[發明專利]膨潤土鈉化改性新工藝

無效

• 申請號: 201310556139.X
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103553063A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 應根其;黃劍云
• 申請（專利權）人: 湖南飛來峰非金屬礦物材料有限公司
• 主分類號: C01B33/40
• 分類號: C01B33/40
• 代理公司: 常德市長城專利事務所 43204
• 代理人: 蔡大盛

技術領域

本發明涉及一種膨潤土鈉化改性的新工藝，屬化工技術領域。

背景技術

膨潤土也叫斑脫巖，皂土或膨土巖,是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產。蒙脫石是由兩層硅氧四面體夾一層鋁氧八面體組成的2：1型晶體結構的層狀鋁硅酸鹽礦物。由于蒙脫石晶格中部分硅氧四面體中的硅被鋁取代、鋁氧八面體中三價鋁被鎂或（和）二價的鐵、鋅、錳等離子取代，造成電荷不平衡，使得Na、K、Ca、Mg等堿金屬、堿土金屬離子進入晶層。存在于蒙脫石層間的某些陽離子，與蒙脫石晶胞的鍵合力不強，易被其它陽離子交換。特殊的化學組成和獨特的晶體結構，使膨潤土具有吸水膨脹、分散懸浮、吸附吸收、粘結、可塑、潤滑、觸變、陽離子交換等性能。被作為粘結劑、潤滑劑、吸水劑、保濕剖、干燥劑、成膜劑、吸收劑、降阻劑、防滲劑、除臭劑、脫色劑、增稠劑、功能性載體或填料等,廣泛應用于機械鑄造、鉆探作業、建筑工程、油脂脫色、禽畜飼料、隔水防滲、涂料、油漆油墨、日化、精細化工、橡膠塑料、造紙、紡織、環保、陶瓷、電力等24個領域100多個部門。但其主要消費領域是鑄造型砂、鐵礦球團、鉆井泥漿、油脂脫色，消費量約占世界總產量的85%。我國應用于鑄造、球團、泥漿的膨潤土年消耗量約200萬噸，占消耗總量的70%左右，是最主要的三大應用領域;

鈉基膨潤土具有比鈣基膨潤土優越得多的物化性能，是鑄造、球團、泥漿這三大行業希望獲得和使用的。天然產出的膨潤土大多為鈣基膨潤土，物化性質不甚理想。天然鈉基膨潤土儲量不多，且通常埋藏深,開采成本高，市場供應緊俏;

為滿足包括鑄造、球團、泥漿三大行業和眾多應用領域對鈉基膨潤土的大量需要，利用膨潤土離子交換、蒙脫石同晶置換的性能，通過人工鈉化，將天然鈣基膨潤土轉變為人工鈉膨潤土。通常，在鈣基膨潤土中加入可溶性鈉鹽，在水的作用下，使鈉鹽中的鈉完全解離成為Na⁺?，與蒙脫石晶層中的Ca²⁺和Mg²⁺發生置換反應，從而轉化為鈉蒙脫石,這就是所謂膨潤土的人工鈉化改性;

常規的膨潤土鈉化工藝流程是：原礦—擠壓破碎—加改性劑—雙螺旋攪拌混合—對輥擠壓—陳化—干燥—磨粉為成品。目前的這種鈉化改性的工藝，雖然效果較好，但存在工序多、能耗高、投入大、效率低等問題。隨著應用行業對鈉基膨潤土的迫切需要和快速增長，改進現有膨潤土鈉化工藝流程，尋求一種簡便高效低耗的鈉化改性新工藝流程，以簡化工藝，減少投入，降低能耗，減少環境污染，提高鈉化作業效率，適應膨潤土行業快速發展的形勢，滿足鈉膨潤土日益增長的需求。

發明內容

為克服現有膨潤土鈉化工藝流程的上述缺陷，本發明提供一種膨潤土鈉化改性的新工藝，用以簡化工藝流程，減少設備和人員投入，降低作業能耗，提高鈉化作業效率，適應膨潤土行業快速發展的形勢。

為解決其技術問題，本發明采用的技術方案是：設計出的膨潤土鈉化改性的新工藝流程包括如下步驟：礦源篩選—旋耕機切割破碎—加改性劑混合鈉化—翻鏟混勻—陳化—干燥—粉磨—檢測計量包裝—成品；它的特點是：所述礦源篩選，是對礦山進行系統采樣、分析測試，并進行工藝試驗，根據所生產的產品不同，選取符合產品性能要求、含水率在20--25%、土層較軟弱礦段的膨潤土作為生產原料；

所述旋耕機切割破碎，是采用旋耕機在采場反復耕耙膨潤土，重復翻切破碎數次，將潮濕的膨潤土切割破碎至塊度直徑小于50mm的塊度，待用；

所述加改性劑混合鈉化，是選用工業碳酸鈉即純堿為鈉化改性劑，在破碎后潮濕的膨潤土中，按0.5～3.5%的重量比加入工業純堿，然后用鏟車反復兜鏟混勻，利用潮濕膨潤土自身水分，使碳酸鈉溶解，與膨潤土的組成礦物蒙脫石發生置換反應進行鈉化；得鈉化后的原料，待用；_?

所述堆放陳化，是將鈉化后的原料在專用場地堆放陳化20-30天，使其在潮濕的內部環境中繼續進行鈉化反應，在陳化期間翻動1-2遍，以保障鈉化改性效果；

所述干燥，是采用晾曬或低溫烘干的方式干燥,使含水量在0.5-2%；

所述磨粉加工成成品，是將干燥后的膨潤土用雷蒙機粉磨成直徑小于1-5mm的細粉,經檢驗測試、計量、包裝后成為成品登記入庫。

與現有技術相比，本發明有如下實質性特點和顯著地進步：

1.由于本方法改室內破碎為礦山現場破碎，大大減少了室內場地的占用；

2.?由于本方法取消了雙螺旋攪拌和對輥擠壓兩大工序，可簡化工藝；

3.由于本方法省去了雙螺旋攪拌機、對輥擠壓機和皮帶輸送機等設備，可減少設備的投入；