一种从钙基膨润土中分离提纯蒙脱石的方法技术

本发明专利技术公开了一种从钙基膨润土中分离提纯蒙脱石的方法，通过向膨润土悬浮液中添加诸如碳酸钠等分散剂并调整悬浮液pH值，分离后得到初步提纯的蒙脱石，将初步提纯的蒙脱石的悬浮液调节至特定的pH值并进行超声处理，分离后得到高纯度蒙脱石，且蒙脱石化学结构保持不变，有效去除钙基膨润土中与蒙脱石伴生的超细方石英杂质。本发明专利技术通过超细颗粒分散，使蒙脱石与超细杂质方石英颗粒解聚，提高了蒙脱石和超细方石英颗粒的分散悬浮性能，同时利用分级离心去除方石英，并获得高纯蒙脱石，解决了蒙脱石提纯中方石英难以去除的技术难题，具有过程简单、条件温和、原材料廉价易得、设备要求低和产品附加值高等特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，通过向膨润土悬浮液中添加诸如碳酸钠等分散剂并调整悬浮液pH值，分离后得到初步提纯的蒙脱石，将初步提纯的蒙脱石的悬浮液调节至特定的pH值并进行超声处理，分离后得到高纯度蒙脱石，且蒙脱石化学结构保持不变，有效去除钙基膨润土中与蒙脱石伴生的超细方石英杂质。本专利技术通过超细颗粒分散，使蒙脱石与超细杂质方石英颗粒解聚，提高了蒙脱石和超细方石英颗粒的分散悬浮性能，同时利用分级离心去除方石英，并获得高纯蒙脱石，解决了蒙脱石提纯中方石英难以去除的技术难题，具有过程简单、条件温和、原材料廉价易得、设备要求低和产品附加值高等特点。【专利说明】
本专利技术涉及蒙脱石的分离提纯方法，具体涉及从钙基膨润土中分离提纯蒙脱石的方法，提纯所得蒙脱石纯度高，结构不变。
技术介绍
膨润土是以蒙脱石类矿物为主要组分的岩石，是蒙脱石矿物达到可利用含量的粘土和粘土岩，素有“万能粘土”的美誉。膨润土应用范围广泛，随着现代科技的发展，已将膨润土从传统的铸造、球团、钻井泥浆、吸附剂等领域引向纳米材料、医药、载体材料、精细化工为消费目标的高附加值产品，包括膨润土层间化合物、贮热材料、气体过滤吸附净化材料、导电材料、无机抗菌剂、纳米增稠流变剂、纳米有机增稠流变剂、纳米塑料、化妆品添加剂、药物载体等。高纯蒙脱石是制备一切高档蒙脱石产品的物质基础。近年来，从膨润土中提纯制备高纯蒙脱石的方法非常引人注目，成为国内外非金属矿物材料研究热点之一。我国膨润土矿以中低品位钙基膨润土为主，因此，采用物理湿法制备高纯蒙脱石产品是个大方向。目前，膨润土提纯存在的主要问题是:第一，由于蒙脱石矿物晶粒细、结晶差、成分多变，并伴生其他粒度极细的方石英及石英等杂质，其分离提纯非常困难，特别是钙基蒙脱石提纯尤其困难。第二，医药、食品和化妆品等行业采用的膨润土或蒙脱石(一般为钙基土)不宜用化学法提纯，也不宜加入毒性较大的分散剂、絮凝剂进行处理，以免化学试剂引入的毒性物质对蒙脱石精土的污染。第三，化学法提纯过程中方石英被溶蚀的同时，蒙脱石也部分被溶蚀掉，影响蒙脱石的表面结构，使硅氧四面体发生畸变；且生成新的反应产物(杂质)等。特别地，对于伴生有超细方石的钙基膨润土，提纯蒙脱石非常困难，目前尚未有文献报道从钙基膨润土中分离去除超细方石英提纯蒙脱石的方法。
技术实现思路
本专利技术人通过锐意研究发现，在粒径较小的超细膨润土中主要存在的杂质是方石英，可以通过向膨润土悬浮液中添加诸如碳酸钠等分散剂并调整悬浮液PH值，分离后得到初步提纯的蒙脱石，将初步提纯的蒙脱石的悬浮液调节至特定的PH值并进行超声处理，分离后得到高纯度蒙脱石，且蒙脱石化学结构保持不变，有效去除钙基膨润土中与蒙脱石伴生的超细方石英杂质，从而完成本专利技术。本专利技术的目的在于提供，该方法包括以下步骤:(1)向待纯化的蒙脱石的水悬浮液中加入分散剂，其中分散剂用量为膨润土重量的0.8-1.2%，并用PH值调节剂调节悬浮液的pH值为10.0-10.5，离心分离，收集沉淀物得到初步提纯的蒙脱石；(2)将初步提纯的蒙脱石加水制成悬浮液，用PH值调节剂调节悬浮液的pH值为10.0-10.5，搅拌后，进行超声处理，然后离心分离，收集沉淀物得到纯化蒙脱石。本专利技术的另一目的在于提供，该方法包括以下步骤:( I ’)将膨润土原矿制的水悬浮液在容器中浸泡，搅拌，静置，提取容器上部浆液用离心机离心、干燥去除大颗粒杂质，得到待纯化的蒙脱石；(I)向待纯化的蒙脱石的水悬浮液中加入分散剂，其中分散剂用量为膨润土重量的0.8-1.2%，并用PH值调节剂调节悬浮液的pH值为10.0-10.5，离心分离，收集沉淀物得到初步提纯的蒙脱石；(2)将初步提纯的蒙脱石加水制成悬浮液，用PH值调节剂调节悬浮液的pH值为10.0-10.5，搅拌后，进行超声处理，然后离心分离，收集沉淀物得到纯化蒙脱石。根据本专利技术提供的从钙基膨润土中分离提纯蒙脱石的方法，对于与蒙脱石伴生的超细方石英杂质，通过在特定PH范围下用分散剂对待纯化的蒙脱石进行分散，能去除粒径较大的方石英，然后在特定PH范围下通过超声进行振动处理，能进一步去除粒径较小的方石英，最终得到高纯度蒙脱石，而且，由于所用分散剂和PH值调节剂化学性质温和，不会破坏蒙脱石化学结构，其化学结构保持不变。所得高纯度蒙脱石能直接用于纳米材料、医药、载体材料、精细化工等领域，例如用作膨润土层间化合物、贮热材料、气体过滤吸附净化材料、导电材料、无机抗菌剂、纳米增稠流变剂、纳米有机 增稠流变剂、纳米塑料、化妆品添加剂、和药物载体等。【专利附图】【附图说明】图1示出实施例1中粉末I和高纯蒙脱石粉末的X射线衍射图谱。图2示出实施例1中所得高纯蒙脱石粉末产品的射线衍射图谱。图3示出实施例1中高纯蒙脱石粉末的高纯蒙脱石粉末产品的方石英定量标准曲线。图4示出实施例1中膨润土原矿的X射线衍射图谱。图5示出根据本专利技术机理的示意图。图6示出在使用不同分散剂情况下，蒙脱石分散液体系PH值与分散剂浓度之间的关系图。图7不出在使用分散剂分散时尚心速度与沉淀中方石英含量的关系。图8示出在使用分散剂时离心速度与蒙脱石含量及膨润土重量分布率关系曲线。【具体实施方式】以下结合【具体实施方式】对本专利技术进行详细。通过这些描述，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚、明确。本专利技术提供了，该方法包括以下步骤:(I)向待纯化的蒙脱石的水悬浮液中加入分散剂，其中分散剂用量为膨润土重量的0.8-1.2%，并用PH值调节剂调节悬浮液的PH值为10.0-10.5，离心分离，收集沉淀物得到初步提纯的蒙脱石；(2)将初步提纯的蒙脱石加水制成悬浮液，用PH值调节剂调节悬浮液的PH值为10.0-10.5，搅拌后，进行超声处理，然后离心分离，收集沉淀物得到纯化蒙脱石。步骤(1)根据本专利技术方法的步骤(1)的作用是去除粒度较大的方石英。在根据本专利技术的方法中，作为待纯化的蒙脱石的水悬浮液，其浓度并没有特别限制。不过，在优选的实施方式中，蒙脱石的水悬浮液的浓度为1_5%，该浓度以蒙脱石和水的重量比计。进一步优选的，蒙脱石的水悬浮液的浓度为1_3%。在此浓度范围内，能得到高纯度的蒙托石，蒙脱石水悬浮液的浓度过高或过低，所得纯化蒙脱石的纯度下降。本专利技术人经过研究发现，在一定范围内矿浆固液比影响着膨润土深度提纯的效果，主要体现在颗粒间的碰撞几率上，分散的颗粒具有一定的动能而悬浮于矿浆之中，它们处于相对运动之中，如果矿浆浓度提高，单位时间内颗粒之间的碰撞几率提高，就有可能导致颗粒间的凝聚，而使分散程度下降。因此，尽可能在较低的矿浆固液比浓度下进行分散处理，有利于颗粒的分散，进而促进深度提纯，提高蒙脱石的品位。在根据本专利技术的方法中，作为分散剂，使用化学性能温度的分散剂，使用可溶性碱金属碳酸盐，可以提及碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂及其组合，优选碳酸钠。当使用其他种类的分散剂时，不仅分散效果差，而且有的分散剂还会导致蒙脱石的化学结构改变，因此并不适于本专利技术。在根据本专利技术的方法中，其中分散剂用量为膨润土重量的0.8-1.2%，优选为约1.0%。当分散剂用量在该范围内时，能使得方石英与蒙脱石有效分离，当分散剂用量高于1.2%时，会导致粒子团聚从而使得石英与蒙脱石难以分开，当分散剂用量低于0.8%时，由于其用量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从钙基膨润土中分离提纯蒙脱石的方法，该方法包括以下步骤： （1）向待纯化的蒙脱石的水悬浮液中加入分散剂，其中分散剂用量为膨润土重量的0.8‑1.2%，并用pH值调节剂调节悬浮液的pH值为10.0‑10.5，离心分离，收集沉淀物得到初步提纯的蒙脱石； （2）将初步提纯的蒙脱石加水制成悬浮液，用pH值调节剂调节悬浮液的pH值为10.0‑10.5，搅拌后，进行超声处理，然后离心分离，收集沉淀物得到纯化蒙脱石。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张洁，廖立兵，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11