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1、膨潤土濕法提純及其鈉化工藝優(yōu)化研究【交流】膨潤土濕法提純及其鈉化丁藝優(yōu)化研究2007-05-2623:53:151分類：
2、字號訂閱摘要：選用焦磷酸鈉作分散劑、碳酸鈉作鈉化劑，探討了女徽某地膨潤土礦濕法提純及鈉化改型的優(yōu)化工藝。結(jié)果表明：當(dāng)?shù)V漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%.分散劑和鈉化劑量分別為0.50和5%,鈉化3h可使膨潤土的性能得到很人改善。膨潤土是以蒙脫石礦物為主要成分的黏土礦。蒙脫石晶體是由兩層Si-0四面體和一層AI-0八血體構(gòu)成，在兩層Si-0四血體屮間充滿著游離的多個水分子和可交換的陽離子，以及一些可溶性物質(zhì)。在一定外界條件下，晶體結(jié)構(gòu)小的小心離子能被電性相同、荷電量接近的
3、離子交換；同時其片層結(jié)構(gòu)屮的可溶性物質(zhì)的溶出，將形成特殊的微孔結(jié)構(gòu)，從而使其具有如膨脹、吸附和觸變等特性。高質(zhì)量的蒙脫石凝膠是一種在水分散介質(zhì)屮外觀均勻而又穩(wěn)定的膠體，可作為觸變劑、增稠劑、分散劑、懸浮劑和穩(wěn)定劑，應(yīng)用廣泛，是高附加值產(chǎn)品［1］。隨著對高質(zhì)暈膨潤土的需求的增加，對低品位膨潤土的提純及鈉化改性研究具有現(xiàn)實(shí)意義。目前，膨潤土的提純方法主耍有兩種［2］,即干法和濕法。干法主要丿應(yīng)用于對蒙脫石含量人于80%的原礦的提純，它是根據(jù)天然土屮雜質(zhì)礦物的硬度和密度都較人的特點(diǎn)，通過逐級分離沉降將雜質(zhì)分開，從而得到將制土，該法工藝流程簡便，處理量人，但產(chǎn)品質(zhì)暈不易控制。濕法選礦
4、適用于蒙脫石含量在30%?80%問的中低品位土的提純。該法主要利用膨潤十?具有良好的親水性和蒙脫冇晶胞細(xì)小能在水介質(zhì)小充分分散的原理，使雜質(zhì)與蒙脫行分離。濕法又可分為淘洗法、電泳法和磷酸鹽法。淘洗法根據(jù)斯托克斯定律，顆粒的沉降速度與顆粒玄徑的平方成正比，細(xì)顆粒的膨潤土與粗顆粒雜質(zhì)懸浮在水屮具有不同的沉降速度。此法設(shè)備投資人，需要人量水，實(shí)際生產(chǎn)受到一定限制。電泳法是利川電泳現(xiàn)象，使帶負(fù)電荷的膨潤土顆粒聚集在陽極上，達(dá)到和其他雜質(zhì)分離的日的。此法設(shè)備費(fèi)用高，耗電量人。磷酸鹽法是利用磷酸鹽分散膨潤土漿液，分離雜質(zhì)。相比之下，磷酸鹽法操作簡單，切實(shí)可行。本研究選用焦磷酸鈉為分散劑、
5、碳酸鈉作鈉化劑，探討安徽某地膨潤土礦提純及其鈉化優(yōu)化丁藝，為其深加丁?提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。1試樣物質(zhì)組分與結(jié)構(gòu)特征1.1礦物組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對經(jīng)破碎、過100日篩的天然膨潤土進(jìn)行了XRD分析，結(jié)果見圖1。試樣的特征衍射峰的d在15.2X10-lnm附近，說明試樣的主要礦物成分是蒙脫石，屬鈣基膨潤土。同時，圖1也顯示了Si02的特征衍射峰(4?071X10-lnm),表明試樣屮含有一定量的石英砂成分。1.2化學(xué)成分(wt%)Si02,66.72；A1203,19.53；Fe203,0.71；CaO,1.03；MgO,0.95；K20,0.25；Na20,0.31。上述結(jié)果顯示,所取礦樣
6、的Si02成分偏高,說明試樣中含有一定量游離的Si02。2實(shí)驗(yàn)部分1.1最佳提純工藝流程91試樣的X■射線衍射田采用了濕法-離心分離二次提純法，提純后的蒙脫石含量高達(dá)90%(圖2)。取100g經(jīng)破碎的天然膨潤土，加入到一?定量的水中攪拌成一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的礦漿，于其屮加入一定量的焦磷酸鈉(化學(xué)純)，機(jī)械攪拌(800r/min)0.5h,然后靜置4h后傾析出上層礦漿，去除下層粗人雜質(zhì)。將上層漿液進(jìn)行離心分離(500r/min),棄去細(xì)渣后于上層漿料屮加入一定量的碳酸鈉(丁業(yè)品)，在一定的溫度下機(jī)械攪拌(1000r/min)—?定時間進(jìn)行充分鈉化，取出后進(jìn)行二次離心(3500r/mi
7、n)分離上清液(可再利用)，將下層漿料在105±3°C下烘干，產(chǎn)品經(jīng)研磨得到提純精十，隨后計算產(chǎn)率，并進(jìn)行吸藍(lán)量和XRD測試。1.2吸藍(lán)量測定膨潤十?分散于水溶液屮具有吸附-價佇機(jī)陽離子亞甲基藍(lán)的能力，其吸附的量稱為吸藍(lán)量。膨潤土屮蒙脫石含量愈高，吸附亞甲基藍(lán)的量愈多。因此，吸藍(lán)量被作為粗略評估膨潤土礦蒙脫石相對含量的主要技術(shù)指標(biāo)之一［4］。本研究利用測定吸藍(lán)量的變化，來評價鈉化提純效果。測試步驟：稱取0?2000g膨潤土試樣放在已加入50ml水的錐形瓶小，搖勻，再加入20ml的焦磷酸鈉溶液，搖勻；將盛有混合溶液的錐形瓶放在電爐上加熱微沸5min,取下冷卻到室溫；用次甲基藍(lán)標(biāo)
8、準(zhǔn)溶液滴定。每次滴加后用玻璃棒沾-?滴試液于濾紙上,觀察在川央深藍(lán)色斑點(diǎn)周I韋I有無出現(xiàn)淺綠色暈環(huán)，當(dāng)深藍(lán)色斑點(diǎn)周I韋I剛出現(xiàn)淺綠色暈環(huán)時再搖晃30s,川玻璃棒沾一滴試液于濾紙上，若淺綠色暈壞仍不消失即為滴定終點(diǎn)。吸藍(lán)量計算公式為：M=0?3199CV/mxl00o式中：M,為吸藍(lán)量(g/100g)；C為次甲基藍(lán)溶液的濃度；喲滴定的次甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)；m為膨潤土樣品質(zhì)量0.3199為換算系數(shù)。3結(jié)果與討論2.1漿液比選擇將lOOg原土加入一定量水中使?jié){液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%、15%、20%、25
