本发明涉及一种精密铸造用膨润土的半干制备方法。
背景技术：
膨润土是以蒙脱石为主要成份的黏土岩，其矿物成份和结构使其表现出许多优异的特殊性能，享有“万能黏土”之称。它被广泛应用于石油、化工、能源、建筑工程、药物、涂料、食品等多个领域，其中铸造型砂、钻井泥浆、铁矿球团三大应用领域的消费量约占世界总消费量的75％。我国膨润土资源极为丰富、种类齐全，其中天然钙基膨润土占80％左右，我国除有丰富的钙基膨润土外，还有优质的天然钠基膨润土，其为用途极广的工业原料，除铸造行业外，诸如钻井泥浆、冶炼球团和农化轻工等产业年消耗量也达百万吨以上，但天然钠基膨润土仅占总储量1/5左右，远小于市场需求；钙基膨润土质量不高但储量大，常含有石英、长石、方英石等杂质矿物，一般难以达到工业部门的应用标准，必须进行深加工后才能获得更好利用。目前，现有钙基膨润土的加工技术有提纯、改型、活化和改性。提纯技术包括干法和湿法提纯，能提高膨润土的蒙脱石含量，从而提高其品质；改型技术主要指钠化改型，包括干法钠化和湿法钠化，以改善膨润土的物化性能；活化技术是指将钙基膨润土酸活化后制备吸附性能较好的活性白土；改性技术是指用有机铵阳离子置换蒙脱石中可交换阳离子，以制备用途较广的有机膨润土。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种精密铸造用膨润土的半干制备方法，针对钙基膨润土开发利用程度低，产品低端的问题，利用广西膨润土资源，提出对钙基膨润土进行改型优化，实现其品质提升、应用高端化，结合汽车产业发展需要，提出开发精密铸造用膨润土的关键技术，扩大钙基膨润土的应用领域。
本发明的技术方案是：一种精密铸造用膨润土的半干制备方法，包括以下步骤：
(1)混样：将取自矿山的膨润土原矿经自然晒干后破碎至小于3mm，混匀、缩分至10kg/每袋备用；
(2)提纯：称取上述样品60～80kg，配成10～20wt％的矿浆，利用水力旋流器对其进行湿法提纯，提纯样品经105±3℃恒温烘干，混匀、缩分至1～2kg每袋备用；水力旋流器参数为：旋流器直径50mm，溢流口直径15mm，底流口直径4～8mm，给矿压力为0.1～0.35mpa；
(3)钠化改型：在提纯膨润土样品68.5～72.5wt％中添加3～7wt％的工业钠化剂，于高速混合搅拌机中混合15～20分钟进行半干法钠化，然后再加入1～3wt％的淀粉混合15～30分钟，即可出料，常温下密封陈化1～3天；
(4)干燥：将陈化后的样品混匀，通过环带取样法取500g于105±3℃的烘箱中恒温烘干；
(5)制样：将干燥后的钠化膨润土于圆盘制样机中研磨粉碎至-200目，再置于105±3℃烘箱中烘干2小时，然后密封保存至干燥器中。
所述的膨润土为天然钙基膨润土。
所述的工业用钠化剂为碳酸钠。
所述的淀粉复配剂为木薯淀粉，红薯淀粉，马铃薯淀粉，小麦淀粉，玉米淀粉中的一种或几种不同比例的组合。
除另有说明外，本发明所述的百分比均为质量百分比，各组分含量百分数之和为100％。
本发明突出的优点在于：
1、制备所得的钠化改型膨润土能够满足精密铸造用的要求
2、制备过程简单，不产生二次污染，且制备产物可根据所选用组分及其用量的变化来调节其铸造性能(湿压强度、热湿拉强度)，从而改善钙基膨润土的实用性。
具体实施方式
实施例1
本发明所述的精密铸造用膨润土的半干制备方法的一个实例，包括如下步骤：
取提纯膨润土71.5wt％，将4wt％的工业钠化剂碳酸钠溶于23wt％的水中，再将完全溶解的碳酸钠水溶液加入提纯膨润土，于高速混合搅拌机中搅拌20分钟。然后将1.5wt％的玉米淀粉加入混合料中搅拌30分钟，再密封后常温陈化2天。将陈化后的产品置于105℃烘箱中恒温烘干，再于圆盘制样机中研磨粉碎至-200目，即制得半干法钠化改型的精密铸造用膨润土。
提纯膨润土经半干法钠化改型处理后，各性能指标均达到了铸造用膨润土一级品的质量标准，部分指标甚至高于一级铸造土的质量标准。钠化改型土的湿压强度达到127.67kpa，热湿拉强度达到4.44kpa，远超过了铸造用一级土的100kpa和2.5kpa，说明此技术所制备改型膨润土已达到精密铸造用要求，为优质的精密铸造用膨润土。
实施例2
本发明所述的精密铸造用膨润土的半干制备方法的另一个实例，包括如下步骤：取提纯膨润土70.5wt％，将5wt％的工业钠化剂碳酸钠溶于23wt％的水中，再将完全溶解的碳酸钠水溶液加入提纯膨润土，于高速混合搅拌机中搅拌20分钟。然后将1.5wt％的小麦淀粉加入混合料中搅拌30分钟，再密封后常温陈化2天。将陈化后的产品置于105℃烘箱中恒温烘干，再于圆盘制样机中研磨粉碎至-200目，即制得半干法钠化改型的精密铸造用膨润土。
提纯膨润土经半干法钠化改型处理后，各性能指标均达到了铸造用膨润土一级品的质量标准，部分指标甚至高于一级铸造土的质量标准。钠化改型土的湿压强度达到121.33kpa，热湿拉强度达到4.17kpa，超过了铸造用一级土的100kpa和2.5kpa，说明此技术所制备改型膨润土达到精密铸造用要求，为优质的精密铸造用膨润土。
实施例3
本发明所述的精密铸造用膨润土的半干制备方法的再一个实例，包括如下步骤：
取提纯膨润土71.5wt％，将4wt％的工业钠化剂碳酸钠溶于23wt％的水中，再将完全溶解的碳酸钠水溶液加入提纯膨润土，于高速混合搅拌机中搅拌20分钟。然后将1.5wt％的红薯淀粉加入混合料中搅拌30分钟，再密封后常温陈化2天。将陈化后的产品置于105℃烘箱中恒温烘干，再于圆盘制样机中研磨粉碎至-200目，即制得半干法钠化改型的精密铸造用膨润土。
提纯膨润土经半干法钠化改型处理后，各性能指标均达到了铸造用膨润土一级品的质量标准，部分指标甚至高于一级铸造土的质量标准。钠化改型土的湿压强度达到122kpa，热湿拉强度达到4.4kpa，超过了铸造用一级土的100kpa和2.5kpa，说明此技术所制备改型膨润土达到精密铸造用要求，为优质的精密铸造用膨润土。