[發(fā)明專利]一種提高伊利石分散程度制備亞微米級(jí)伊利石干粉顆粒的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010061156.6
• 申請(qǐng)日: 2020-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111204774B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟萬(wàn);歷新宇;姜男哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 延邊大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C01B33/42
• 分類(lèi)號(hào): C01B33/42
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 劉世純

本發(fā)明公開(kāi)了一種提高伊利石分散程度制備亞微米級(jí)伊利石干粉顆粒的方法，屬于以伊利石為原料制備亞微米級(jí)伊利石干粉顆粒技術(shù)領(lǐng)域，包括步驟一，將天然伊利石礦石經(jīng)球磨粉碎至80目，并將伊利石粉與水配置不同濃度的伊利石漿體；將配置的伊利石漿體攪拌均勻，按一定的質(zhì)量比投入分散劑，再經(jīng)高速攪拌后靜置沉降；步驟三，去除靜置液中的上清液和最下層固體濁液層，將剩余的伊利石漿液經(jīng)噴霧干燥即可快速、高收率的得到粒徑均一的亞微米級(jí)(中位粒徑小于0.7μm)伊利石顆粒物料。本發(fā)明旨在為高附加值利用伊利石資源而提供一種低成本、高收率、無(wú)污染的方法用以提高伊利石分散程度并制備尺寸均一的亞微米級(jí)伊利石干粉顆粒。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及以伊利石為原料制備亞微米級(jí)伊利石干粉顆粒技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提高伊利石分散程度并制備亞微米級(jí)伊利石干粉顆粒的方法。

背景技術(shù)

伊利石又名水白云母，是一種典型的2:1型(兩個(gè)硅氧四面體夾著一個(gè)鋁氧八面體)的層狀硅酸鹽云母類(lèi)黏土礦物，也是地表沉積巖中最具有代表性的黏土礦物之一。伊利石屬于單斜晶系，常見(jiàn)于泥質(zhì)沉積巖以及一些低品位的變質(zhì)巖中，無(wú)膨脹性和可塑性。近年來(lái)，由于伊利石具有富鉀、高鋁、低鐵及光滑、明亮、細(xì)膩、耐熱等優(yōu)越的化學(xué)、物理性能以及價(jià)格低廉，來(lái)源廣泛等特點(diǎn)，關(guān)于伊利石資源的高附加值應(yīng)用開(kāi)發(fā)備受矚目。

通過(guò)文獻(xiàn)查明，如能將亞微米級(jí)別的伊利石顆粒用于納米復(fù)合材料中，將極大的改善復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性、氣體滲透性以及增加復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度和提高紫外線屏蔽效果。目前，關(guān)于提高伊利石分散程度的方法報(bào)道極少，絕大多數(shù)黏土礦物的顆粒細(xì)化手段是采用球磨、超聲空化等方式對(duì)黏土的顆粒和結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)化和破壞。如吉林大學(xué)的董志強(qiáng)采用球磨和超聲空化的方法對(duì)伊利石進(jìn)行了分散細(xì)化實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明當(dāng)球磨5h后，伊利石的中位徑由原來(lái)的3.693μm減小至1.809μm，超聲實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，超聲14h后，伊利石的中位徑由原來(lái)的3.693μm減小至2.798μm。雖然，上述技術(shù)在一定程度上達(dá)到了伊利石粒徑細(xì)化降低的目的，但仍存在技術(shù)所需能量高、反應(yīng)周期長(zhǎng)以及收率低等問(wèn)題，具有一定的技術(shù)局限性，不適合工業(yè)上大規(guī)模制備亞微米級(jí)伊利石干粉顆粒的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在低成本、高價(jià)值地開(kāi)發(fā)利用伊利石資源，為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題而提供一種提高伊利石分散程度，并制備亞微米級(jí)伊利石顆粒的方法。具體所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有伊利石分散細(xì)化過(guò)程中所需能量高，反應(yīng)周期長(zhǎng)，所獲產(chǎn)物粒徑不均以及產(chǎn)率低等問(wèn)題，提供一種工業(yè)上大規(guī)模制備亞微米級(jí)伊利石干粉顆粒的可行方法。

本發(fā)明以儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉的伊利石為原料，通過(guò)球磨預(yù)處理，將天然伊利石黏土粉碎。在添加少量分散劑的情況下，利用噴霧干燥工藝高收率的直接制備高度均勻、中位粒徑不超過(guò)0.7μm的亞微米級(jí)伊利石干粉顆粒。可將其用于填料，高檔涂料、吸附劑等方面，將對(duì)在工業(yè)上大規(guī)模的實(shí)現(xiàn)伊利石高附加值利用化具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種提高伊利石分散程度制備亞微米級(jí)伊利石干粉顆粒的方法，具體步驟如下：

(1)、將天然伊利石通過(guò)球磨預(yù)處理為小于80目的伊利石粉；

(2)、將步驟1的伊利石粉與水混合，其中，按伊利石粉與水質(zhì)量比計(jì)算，伊利石的質(zhì)量濃度為10％-25％；使用攪拌器將混合后的漿料混合均勻，攪拌器轉(zhuǎn)速為1000～5000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌2-5h；

(3)、向混合均勻的伊利石水溶液中添加分散劑；其中，伊利石粉與分散劑的質(zhì)量比為1:0.01～0.05，然后采用攪拌器在轉(zhuǎn)速2000～4000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1～2h，使伊利石混合液攪拌均勻后，靜止2h；

(4)、將步驟(3)所得靜止后的混合溶液中上層清液以及下層固體濁液抽離，取中層油狀伊利石漿液，通過(guò)噴霧干燥機(jī)將其制成固體粉末。

進(jìn)一步地，步驟(1)所述的天然伊利石球磨至80目的具體工藝條件為轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間5分鐘后，再通過(guò)80目篩篩選。