[發明專利]一種雙重增壓擴孔提高蛭石膨脹率的方法

在審

• 申請號: 202010524700.6
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111662094A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 封金鵬;劉猛;符林總;馬少健;莫偉;蘇秀娟;楊金林
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C04B41/00
• 分類號: C04B41/00
• 代理公司: 北京兆君聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11333
• 代理人: 劉俊玲

本發明提供一種雙重增壓擴孔提高蛭石膨脹率的方法，包括：采用含有可溶性的碳酸鹽或者碳酸氫鹽的溶液作為改性劑，對蛭石原礦進行離子交換改性，使蛭石層間填充有水合陽離子及碳酸根離子或碳酸氫根離子，得到改性蛭石；采用瞬時加熱技術對所得改性蛭石進行熱處理，獲得一種高膨脹率蛭石產品。本發明的方法簡單、易操作、成本低、無污染、生產效率高、膨脹率高等優點，比相同條件下使用氯化鈉作為改性劑的方法可使蛭石膨脹率提高至少15%。

技術領域

本發明涉及礦物材料技術領域，具體涉及提高蛭石膨脹率的方法。

背景技術

蛭石是一種復雜的層狀硅酸鹽礦物，由黑云母或金云母經熱液蝕變或風化而成的，或由基性巖受酸性巖漿的侵蝕變質而成。蛭石具有2：1型層狀結構，結構單元層間為兩層硅氧四面體（部分硅被鋁替代）骨架夾有一層被Mg²⁺、K⁺、Fe³⁺等填充間隙的八面體組成。在蛭石層間存在大量的吸附水、層間水和結構水，因此蛭石具有獨特的受熱體積膨脹的性質。膨脹后的蛭石具有良好熱穩定性、離子交換性和吸附性等特點，常用于制備耐火隔熱材料、催化劑載體、吸附材料等，廣泛應用于建筑、冶金、化工、農業、環保、隔熱保溫、耐火、絕緣等領域。

膨脹蛭石功能化應用時，其性能往往與膨脹程度緊密相關。一般來說，蛭石膨脹倍數越高，應用性能越好。因此，蛭石膨脹工藝是制備高性能膨脹蛭石產品的關鍵環節。基于蛭石層間結構特點和熱膨脹原理，研究人員常采用改性的方法來提高蛭石的熱膨脹率。公開號為CN106431046A的中國專利文獻公開了一種蛭石改性膨脹制備方法，該方法是將蛭石放入一定濃度的硝酸鉀、氯化鉀、硝酸鎂或氯化鎂溶液中改性，然后在一定溫度和時間條件下受熱膨脹，即可得到膨脹蛭石。公開號為CN108793178A的中國專利文獻公開了一種提高蛭石膨脹性能的方法，該方法將原礦蛭石與水或氯化鈉、溴化鉀、氯化鉀、硝酸鉀、氯化鎂等鹽溶液混合再進行高溫高壓水熱改性，再經微波或高溫爐解熱得到膨脹蛭石。公開號為CN109231228A的中國專利文獻公開了一種基于弱水化金云母插層的高膨脹率膨脹蛭石及其制備方法，該方法將氧化劑與工業用水混合制備成氧化劑溶液，并與還原性有機酸加入到耐酸反應容器中混合制得復合插層劑，然后用其對弱水化金云母進行改性和加熱處理獲得高膨脹率蛭石產品。上述方法的共同特點是通過離子交換增加層間水合陽離子的含量，從而提高層間水含量，并以此達到提高蛭石熱膨脹性能的目的。但是，由于蛭石層間水合離子的交換容量有限，故該方法對蛭石熱膨脹率的提高程度有限。此外，有些方法需在高溫高壓條件下進行，危險性大，同時對反應容器要求較高，生產工藝較為復雜。

發明內容

鑒于上述技術背景，本發明的目的在于：提供一種能夠提高蛭石膨脹率的方法，具有簡單、易操作、成本低、無污染、生產效率高、膨脹率高等優點。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：

提供一種雙重增壓擴孔提高蛭石膨脹率的方法，包括：

1）采用含有可溶性的碳酸鹽或者碳酸氫鹽的溶液作為改性劑，對蛭石原礦進行離子交換改性，使蛭石層間填充有水合陽離子及碳酸根離子或碳酸氫根離子，得到改性蛭石；

2）采用瞬時加熱技術對步驟1）所得改性蛭石進行熱處理，獲得了一種高膨脹率蛭石產品。

本發明優選的方案中，1）所述的蛭石原礦是粒徑為0.5-2 mm的顆粒。

本發明優選的方案中，1）所述的可溶性碳酸鹽選自碳酸鈉、碳酸鉀或碳酸銨中的任意一種或兩種以上的組合物；更優選碳酸鈉或碳酸鉀；最優選碳酸鉀；1）所述的可溶性碳酸氫鹽選自碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫銨、碳酸氫鎂或碳酸氫鈣中的任意一種或兩種以上的組合物；更優選碳酸氫鈉、碳酸氫鉀；最優選碳酸氫鈉。

本發明優選的方案中，1）所述的離子交換改性包括將所述的改性劑與所述的蛭石原礦混合后靜置浸泡1-24h；優選靜置浸泡5-20h。