專利名稱：一種凹凸棒土的綜合改性方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種非金屬礦的改性方法，尤其涉及一種凹凸棒土的綜合改性方法。
背景技術：
凹凸棒土是指以凹凸棒石(attapulgite)為主要組分的一種粘土礦物，凹凸棒石為一種晶質水合鎂鋁硅酸鹽礦物，具有獨特的層鏈狀結構特征，納米級孔穴通道微觀構造， 有比表面積大、孔道發(fā)育的介孔材料等特征，是一種較為理想的結構材料?，F(xiàn)實使用中，使用凹凸棒土作為結構材料往往需要對凹凸棒土進行改性等操作，如中國專利就公開了多種以凹凸棒土為包膜等的結構材料，但是由于存在著純度不均以及一次性改性不夠徹底等不足，凹凸棒土的改性效果并不理想。專利文件CN200510040601. 6公開的技術方案中，經(jīng)過自然風化、改性處理、配料、
攪拌、墨粉和檢測等步驟實現(xiàn)對凹凸棒石棒土粘度的加工，該專利的改性處理步驟之前是自然風化這個步驟，需要耗費30 120天的時間，效率較低，而且改性所需要的浸泡時間也長，純度不高，改性不夠徹底，效果不甚理想。專利文件CN200810099402. 6公開的技術方案中，利用碳酸鈉水溶液或磷酸水溶液進行酸化改性，所述的鈉鹽和酸性水溶液一次性加入到改性環(huán)境中，隨著反應的進行，凹凸棒土的改性效率有所下降，特別是當改性操作接近尾聲的時候，改性變得更為緩慢且不徹底，而由于改性前沒有相應的提存處理，也從另一角度影響了其改性效果，整體的改性效果大打折扣。此外，對凹凸棒土的酸化改性存在一個很大的問題，那便是如果酸性的濃度過大， 凹凸棒土中八面體陽離子近乎于完全溶解時，四面體結構失去支撐而引起崩塌，因此，單純的酸化改性效果也不理想，無法達到徹底改性的效果，從而限制了其在工業(yè)上對凹凸棒土的充分利用。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有技術的不足，提高凹凸棒土改性前的純度，避免一次性改性以及酸性的濃度過大等問題，促進凹凸棒土的徹底改性，本發(fā)明提供一種凹凸棒土的綜合改性方法，具體步驟如下。A、凹凸棒土的提純取凹凸棒土粉碎，粉碎至顆粒大小為2 28目，將粉碎后的凹凸棒土顆粒加入至凹凸棒土質量10 15倍的清水里，先進行攪拌操作，所述的攪拌速度為 120 300r/min，攪拌后浸泡15 20小時后，經(jīng)過過濾、將濾渣干燥得到凹凸棒土的初成品。凹凸棒土是一種水合鎂鋁酸鹽礦物，它具有獨特的層鏈狀、棒狀、纖維狀結構， 內部有許多大小不均的孔道和空腔，將所述的凹凸棒土粉碎至2 28目，即顆粒大小為 600 8000 μ m，如此大小的凹凸棒土顆粒既不會破壞其本身的結構，延續(xù)其特有的性能， 而又有助于后續(xù)的提純。
將粉碎后的凹凸棒土先進行攪拌操作，所述的攪拌速度為120 300r/min，浸泡 15 20小時后，這個速度的攪拌，有利于后續(xù)的沉淀，使得過濾后得到的凹凸棒土的初成品純度更高，為改性操作打下良好的基礎。B、凹凸棒土的首次改性配置濃度為9. 0 9. 5%的硫酸溶液，將所述的凹凸棒土的初成品加入到硫酸溶液中進行首次改性，所述的首次改性時間為1. 5 2. 5h。對凹凸棒土的初成品進行的首次改性，利用硫酸溶液這種來源廣泛的酸作為首次改性的原料，改性效果好，成本低，而其濃度控制為9. 0 9. 5%，避免酸性的濃度過大，達到較好的改性效果。C、凹凸棒土的再次改性繼步驟B之后對上述溶液進行加熱操作，所述的加熱溫度保持為60 85°C，在加熱的同時持續(xù)加入氫氧化鈉顆粒，并攪拌使凹凸棒土的改性環(huán)境的PH值保持為5. 2 6. 5內，所述的加熱過程維持1. 2 2h。氫氧化鈉本身也是很好的凹凸棒土改性劑，本發(fā)明繼首次改性之后增加了步驟C 的再次改性，即加入一定量的氫氧化鈉顆粒并進行加熱，氫氧化鈉和硫酸反應生成硫酸鈉和水，從而達到控制改性環(huán)境PH值的目的，使得再次改性環(huán)境保持為弱酸性，避免酸性的濃度過大，并利用酸化改性和鈉鹽改性再一次同時進行改性操作，從而達到高效促進凹凸棒土改性的目的，保證凹凸棒土的徹底改性。為了進一步實現(xiàn)所述的凹凸棒土的綜合改性方法，所述步驟A取凹凸棒土粉碎， 粉碎至顆粒大小為18 28目，即顆粒大小為600 880 μ m,將凹凸棒土的顆粒粉碎得更小一點，使得攪拌和浸泡后，凹凸棒土的提純純度更高。為了進一步實現(xiàn)所述的凹凸棒土的綜合改性方法，所述步驟C的加熱溫度保持為 81 84°C，加熱溫度保持在81 84°C，改性反應較為活躍，改性的過程有所縮短，費時少。為了進一步實現(xiàn)所述的凹凸棒土的綜合改性方法，所述步驟C凹凸棒土的改性環(huán)境PH值保持為5. 5 6. 0，保持pH值為5. 5 6. 0的弱酸性環(huán)境，既可以使得凹凸棒土的改性更為徹底，也避免了酸性的濃度過大，實時控制改性環(huán)境的PH值，增強凹凸棒土的粘合性。為了進一步實現(xiàn)所述的凹凸棒土的綜合改性方法，所述步驟C的加熱過程維持 1. 8h。再次改性是為了進一步促進凹凸棒土的改性徹底，經(jīng)過了步驟B的首次改性之后，步驟C的反應會慢一點，經(jīng)過了 1. 8h的再次改性，效果很好，粘合性強。本發(fā)明提供一種凹凸棒土的綜合改性方法，通過凹凸棒土的提純、凹凸棒土的首次改性以及凹凸棒土的再次改性實現(xiàn)了對凹凸棒土的徹底改性，首先取凹凸棒土粉碎至顆粒大小為2 28目，將粉碎后的凹凸棒土加入至棒土質量10 15倍的清水里，邊攪拌邊浸泡后，沉淀取得上層懸浮液經(jīng)過過濾、干燥等步驟得到凹凸棒土的初成品；將所述的凹凸棒土的初成品加入到濃度為9. 0 9. 5%的硫酸溶液中進行1. 5 2. 5h的首次改性；然后進行加熱并保持溫度為60 85°C，在加熱的同時持續(xù)加入氫氧化鈉顆粒，并攪拌使凹凸棒土的改性環(huán)境的PH值保持為5. 2 6. 5內，所述的加熱過程維持1. 2 2h，利用酸性環(huán)境和鈉鹽同時進行再次改性，本發(fā)明提高了凹凸棒土改性前的提純純度，操作簡單，避免了一次性改性以及酸性的濃度過大等問題，促進凹凸棒土的徹底改性，大大增強了凹凸棒土的粘合性。


無圖。
具體實施例方式下面結合具體的實施例來說明本發(fā)明。實施例1 A、凹凸棒土的提純，取Ikg凹凸棒土粉碎，粉碎至顆粒大小為2目，將粉碎后的凹凸棒土顆粒加入至IOkg的清水里，先進行攪拌操作，所述的攪拌速度為120r/min，攪拌后浸泡20小時后，經(jīng)過過濾、干燥步驟得到凹凸棒土的初成品；B、凹凸棒土的首次改性，配置濃度為9.0%的硫酸溶液1.2L，將所述的凹凸棒土的初成品加入到硫酸溶液中進行首次改性，所述的首次改性時間為1. 5h ；C、凹凸棒土的再次改性，繼步驟B之后進行加熱操作，所述的加熱溫度保持為 60 85°C，在加熱的同時持續(xù)加入氫氧化鈉顆粒，并攪拌使凹凸棒土的改性環(huán)境的pH值保持為5. 2 6. 5內，所述的加熱過程維持1. 2h。經(jīng)測定，與其他凹凸棒土鈉鹽和酸化改性方法相比，本例在凹凸棒土提純所需的
時間以及改性程度等方面都具有較大的提高，具體如下表
權利要求
1.一種凹凸棒土的綜合改性方法，其特征在于包含如下的步驟，A、凹凸棒土的提純首先，取凹凸棒土粉碎，粉碎至顆粒大小為2 28目，將粉碎后的凹凸棒土顆粒加入至凹凸棒土質量10 15倍的清水里，先進行攪拌操作，所述的攪拌速度為120 300r/min， 攪拌后浸泡15 20小時后，經(jīng)過過濾、干燥步驟得到凹凸棒土的初成品；B、凹凸棒土的首次改性配置濃度為9. 0 9. 5%的硫酸溶液，將所述的凹凸棒土的初成品加入到硫酸溶液中進行首次改性，所述的首次改性時間為1. 5 2. 5h ；C、凹凸棒土的再次改性繼步驟B之后對上述溶液進行加熱操作，所述的加熱溫度保持為60 85°C，在加熱的同時持續(xù)加入氫氧化鈉顆粒，并攪拌使凹凸棒土的改性環(huán)境的PH值保持為5. 2 6. 5內， 所述的加熱過程維持1. 2 2h。
2.根據(jù)權利要求1所述的凹凸棒土的綜合改性方法，其特征在于，所述步驟A取凹凸棒土粉碎，粉碎至顆粒大小為18 28目。
3.根據(jù)權利要求1所述的凹凸棒土的綜合改性方法，其特征在于，所述步驟C的加熱溫度保持為81 84°C。
4.根據(jù)權利要求1 3任意一條所述的凹凸棒土的綜合改性方法，其特征在于，所述步驟C凹凸棒土的改性環(huán)境pH值保持為5. 5 6. 0。
5.根據(jù)權利要求4所述的凹凸棒土的綜合改性方法，其特征在于，所述步驟C的加熱過程維持LSh0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種凹凸棒土的綜合改性方法，通過凹凸棒土的提純、凹凸棒土的首次改性以及凹凸棒土的再次改性實現(xiàn)了對凹凸棒土的徹底改性，首先取凹凸棒土粉碎至顆粒大小為2～28目后，加入至其質量10～15倍的清水里，經(jīng)過攪拌、浸泡、過濾、干燥步驟得到凹凸棒土的初成品；將所述的凹凸棒土的初成品加入到濃度為9.0～9.5％的硫酸溶液中進行1.5～2.5h的首次改性；然后進行加熱并保持溫度為60～85℃，在加熱的同時持續(xù)加入氫氧化鈉顆粒，并攪拌使凹凸棒土的改性環(huán)境的pH值保持為5.2～6.5內，所述的加熱過程維持1.2～2h，利用酸性環(huán)境和鈉鹽同時進行再次改性，本發(fā)明提高了凹凸棒土改性前的提純純度，避免了一次性改性以及酸性的濃度過大等問題，促進凹凸棒土的徹底改性，大大增強了凹凸棒土的粘合性。
文檔編號C01B33/26GK102219228SQ201110098668
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權日2011年4月19日
發(fā)明者劉偉生, 張國林 申請人:蘭州大學