高效膨潤土添加劑、高效膨潤土粘結(jié)劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于粘結(jié)劑生產(chǎn)制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效膨潤土添加劑、高效膨 潤土粘結(jié)劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 膨潤土也稱為斑脫巖、皂土或膨土巖，其主要礦物成分是蒙脫石，其晶體結(jié)構(gòu)是由 兩層硅氧四面體晶片中間夾一層鋁氧八面體晶片組成，屬于2 :1型層狀硅酸鹽礦物。膨潤 土的晶層之間常吸附Ca+、Na+等陽離子，使層間距離增加，更易吸附極性水分子而膨脹，根 據(jù)陽離子種類及相對濕度的不同，層間能吸附一層或兩層水分子。
[0003] 膨潤土晶格內(nèi)陽離子置換這一構(gòu)造，決定了膨潤土具有良好的膨脹性、吸附性和 粘結(jié)性，因而廣泛應(yīng)用于化工、石油、食品、交通、醫(yī)藥、造紙、能源、軍工、環(huán)保等行業(yè)，被稱 作"萬能材料"。
[0004]自然界產(chǎn)出的膨潤土，絕大部分為媽基膨潤土，媽基膨潤土的性能較鈉基膨潤土 的性能差，因此，為了滿足某些行業(yè)對膨潤土性能的需要，提高膨潤土的使用效率，需要對 膨潤土進(jìn)行改性，將鈣基膨潤土改性為鈉基膨潤土。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中，將鈣基膨潤土改性為鈉基膨潤土所采用的方法主要包括懸液法、干 混合法、濕堆放法和濕擠壓法等。常用的鈉化劑為碳酸鈉，其作用原理為：通過離子交換反 應(yīng)，將膨潤土層間陽離子鈣交換出來，造成正電荷虧損，由吸附在晶體外表面和晶層間的可 交換性陽離子鈉來中和平衡，從而得到鈉基膨潤土。
[0006] 然而，采用現(xiàn)有的鈣基膨潤土鈉化方法，仍然具有改性后的膨潤土的膨脹性、吸水 性和粘結(jié)性有限等問題，使膨潤土的使用效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種尚效膨潤土添加劑、尚效膨潤土粘結(jié) 劑及其制備方法，可有效解決上述問題。
[0008] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0009] 本發(fā)明第一目的提供一種高效膨潤土添加劑，包括以下原料成分：Na2C03、NaHC03、 NaCl和 Na2S04。
[0010] 優(yōu)選的，各原料成分的配比如下：
[0011] Na2CO? 10 ~78 克 NaHC03卜35克 NaCl 0.1 ~25克 Na2S045~85克。
[0012] 本發(fā)明第二目的提供一種高效膨潤土粘結(jié)劑，包括以下原料成分：膨潤土原礦、 Na2C03、NaHC03、NaCl和Na2S04。
[0013] 優(yōu)選的，各原料成分的配比如下：
[0014] 膨潤土原礦 1000克 Na2CO, 10~78先 NaHCO；, 1~35克 NaCl 0.1~25克 Na2S04.5 ~ 85克
[0015] 優(yōu)選的，各原料成分的配比如下：
[0016] 膨潤土原礦 1000先 Na2CO.? 28克 NaHCO., 2.6克 NaCl 9克 Na2S〇：4 5克。
[0017] 優(yōu)選的，所述膨潤土原礦為含水率為20~25%的膨潤土原礦；所述高效膨潤土粘 結(jié)劑的PH值為9~11。
[0018] 優(yōu)選的，所述高效膨潤土粘結(jié)劑的膠質(zhì)價(jià)為500~1200ml/15g;膨脹指數(shù)為20~ 35ml/2g;吸水率為 380-650%。
[0019] 優(yōu)選的，所述高效膨潤土粘結(jié)劑的膠質(zhì)價(jià)為700ml/15g;膨脹指數(shù)為28ml/2g;吸 水率為450%。
[0020] 本發(fā)明第三目的為提供一種高效膨潤土粘結(jié)劑的制備方法，包括以下步驟：
[0021] 向配方量的膨潤土原礦中，不分加料順序，分別加入配方量的Na2C03、配方量的 NaHC03、配方量的NaCl和配方量的Na2S04，攪拌混勻并進(jìn)行鈉化改性，即制得高效膨潤土粘 結(jié)劑。
[0022] 優(yōu)選的，鈉化改性的時(shí)間為30分鐘。
[0023] 本發(fā)明提供的高效膨潤土添加劑、高效膨潤土粘結(jié)劑及其制備方法具有以下優(yōu) 占.
[0024] (1)高效膨潤土粘結(jié)劑具有高膨脹率、吸水性和粘度，顯著提高膨潤土的使用性 能；
[0025] (2)具有制備工藝簡單、采用的原料成本低的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛推廣使用。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 以下對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0027] 實(shí)施例1 :高效膨潤土添加劑制備工藝
[0028]稱取 28 克Na2C03、2. 6 克NaHC03、9 克NaCl和 5 克Na2S04，攪拌 30 分鐘混勻，SP制 得44. 6克粉末狀的高效膨潤土添加劑。
[0029] 實(shí)施例2:高效膨潤土添加劑制備工藝
[0030]稱取78克 Na2C03、35克 NaHC03、24克 NaCl和85克 Na2S04,攪拌30分鐘混勻，SP制 得222克粉末狀的高效膨潤土添加劑。
[0031] 實(shí)施例3:高效膨潤土添加劑制備工藝
[0032]稱取 11 克Na2C03、20 克NaHC03、0. 1 克NaCl和 40 克Na2S04,攪拌 30 分鐘混勻，即 制得71. 1克粉末狀的高效膨潤土添加劑。
[0033] 實(shí)施例4:高效膨潤土粘結(jié)劑制備工藝
[0034] 本實(shí)施例為采用實(shí)施例1制備得到的高效膨潤土添加劑改性膨潤土原礦，進(jìn)而制 備得到高效膨潤土粘結(jié)劑。
[0035] 具體的，將含水率23 %的膨潤土原礦1000g粉碎至粒徑小于10mm，然后，加入實(shí)施 例1制備得到的44. 6克粉末狀的高效膨潤土添加劑，攪拌30分鐘混勻，同時(shí)進(jìn)行鈉化反 應(yīng)，即制得高效膨潤土粘結(jié)劑。
[0036] 對所制備得到的高效膨潤土粘結(jié)劑，經(jīng)X光衍射分析，其蒙脫石d(001)值為 12. 4250A°，說明鈣基膨潤土已改性為鈉基膨潤土。
[0037] 實(shí)施例5 :高效膨潤土粘結(jié)劑制備工藝
[0038] 本實(shí)施例為采用實(shí)施例2制備得到的高效膨潤土添加劑改性膨潤土原礦，進(jìn)而制 備得到高效膨潤土粘結(jié)劑。
[0039] 具體的，將含水率20 %的膨潤土原礦1000g粉碎至粒徑小于10mm，然后，加入實(shí)施 例2制備得到的222克粉末狀的高效膨潤土添加劑，攪拌30分鐘混勻，同時(shí)進(jìn)行鈉化反應(yīng)， 即制得高效膨潤土粘結(jié)劑。
[0040] 對所制備得到的高效膨潤土粘結(jié)劑，經(jīng)X光衍射分析，其蒙脫石d(001)值為 12. 4350A°，說明鈣基膨潤土已改性為鈉基膨潤土。
[0041] 實(shí)施例6 :高效膨潤土粘結(jié)劑制備工藝
[0042] 本實(shí)施例為采用實(shí)施例3制備得到的高效膨潤土添加劑改性膨潤土原礦，進(jìn)而制 備得到高效膨潤土粘結(jié)劑。
[0043] 具體的，將含水率25 %的膨潤土原礦1000g粉碎至粒徑小于10mm，然后，加入實(shí)施 例3制備得到的71. 1克粉末狀的高效膨潤土添加劑，，攪拌30分鐘混勻，同時(shí)進(jìn)行鈉化反 應(yīng)，即制得高效膨潤土粘結(jié)劑。
[0044] 對所制備得到的高效膨潤土粘結(jié)劑，經(jīng)X光衍射分析，其蒙脫石d(001)值為 12. 4450A°，說明鈣基膨潤土已改性為鈉基膨潤土。
[0045] 此外，對實(shí)施例4、實(shí)施例5和實(shí)施例6制得的高效膨潤土粘結(jié)劑，分別按《GB/T 20973-2007膨潤土試驗(yàn)方法》進(jìn)行檢測，結(jié)果如表1所示。
[0046]表1高效膨潤土粘結(jié)劑的理化指標(biāo)檢測結(jié)果
[0047]

[0048] 由表1可以看出，本發(fā)明制備得到的高效膨潤土粘結(jié)劑，均提高膨潤土原礦的膨 脹率、吸水性和粘度，顯著提高膨潤土的使用性能。
[0049] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高效膨潤土添加劑，其特征在于，包括以下原料成分：Na2C03、NaHC03、NaCl和 Na2SO4O2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效膨潤土添加劑，其特征在于，各原料成分的配比如下：3. -種高效膨潤土粘結(jié)劑，其特征在于，包括以下原料成分：膨潤土原礦、Na2C03、 NaHC03、NaCl和Na2S04〇4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效膨潤土粘結(jié)劑，其特征在于，各原料成分的配比如下：5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效膨潤土粘結(jié)劑，其特征在于，各原料成分的配比如下：6. 根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項(xiàng)所述的高效膨潤土粘結(jié)劑，其特征在于，所述膨潤土原礦 為含水率為20~25%的膨潤土原礦；所述高效膨潤土粘結(jié)劑的PH值為9~11。7. 根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項(xiàng)所述的高效膨潤土粘結(jié)劑，其特征在于，所述高效膨潤土 粘結(jié)劑的膠質(zhì)價(jià)為500~1200ml/15g;膨脹指數(shù)為20~35ml/2g;吸水率為380-650%。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高效膨潤土粘結(jié)劑，其特征在于，所述高效膨潤土粘結(jié)劑的 膠質(zhì)價(jià)為700ml/15g;膨脹指數(shù)為28ml/2g;吸水率為450%。9. 一種高效膨潤土粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 向配方量的膨潤土原礦中，不分加料順序，分別加入配方量的Na2CO3、配方量的NaHC03、 配方量的NaCl和配方量的Na2SO4，攪拌混勻并進(jìn)行鈉化改性，即制得高效膨潤土粘結(jié)劑。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的高效膨潤土粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于，鈉化改性的時(shí) 間為30分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高效膨潤土添加劑、高效膨潤土粘結(jié)劑及其制備方法，高效膨潤土粘結(jié)劑包括以下原料成分：膨潤土原礦、Na2CO3、NaHCO3、NaCl和Na2SO4。優(yōu)點(diǎn)為：(1)具有提高膨潤土原礦的膨脹率、吸水性和粘度，顯著提高膨潤土的使用性能的優(yōu)點(diǎn)；(2)具有制備工藝簡單、采用的原料成本低的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛推廣使用。
【IPC分類】C09J1/00, C09J11/04
【公開號】CN105038635
【申請?zhí)枴緾N201510378839
【發(fā)明人】高啟東
【申請人】高啟東
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月1日