【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于膨潤土深加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用活性白土廢水制備的堿性白土及其應用。

背景技術(shù)：

膨潤土稱為天然納米材料、萬用粘土。我國膨潤土品質(zhì)優(yōu)良，礦儲量居世界第二位，除少量出口作為有機膨潤土的原料外，其余皆以膨潤土粉和活性白土形式行銷國內(nèi)，這些產(chǎn)品屬初級產(chǎn)品，經(jīng)濟效益不高，資源利用水平低。為了獲得更大的經(jīng)濟效益，需要開發(fā)高科技含量的系列化新產(chǎn)品，拓展應用新領(lǐng)域。

pvc(聚氯乙烯)是由氯乙烯聚合反應生成的熱塑性聚合物，由于其制品具有軟硬度易調(diào)控、力學性能較好、耐腐蝕、電絕緣性好、透明性高以及價廉等優(yōu)點，在建筑、輕工、化工、電子、航天、汽車、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域中具有廣泛的用途。但是，pvc在加工過程中容易發(fā)生熱降解現(xiàn)象，產(chǎn)生氯化氫，并且氯化氫具有催化加速降解作用。因此，通常需要添加耐熱劑以抑制熱降解，提高pvc制品的性能。

pvc耐熱劑一般為弱堿性物質(zhì)，主要有鉛鹽類、金屬皂類、有機物類及它們的混合物，這些耐熱劑在使用過程中，其活性組分直接與pvc接觸，在pvc熱成型加工后穩(wěn)定劑與pvc部分分解釋放出來的氯化氫反應，生成氯化物鹽類，這些鹽類對pvc的性能會產(chǎn)生影響。類水滑石pvc耐熱劑是一種層狀弱堿材料，雖然其層間具有吸附氯化氫的能力，但其吸附容量不大，起活性組分的主要是其晶層，它與氯化氫反應后生成氯化鋁和氯化鎂，對pvc的導電、機械力學性能也產(chǎn)生影響。

目前我國pvc耐熱劑的產(chǎn)量不斷增加，其中有毒、污染嚴重的鉛系耐熱劑不但沒有減少，反而有一定的增加，這對日益重視環(huán)境與安全的今天是格格不入的。膨潤土、氫氧化鈣或氫氧化鈉都是無毒、無味的，使堿性白土作為耐熱劑有了良好的安全環(huán)保性基礎(chǔ)。堿性白土中的氫氧化鈣具有極強的吸附氯化氫能力，膨潤土本身也具有材料填充劑功能，吸附氯化氫后的產(chǎn)物留在蒙脫石內(nèi)，因而有望成為一種性能優(yōu)良的耐熱劑。

廣西具有豐富膨潤土資源，其中寧明縣的膨潤土礦最大，已探明儲量為6.1億噸，占全國儲量的1/4，田東縣的膨潤土礦蒙脫石含量在80％以上。因此，開發(fā)改性膨潤土耐熱劑，對發(fā)展廣西地方經(jīng)濟具有重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種利用活性白土廢水制備的堿性白土及其應用，以解決現(xiàn)有技術(shù)中改性膨潤土堿含量、活性指數(shù)低，熱穩(wěn)定時間短的問題。本發(fā)明制備的改性膨潤土耐熱劑無毒、無味，安全環(huán)保，質(zhì)量高。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種利用活性白土廢水制備的堿性白土，其制備方法包括以下步驟：

s1：將膨潤土和活性白土廢水混合，在攪拌下混合均勻，制得漿狀物料a；

s2：將步驟s1制得的漿狀物料a加入到混合酸中，在轉(zhuǎn)速為300-500r/min條件下加入抗壞血酸、分子篩催化劑和葡萄糖酸鈉攪拌，在微波作用下反應，所述微波作用的條件為：功率為125-180w，加熱至83-95℃，保持在83-95℃條件下反應0.7-2h，制得漿狀物料b；

s3：將步驟s2制得的漿狀物料b在壓力為0.92-0.96mpa條件下進行壓濾，制得含水率為18.2％-26.7％的濾餅a；

s4：向步驟s3制得的濾餅a加水攪拌溶解，加水量為濾餅a重量的5.8-7.3倍，攪拌溶解濾餅a完成后加入聚丙烯酸鈣攪拌0.5-1h使溶液沉淀，將沉淀物在壓力為0.91-0.95mpa條件下進行壓濾，制得含水率為18％-27％的濾餅b；

s5：將步驟s4制得的濾餅b加水攪拌溶解，加水量為濾餅b重量的4.8-6.1倍，攪拌溶解濾餅b完成后，加入濃度為2.3％-15.4％的堿性溶液，制得漿物料c；

s6：將步驟s5制得的漿物料c在壓力為0.9-0.95mpa條件下進行壓濾，制得含水率為16.7％-26.3％的濾餅c；

s7：將步驟s6制得的濾餅c放在離心機中，在離心轉(zhuǎn)速為3000-5000r/min條件下除水至濾餅c含水率≤3.2％后粉碎，所得粉碎物過篩a，制得堿性白土。

進一步地，步驟s1中所述活性白土廢水的濃度為2.3％-20.5％。

進一步地，步驟s1中所述膨潤土和活性白土廢水的重量比為1-2.6:2.5-16.1。

進一步地，步驟s1中所述攪拌轉(zhuǎn)速為300-500r/min。

進一步地，步驟s2中所述混合酸的濃度為7.2％-22.4％。

進一步地，所述混合酸為濃度14.2-19.6wt％的草酸、濃度30-36.2wt％的酒石酸、濃度21.7-22.3wt％的枸椽酸組成的混合酸，

進一步地，所述草酸、酒石酸、枸椽酸的積比1.8-6.3:2.5-5.2:1.2-2.6。

進一步地，所述混合酸與漿狀物料a的重量比為1-2.8:3.6-17。

進一步地，步驟s2中所述抗壞血酸、分子篩催化劑、葡萄糖酸鈉與漿狀物料a的重量比為2.6-5.5:0.8-1.6:0.9-2:46.8-152。

一種堿性白土的應用，包括以下步驟：

(1)將堿性白土配成濃度為2.4％-10.6％的溶液，加入堿性白土質(zhì)量6％-20％的月桂醇硫酸和鈉堿性白土質(zhì)量2％-4％的五氧化二釩，在轉(zhuǎn)速200-400r/min條件下攪拌反應75-120min，制得漿物料d；

(2)向步驟(1)制得的漿物料d中加入堿性白土質(zhì)量3％-5％的三乙酰丙酮鋁，在溫度為60-70℃，轉(zhuǎn)速200-400r/min條件下攪拌75-120min，制得漿物料e；

(3)將步驟(2)制得的漿物料e在壓力為0.9-0.95mpa條件下進行壓濾，制得含水率為32％-45％的濾餅d；

(4)將步驟(3)制得的濾餅d放在離心機中，在離心轉(zhuǎn)速為3500-6000r/min條件下除水至濾餅d含水率≤3.5％后粉碎，所得粉碎物過篩b，制得改性膨潤土耐熱劑。

本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明制備的改性膨潤土耐熱劑堿含量為50-57wt％，活性指數(shù)為97％-99％，熱穩(wěn)定時間為169-176min；

(2)由實例3與對比例1-4的改性膨潤土耐熱劑堿含量、活性指數(shù)、熱穩(wěn)定時間可知抗壞血酸、分子篩催化劑和葡萄糖酸鈉的添加起到了協(xié)同作用，均提高了堿含量、活性指數(shù)、熱穩(wěn)定時間，這可能是抗壞血酸起到還原作用，分子篩催化劑起到催化作用，葡萄糖酸鈉起到絡(luò)合作用，三種成分之間起到了協(xié)同作用。

(3)本發(fā)明生產(chǎn)的改性膨潤土耐熱劑無毒、無味，安全環(huán)保。

【具體實施方式】

實施例1

一種改性膨潤土耐熱劑的制備方法，包括以下步驟：

s1：將膨潤土和濃度為2.4％的活性白土廢水按重量比為1:2.51混合，在轉(zhuǎn)速為300r/min條件下攪拌均勻，制得漿狀物料a；

s2：將步驟s1制得的漿狀物料a加入到濃度為7.2％的混合酸中，所述混合酸為濃度14.3wt％的草酸、濃度30-36.2wt％的酒石酸、濃度21.7wt％的枸椽酸按體積比1.8:2.5:1.2組成的混合酸，漿狀物料a與混合酸的重量比為1:3.6，在轉(zhuǎn)速為300r/min條件下加入抗壞血酸、分子篩催化劑和葡萄糖酸鈉攪拌，抗壞血酸、分子篩催化劑、葡萄糖酸鈉與漿狀物料a的重量比為2.6-5.5:0.8-1.6:0.9-2:46.8-152，在微波功率為125-180w，加熱至83-95℃，保持在83-95℃條件下反應0.7-2h，制得漿狀物料b；

s3：將步驟s2制得的漿狀物料b在壓力為0.92mpa條件下進行壓濾，制得含水率為18.2％的濾餅a；

s4：向步驟s3制得的濾餅a加水攪拌溶解，加水量為濾餅a重量的5.8倍，攪拌溶解濾餅a完成后加入聚丙烯酸鈣攪拌0.5h使溶液沉淀，將沉淀物在壓力為0.91mpa條件下進行壓濾，制得含水率為18％的濾餅b；

s5：將步驟s4制得的濾餅b加水攪拌溶解，加水量為濾餅b重量的4.8倍，攪拌溶解濾餅b完成后，加入濃度為2.3％的堿性溶液，制得漿物料c；

s6：將步驟s5制得的漿物料c在壓力為0.9mpa條件下進行壓濾，制得含水率為16.7％的濾餅c；

s7：將步驟s6制得的濾餅c放在離心機中，在離心轉(zhuǎn)速為3000r/min條件下除水至濾餅c含水率為3.2％后粉碎，所得粉碎物過篩a，制得堿性白土。

s8：將步驟s7制得的堿性白土配成濃度為2.4％的溶液，加入堿性白土質(zhì)量6％的月桂醇硫酸和鈉堿性白土質(zhì)量2％的五氧化二釩，在轉(zhuǎn)速200r/min條件下攪拌反應120min，制得漿物料d；

s9：向步驟s8制得的漿物料d中加入堿性白土質(zhì)量3％的三乙酰丙酮鋁，在溫度為60℃，轉(zhuǎn)速200r/min條件下攪拌120min，制得漿物料e；

s10：將步驟s9制得的漿物料e在壓力為0.9mpa條件下進行壓濾，制得含水率為32％的濾餅d；

s11：將步驟s10制得的濾餅d放在離心機中，在離心轉(zhuǎn)速為3500r/min條件下除水至濾餅d含水率為3.5％后粉碎，所得粉碎物過篩b，制得改性膨潤土耐熱劑。

實施例2

一種改性膨潤土耐熱劑的制備方法，包括以下步驟：

s1：將膨潤土和濃度為12.2％的活性白土廢水按重量比為1.8:9.3混合，在轉(zhuǎn)速為400r/min條件下攪拌均勻，制得漿狀物料a；

s2：將步驟s1制得的漿狀物料a加入到濃度為15％的混合酸中，所述混合酸為濃度17.2wt％的草酸、濃度34.5wt％的酒石酸、濃度22wt％的枸椽酸按體積比4.1:3.6:1.8組成的混合酸，漿狀物料a與混合酸的重量比為1.9:10，在轉(zhuǎn)速為400r/min條件下加入抗壞血酸、分子篩催化劑和葡萄糖酸鈉攪拌，抗壞血酸、分子篩催化劑、葡萄糖酸鈉與漿狀物料a的重量比為2.6-5.5:0.8-1.6:0.9-2:46.8-152，在微波功率為125-180w，加熱至83-95℃，保持在83-95℃條件下反應0.7-2h，制得漿狀物料b；

s3：將步驟s2制得的漿狀物料b在壓力為0.94mpa條件下進行壓濾，制得含水率為22％的濾餅a；

s4：向步驟s3制得的濾餅a加水攪拌溶解，加水量為濾餅a重量的6.5倍，攪拌溶解濾餅a完成后加入聚丙烯酸鈣攪拌0.8h使溶液沉淀，將沉淀物在壓力為0.93mpa條件下進行壓濾，制得含水率為22％的濾餅b；

s5：將步驟s4制得的濾餅b加水攪拌溶解，加水量為濾餅b重量的5.2倍，攪拌溶解濾餅b完成后，加入濃度為9％的堿性溶液，制得漿物料c；

s6：將步驟s5制得的漿物料c在壓力為0.93mpa條件下進行壓濾，制得含水率為23％的濾餅c；

s7：將步驟s6制得的濾餅c放在離心機中，在離心轉(zhuǎn)速為4000r/min條件下除水至濾餅c含水率為2.8％后粉碎，所得粉碎物過篩a，制得堿性白土。

s8：將步驟s7制得的堿性白土配成濃度為6.3％的溶液，加入堿性白土質(zhì)量14％的月桂醇硫酸和鈉堿性白土質(zhì)量3％的五氧化二釩，在轉(zhuǎn)速300r/min條件下攪拌反應100min，制得漿物料d；

s9：向步驟s8制得的漿物料d中加入堿性白土質(zhì)量4％的三乙酰丙酮鋁，在溫度為65℃，轉(zhuǎn)速300r/min條件下攪拌100min，制得漿物料e；

s10：將步驟s9制得的漿物料e在壓力為0.92mpa條件下進行壓濾，制得含水率為40％的濾餅d；

s11：將步驟s10制得的濾餅d放在離心機中，在離心轉(zhuǎn)速為5000r/min條件下除水至濾餅d含水率為3.2％后粉碎，所得粉碎物過篩b，制得改性膨潤土耐熱劑。

實施例3

一種改性膨潤土耐熱劑的制備方法，包括以下步驟：

s1：將膨潤土和濃度為20.2％的活性白土廢水按重量比為2.6:16混合，在轉(zhuǎn)速為500r/min條件下攪拌均勻，制得漿狀物料a；

s2：將步驟s1制得的漿狀物料a加入到濃度為22.4％的混合酸中，所述混合酸為濃度19.6wt％的草酸、濃度36.2wt％的酒石酸、濃度22.3wt％的枸椽酸按體積比6.3:5.2:2.6組成的混合酸，漿狀物料a與混合酸的重量比為2.8:17，在轉(zhuǎn)速為500r/min條件下加入抗壞血酸、分子篩催化劑和葡萄糖酸鈉攪拌，抗壞血酸、分子篩催化劑、葡萄糖酸鈉與漿狀物料a的重量比為2.6-5.5:0.8-1.6:0.9-2:46.8-152，在微波功率為125-180w，加熱至83-95℃，保持在83-95℃條件下反應0.7-2h，制得漿狀物料b；

s3：將步驟s2制得的漿狀物料b在壓力為0.96mpa條件下進行壓濾，制得含水率為26.7％的濾餅a；

s4：向步驟s3制得的濾餅a加水攪拌溶解，加水量為濾餅a重量的7.3倍，攪拌溶解濾餅a完成后加入聚丙烯酸鈣攪拌1h使溶液沉淀，將沉淀物在壓力為0.95mpa條件下進行壓濾，制得含水率為27％的濾餅b；

s5：將步驟s4制得的濾餅b加水攪拌溶解，加水量為濾餅b重量的6.1倍，攪拌溶解濾餅b完成后，加入濃度為15.4％的堿性溶液，制得漿物料c；

s6：將步驟s5制得的漿物料c在壓力為0.95mpa條件下進行壓濾，制得含水率為26.3％的濾餅c；

s7：將步驟s6制得的濾餅c放在離心機中，在離心轉(zhuǎn)速為5000r/min條件下除水至濾餅c含水率為2.8％后粉碎，所得粉碎物過篩a，制得堿性白土。

s8：將步驟s7制得的堿性白土配成濃度為10.6％的溶液，加入堿性白土質(zhì)量20％的月桂醇硫酸和鈉堿性白土質(zhì)量4％的五氧化二釩，在轉(zhuǎn)速400r/min條件下攪拌反應120min，制得漿物料d；

s9：向步驟s8制得的漿物料d中加入堿性白土質(zhì)量5％的三乙酰丙酮鋁，在溫度為70℃，轉(zhuǎn)速400r/min條件下攪拌75min，制得漿物料e；

s10：將步驟s9制得的漿物料e在壓力為0.95mpa條件下進行壓濾，制得含水率為45％的濾餅d；

s11：將步驟s10制得的濾餅d放在離心機中，在離心轉(zhuǎn)速為6000r/min條件下除水至濾餅d含水率為3.1％后粉碎，所得粉碎物過篩b，制得改性膨潤土耐熱劑。

對比例1

步驟s中同時不加入抗壞血酸、分子篩催化劑和葡萄糖酸鈉，其他制備工藝與實施例3的制備工藝相同。

對比例2

步驟s中不加入抗壞血酸，其他制備工藝與實施例3的制備工藝相同。

對比例3

步驟s中同時不加入分子篩催化劑，其他制備工藝與實施例3的制備工藝相同。

對比例4

步驟s中同時不加入葡萄糖酸鈉，其他制備工藝與實施例3的制備工藝相同。

實施例1-3和對比1-4的改性膨潤土耐熱劑顆粒的堿含量、活性指數(shù)、熱穩(wěn)定時間分析結(jié)果見下表。

由上表可知，本發(fā)明制備的改性膨潤土耐熱劑堿含量為50-57wt％，活性指數(shù)為97％-99％，熱穩(wěn)定時間為169-176min，

由實例3與對比例1-4的改性膨潤土耐熱劑堿含量、活性指數(shù)、熱穩(wěn)定時間可知抗壞血酸、分子篩催化劑和葡萄糖酸鈉的添加起到了協(xié)同作用，均提高了堿含量、活性指數(shù)、熱穩(wěn)定時間，這可能是抗壞血酸起到還原作用，分子篩催化劑起到催化作用，葡萄糖酸鈉起到絡(luò)合作用，三種成分之間起到了協(xié)同作用。

以上內(nèi)容不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)入員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。