膨润土的先进加工工艺和最新用途.doc

Vol.5 No6November 1996 中国矿业CHINA MINING MAGAZINE 总第28期SUM N028膨润土的先进加工工艺和最新用途 王厚亮李建保黄勇(清华大学材料，4.北京100084)摘要 本文对近年来膨润土在国内外的先进加工技术，如酸处理、碱处理、插层复合等进行了归纳，介绍了膨润_土在新型陶瓷、特种涂料、无机凝胶、压敏纸显色剂、高效吸水剂、农药载体及核废料处理中的最新应用，并对我国近期及将来膨润土工业的发展方向和提高经济效益的途径提出了新的观点。认为必须人力开展膨润土的应用研究和精加工技术研究，并关注蒙脱石的人工合成技术研究，开发高附加值产品，将资源优势转化为经济优势。关键词 膨润土 先进加工技术 最新应用 材料综述ADVANCED PROCESSING TECHNOLOGIES AND LATEST APPLICATION OF MONTMORILLONITE Wang Houliang Li Jianbao Huang Yong(Department of Materials Science and Engineering，Tsinghua University)Abstract:The advanced technologies of processing and application for montmorillonite mineral are reviewed. After the special processing of alkalis，acidic treatment and interlayer intercalation，the montmorillonite resource could be used in the fields of new ceramics.pesticide.forage.medicine,drying agent,developing dye, special paint, inorganic gel-sol materials，fire-extinguishing agent and environmental protecting materials and so on. Keywords; Montmorillonite，Processing technology，Application, Materials, Review 碱处理是将富含三八面体富镁蒙脱石和二八面体蒙脱石的膨润土制成悬浮液，加入碳酸钠、硅酸钠改型剂并添加0.05mo1%的NaOH控制pH值，用水热法在100-300 C:，经1-15小时处理2，3进行离子交换，蒙脱石层间结合力变小，散成薄片，成为层面带负电荷，端面带正电荷的薄片，在水中以端一端、端一面相临，包含大量水分子形成网状结构、有一定强度的半透明凝胶，碱处理工艺如图2所示，离子交换原理见图3。碱处理后的精制膨润土，膨胀性显著增大，1g粉料可膨胀到30-35m1，加人磷酸钠后可形成分散良好的溶液，加人氧化镁等则可迅速凝固，易于调制。具有高度的亲水性、分散性和手感，可用来控制膏体的流变性、触变性、扩散性和粘度。可用作某些特种陶瓷成型及涂料的粘结剂，用于化妆品及医药软膏，可在皮肤表面形成薄薄的胶膜，制成粉状化妆品、药品可提高有效成分的附着力。第24卷第1期2002年3月 化工矿产地质GEOLOGY OF CHEMICAL MINERALSVo1.24 No.1 Mar. 2002膨润土深加工的研究进展管俊芳 陆琦 陈林丽 雷新荣(中国地质大学)提要 由于磨润土具优良的物化性能、丰富的资源、低康的价格，使得国内外有关科技人员对其深加工的方法和技术进行了大量的研究。在膨润土的提纯、钙基脚润土的钠化和活性白土的制备、各种有机珍润土的制备、膨润土凝胶的制备、用膨润土制备白炭黑等各种膨润土深加工的方法和技术，以及目前国际上研究的热点:柱撑拈土材料的制备和有机一无机纳米复合材料的制备等方面都有一定的进展。柱撑粘土是一种具有很高催化裂化活性的类分子筛新型固体酸催化材料，也是一种优良的新型环保材料。有机一无机纳米复合材料(纳米粘土)既具有拈土矿物的优良强度和尺寸稳定性，又具有聚合物断裂性能、可加工性和介电性能。膨润土的深加工技术开碎了非金属矿综合利用的新途径。关键词 膨润土 钠化改型 柱撑粘土 纳米复合材料1膨润土的提纯方法 提纯膨润土的方法分为干法和湿法两类。干法是目前国内外的主要选矿方法，该法适用于膨润土含量在80%以上的膨润土的选矿，工艺流程简便，处理量大，但产品质量不易控制。湿法选矿适用于膨润土含量30 % - 80%的中低品位膨润土的提纯，产品质量稳定2,3。试验结果表明，膨润土含量65%左右的钠基膨润土，经三级提纯，膨润土含量提高到90%左右。湿法提纯过程无粉尘飞扬，但用水量较大，生产周期较长，费用较高，目前尚不适用于大规模生产。但其提纯精土用于生产精细化工、轻工日化等高附加值产品，可获得较好的经济效益和社会效益。胡茂焱用氧化镁、碳酸钠联合使钙基钠化改型的方法，开辟了低级钠土升级改造的新途径。其中加氧化镁、碳酸钠可向溶液中提供Na+ ,Mg2+，它们为膨润土双电层吸附，改变了双电层中电荷的比例。定量加人碳酸钠，不但可促进氧化镁的快速电离，并可对过量Mg2+起抑制作用，防止悬浮液的聚结。 陈淑祥5用钙基膨润土的钠化改型主要以Na2CO3为改型剂，但效果不佳。现利用NaF为改型剂，效果好于Na2CO3，改型后的膨润土的膨胀容可达98mL/g。用NaF代替Na2CO3，在工艺条件无改变、成本无大提高的前提下，取得了良好效果，改变了目前改型钠土低膨胀、低质量的状况。4.膨润土制备膨润土凝胶姚改焕8用固阳膨润土制备膨润土凝胶，膨润土凝胶是以膨润土为主要原料，经分选提纯、钠化改型、磷化改性及凝胶等工序生产出来的一种胶体状膨胀土，作为重要的工业原料，常被用于制备牙膏载体、化妆品凝胶、化工用催化剂载体及吸附剂等不同的产品或原料。以内蒙古固阳膨润土为原料，选用Na2CO3为改型剂，焦磷酸钠为改性剂，MgO为胶化剂，试制出符合JDE指标要求的化妆品用膨润土凝胶。1姚道坤，等.中国膨润土矿床及其开发应用仁CJ.北京:地质出版社，1994.2 -16, 45 - 50.2昊东印，卫敏，杨康平，等膨润土湿法提纯研究1J.非金属矿，2000, 23 (3 ) : 23 -24.3荣葵一，龙小庆，等.蒙脱石湿法提纯改型方法与原理JJ.矿产保护与利用，1996,83(3):19一22.4胡茂嵌.氧化镁改性膨润土工艺的研究及作用机理【JJ.西部探矿工程,1992,(4):12 -巧.5陈淑祥，袁健，等.钙基膨润土钠化改型新方法研究JJ.非金属矿，1999, 22(1) :8-96 7华，王淑萍，等.有机膨润土的制备研究【JJ非金属矿，1996,19(4):巧一17.7冯敏，罗健民.有机膨润土的制备流程【JJ.地质实验室，1993,9(6):375-3778姚改焕.用固阳膨润土制备膨润土凝胶的试验性研究【J西北地质，1997(4):43-45.)李杨.用非金属矿制备白炭黑fJJ.建材地质,1997,(1):39 - 42.L (1侯太鹏，刘英魁.用膨润土制备白炭黑试验研究【JJ.非金属矿，2000,23(1);26-28,49.11蔡淑霞，张王杰.用膨润土制取活性白土的试验研究LJ矿产保护与利用，1996, (6) :18-22.I2荣天君，肖金凯.粘土矿物层柱化研究的进展【JJ.矿物岩石地球化学进展，1998,17(4):269-278.13 Messersmith P B, Giannelis E. P. Synthesis and characterization of layer silicate expony nanocomposites J J . Chem. Mater, 1994,6(10):1719.14乔放，李强，漆宗能，王佛松.聚酞胺/粘土纳米复合材料的制备、结构表征及性能研究【JJ.高分子通报，1997(3);1351$杨隽，张潇，王俊，童身毅.有机一无机纳米复合材料合成方法的发展JJ.材料开发与应用，1999,(12):37一40.当前膨润土应用开发中的间题 哀慰顺(浙江地质矿产研究所，杭州，310007)1我国膨润土矿在应用开发中存在的问题1. 1对矿石特性认识差，开发产品较盲目 膨润土由于矿物组成的不同，蒙脱石的结构差异与属型(性)区别，因而其产品开发方向应有所不同，这个浅而易见的道理常被忽视。如伴生有方英石的膨润土用一般工艺无法生产高纯度的精细制品，伴有碳酸钙的膨润土难以产出优质活性白土，有序度低的膨润土(不能单考虑c轴，更重要的还有b轴和a轴有序度)不能采用加压酸化工艺来制备活性白土等。不能自认为用甲地膨润土生产出的产品，亦可在乙地用当地膨润土生产出同样产品。由于盲目开发产品，造成严重的经济后果时有所闻。波兰膨润土深加工应用的考察报告武汉工业大学 姚绍德 本文重点介绍了波兰膨润土原料加工生产漂白土的工艺流程、主要设备、主要活化系数及产品质量，并对其理论依据作了相应的简要论述。 关键词 波兰 膨润土 漂白土 非金属矿在活化过程中，被置换的阳离子会与酸根形成新的盐类，杂质矿物在酸性介质中也产生新的物质，这些新产物的化学特性都会影响活化剂的选择和活化方法的确定。如含方解石的膨润土需用盐酸处理，不可用硫酸作活化剂。例如，当矿物中含有可交换铝离子，又用硫酸作活化剂时，在湿法生产中活化土颗粒表面就会有硫酸铝形成，它与活化土颗粒一道形成了十分稳定的悬浮液，使得作为分散相的活化土，极难从作为分散介质的母液中分离出来，同时还会加速粘土活化中心的衰败过程。为解决这个问题，常常还要加入钾的无机化合物(氯化钾或硫酸钾)，使得膨润土颗粒周围形成双电层的不溶性碱式硫酸铝钾(KzAle CSO+COHiz )。这样，形成稳定悬浮液的硫酸铝转化成了固相，分散相和分散介质才容易分离。毫无疑间，这增加了活让的复杂性.3. 2主要活化参数值 对于不同的原矿，活化参数也应不同，但对于同一种原矿，活化参数也有个最佳值的问题，只有选择最佳参数值，才能有最佳的活化条件，生产出高质量的活化白土。 活化参数主要是指活化温度、压力、酸浓度、酸量、活化时间。波兰S