，所得的底部物質經洗滌、乾燥、研磨、過篩即得純化凹凸棒土。

所述的超聲波功率為150-200w。

所述的高壓脈衝電場處理中電場強度為30-40kv/cm，脈衝電場頻率為200-300hz，處理時間為5-10s。

所述的低速離心分離中離心轉速為500-800r/min，離心時間為30-40min。

所述的高速離心分離中離心轉速為6000-8000r/min，離心時間為10-20min。

本發明的有益效果：

本發明先將凹凸棒土在水浴加熱下攪拌打漿製成懸浮液，使得凹凸棒土纖維束充分分散成為單晶體，然後進行高壓脈衝電場處理，使得蒙脫石、水雲母等共生礦物雜質更容易從晶體中分離出來，然後利用分散劑六偏磷酸鈉和丙烯醯胺-丙烯酸鈉共聚物對凹凸棒土中共生礦物雜質的分散選擇性，再分別通過溼法球磨和超聲波分散，使得凹凸棒土與共生礦物雜質分開，再通過離心分離的作用去除雜質，可以顯著提高提純效果，獲得的凹凸棒土純度接近100%。

具體實施方式

實施例1

一種高壓脈衝電場結合超聲波提純凹凸棒土的方法，具體步驟如下：將凹凸棒土研磨至100目以下，然後按照固液比1:8將凹凸棒土加入水中，在1500r/min的轉速下以及70℃水浴溫度下攪拌製漿，得到凹凸棒土懸浮液，然後對凹凸棒土懸浮液進行高壓脈衝電場處理，處理完畢後向凹凸棒土懸浮液中加入相當於凹凸棒土質量5%的六偏磷酸鈉和4%的丙烯醯胺-丙烯酸鈉共聚物，在4000r/min的轉速下球磨30min，再超聲波分散30min後進行低速離心分離，去除雜質，倒出剩餘的懸浮液再進行高速離心分離，所得的底部物質經洗滌、乾燥、研磨、過篩即得純化凹凸棒土。

所述的超聲波功率為200w。

所述的高壓脈衝電場處理中電場強度為30kv/cm，脈衝電場頻率為200hz，處理時間為10s。

所述的低速離心分離中離心轉速為500r/min，離心時間為40min。

所述的高速離心分離中離心轉速為6000r/min，離心時間為20min。

實施例2

一種高壓脈衝電場結合超聲波提純凹凸棒土的方法，具體步驟如下：將凹凸棒土研磨至100目以下，然後按照固液比1:9將凹凸棒土加入水中，在1800r/min的轉速下以及75℃水浴溫度下攪拌製漿，得到凹凸棒土懸浮液，然後對凹凸棒土懸浮液進行高壓脈衝電場處理，處理完畢後向凹凸棒土懸浮液中加入相當於凹凸棒土質量8%的六偏磷酸鈉和6%的丙烯醯胺-丙烯酸鈉共聚物，在4500r/min的轉速下球磨25min，再超聲波分散35min後進行低速離心分離，去除雜質，倒出剩餘的懸浮液再進行高速離心分離，所得的底部物質經洗滌、乾燥、研磨、過篩即得純化凹凸棒土。

所述的超聲波功率為180w。

所述的高壓脈衝電場處理中電場強度為35kv/cm，脈衝電場頻率為250hz，處理時間為8s。

所述的低速離心分離中離心轉速為600r/min，離心時間為35min。

所述的高速離心分離中離心轉速為7000r/min，離心時間為15min。

實施例3

一種高壓脈衝電場結合超聲波提純凹凸棒土的方法，具體步驟如下：將凹凸棒土研磨至100目以下，然後按照固液比1:10將凹凸棒土加入水中，在2000r/min的轉速下以及80℃水浴溫度下攪拌製漿，得到凹凸棒土懸浮液，然後對凹凸棒土懸浮液進行高壓脈衝電場處理，處理完畢後向凹凸棒土懸浮液中加入相當於凹凸棒土質量10%的六偏磷酸鈉和7%的丙烯醯胺-丙烯酸鈉共聚物，在5000r/min的轉速下球磨20min，再超聲波分散30min後進行低速離心分離，去除雜質，倒出剩餘的懸浮液再進行高速離心分離，所得的底部物質經洗滌、乾燥、研磨、過篩即得純化凹凸棒土。

所述的超聲波功率為150w。

所述的高壓脈衝電場處理中電場強度為40kv/cm，脈衝電場頻率為300hz，處理時間為5s。

所述的低速離心分離中離心轉速為800r/min，離心時間為30min。

所述的高速離心分離中離心轉速為8000r/min，離心時間為10min。