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山东●莱芜安仙传栋保温材料厂

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膨润土10大提纯方法
 

我国80%以上的天然膨润土原矿为钙基膨润土,并且蒙脱石质量分数介于30%-60%,属于中低品位膨润土矿。除蒙脱石之外,还有含量不等的石英、长石、云母等脉石矿物,达不到现代工业生产的纯度要求,因此必须要进行选矿提纯。

目前,膨润土的提纯方法主要有风选法、自然沉降法、离心法、水力分级法、絮凝法、重液法、磷酸盐法、电泳法、超声波振荡法、化学提纯法等。面对诸多的膨润土提纯工艺,选择合理的方法进行不同品级蒙脱石产品的提取显得尤为重要。

1、膨润土风选法提纯

风选原理:又称干法提纯,是利用膨润土与杂质矿物的硬度和密度的差异,将已磨至一定细度的膨润土原矿和空气充分混合成流态化,在分级轮离心力和风机抽力的作用下,大部分粗颗粒和比重大的颗粒与细粒矿物实现分离。

风选目的:针对蒙脱石含量大于80%、粒度较细的膨润土,去除颗粒较粗的石英、长石等脉石杂质矿物。

常用设备或药剂:风选粉碎机、分级机等。

特点:该方法操作简便,处理量大,但产品的质量不容易控制。

2、膨润土自然沉降法提纯

自然沉降法原理:将膨润土浸水制成泥浆,然后放入沉降槽,使其自然沉降。膨润土在制浆过程中,蒙脱石吸水膨胀而发生崩解,致使蒙脱石的粒度相对于其他杂质矿物较小,沉降速度慢,而石英、长石、碳酸盐等砂质矿物沉积速度快,从而实现长石、石英等粒度比较大的颗粒与膨润土的分离。

自然沉降法目的:除去石英、长石、碳酸盐等砂质矿物。

特点:该方法可在一定程度上提纯蒙脱石,操作简便,提纯成本低。但设备占地面积大、提纯产率底。自然沉降法对钠基膨润土的提纯效果要优于钙基膨润土。

3、膨润土离心法提纯

离心法原理:将自然沉降去杂后的悬浮液再经高速旋转的离心沉降机分离,进一步分离粒度较细的碎屑矿物(长石、碳酸盐等)。

离心法目的:缩短选别时间,进一步除杂。

常用设备或药剂:卧螺离心机。

特点:离心法现已广泛应用于高纯蒙脱石制备行业,离心效果好,但是产品回收率低,且溢流产品浓度过低,仅为3%左右。

4、膨润土水力分级法提纯

水力分级法原理:利用水力旋流器中不同粒度的颗粒沉降速度差和运动方向的不同,将蒙脱石颗粒群与杂质颗粒群分离。

水力分级法目的:去除粒度极小的长石及石英等杂质。

常用设备或药剂:水力旋流器。

特点:水力提纯法脱盐效果明显,提纯效果较好,产品质量较好,易实现大规模工业化生产,且提纯过程未外加化学试剂,进一步提纯后可用于生产精细化工、日用品及医药产品等。但该方法得到的产品蒙脱石的最终含量在90%左右,不可能再高。因为在蒙脱石的晶层之间夹杂着很少量的石英、方石英、长石、云母等杂质。

5、膨润土絮凝法提纯

絮凝法原理:在净化一定时间后去掉杂质的悬浮液中加入絮凝剂(如聚丙烯酰胺等高聚物或羟基铝等无机聚合物)进行凝聚或絮凝,实现固液分离。

絮凝法目的:进一步去除粗滤、细渣。

常用设备或药剂:各类絮凝剂、pH值调整剂

特点:絮凝法的特点是脱水快,但由于絮凝脱水过程蒙脱石颗粒迅速聚集紧缩,比表面积变小,颗粒部分表面被絮凝剂覆盖,从而使其固有的膨胀性、吸附性、黏结性等特性降低,因此影响了其在一些产品中的应用。

6、膨润土重液法提纯

重液法原理:通过在蒙脱石晶体的层间插入轻质分子或分子团等,增大层间距离,使蒙脱石的密度降低,而杂质矿物层间结合牢固,轻质分子或分子团难以进入,密度几乎不变,从而使蒙脱石与杂质密度差异增大,再选择密度合适的重液,用搅拌、振荡、离心等手段将杂质与蒙脱石分离。

重液法目的:去除与蒙脱石密度相差较小的杂质矿物。

常用设备或药剂:四氯化碳等重液。

特点:该方法的关键在于寻找一种无毒、稳定性好、回收率高、使用方便安全的重液。

7、膨润土磷酸盐法提纯

磷酸盐法原理:将分散剂加入矿浆中以提高蒙脱石在溶剂中的分散性,使其他细颗粒固体杂质迅速沉降以实现分离。

磷酸盐法目的:改变矿浆胶体黏度,加速杂质颗粒沉降分离。

常用设备或药剂:磷酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠等。

特点:该方法操作简便,动力损耗小,适合小规模生产,或者同其他方法结合,有利于提高蒙脱石产品产率。分散剂的种类、用量都会影响提纯效果。

8、膨润土电泳法提纯

电泳法原理:将膨润土悬浮液置于电场中,利用电泳现象,使带负电荷的膨润土颗粒聚集在阳极上,达到膨润土和其他杂质分离的目的。

电泳法目的:制备高纯度膨润土。

特点:电泳法提纯膨润土一般要求粒度小于2μm,提纯后的膨润土纯度较高,且膨润土中SiO2、Fe2O3减少,Al2O3增加。电泳法制得的高纯度膨润土,使用范围被显著拓宽,附加值大幅提高。但该方法耗电量大,设备投资大,提纯成本很高,工艺有待成熟。

9、膨润土超声波振荡法提纯

超声波振荡法原理:利用超声波振荡膨润土矿浆,有效的分散和剥离蒙脱石的片层促进浆液分散和缩短分散时间。

特点:该方法通常不单独使用,而是联合其他方法。

10、膨润土化学法提纯

化学法原理:利用化学试剂与膨润土中的杂质矿物发生化学反应而将杂质去除的方法。

化学法目的:去除粒度很细的方石英、部分石英及Fe2O3等。

常用设备或药剂:强碱、连二亚硫酸钠等化学药剂。

特点:该方法可得到的产品蒙脱石含量可达95%以上,但有可能使蒙脱石结构发生改变,影响蒙脱石产品的应用。

膨润土提纯方法和工艺流程主要由以下3方面决定:

(1)膨润土中杂质的种类,杂质的粒径;

(2)膨润土的用途及对纯度要求;

(3)提纯工艺的成本。

在工业生产中,应考虑以上因素,选择适当的方法,将多种方法进行科学的组合,合理综合使用,得到多种纯度的膨润土,满足不同用途对产品的需求。同时,应充分利用低纯度膨润土,以及石英、高岭石等提纯副产品,实现对资源的多级利用及尾矿零排放。

 
 
 
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