专利名称：一种简单高效的凹凸棒石粘土改性方法
技术领域：
本发明属于非金属矿深加工领域，具体涉及一种简单高效 的凹凸棒石粘土改性方法。
背景技术：
凹凸棒石粘土 (下简称凹土)是一种富镁的硅酸盐，晶体
结构属于2:1型层链状粘土矿物。凹土特殊的结构和性质赋予 其很高的应用价值，使其在水质净化、粘结剂、农药载体、分 子筛、干燥剂、吸附剂、涂料、钻井泥桨等方面获得广泛应用。 凹土在其使用前，大多需要通过改性来强化其表面的某特定性 能，而天然凹土矿物中的棒晶纤维体形成的晶束十分致密而牢 固，即使是粉碎至0. 1毫米以下的微粒也难以在分散介质中均 匀分散，因此，在很大程度上限制了凹土改性的彻底性。
目前凹土改性方法可分两大类， 一种是将凹土与改性剂溶 液在混合器中拌和好，再加热促进凹土改性完成。这种改性方 法很难充分地将改性剂遍布于凹土的各种孔隙腔的内表面，且 凹土的晶束基本没有解离；另一种方法为通过超声或长时间机 械搅拌将凹土分散在大量的分散介质中，再以长时间的加热回 流方法来完成改性，这种方法改性较为充分，但在工业化推广 中有很大的弊端，如处理效率和三废处理等都是很大的负担。 发明内容本发明的目的在于提供一种简单高效的凹凸棒石粘土改 性方法，该方法为半干法处理，将凹土的晶束解离和改性工序 整合为一道工序，改性彻底且无三废产生，处理效率高。本发明的技术解决方案是首先凹土经过浸泡，其次，经 过浸泡的凹土重复二次挤压、掺改性剂溶液、冷冻、加热处理， 粉碎即得改性凹土。一种简单高效的凹凸棒石粘土改性方法的具体步骤如下 步骤1为浸泡，凹土加入清水中浸泡24小时；步骤2为第一 次挤压、掺改性剂、冷冻和加热，步骤l所得凹土经挤压机挤 压成薄片，薄片厚度l毫米，挤压后凹土与改性剂水溶液按重 量比1:1的比例充分混合，改性剂用量为凹土重量的1-3%，摊 薄，入冷库快速冷冻2小时，冷库温度-18°C，冷冻后的凹土 取出后入烘箱烘1小时，烘箱温度75-85°C;步骤3为步骤2 烘制后的凹土与清水按重量比1:1的比例混合，入挤压机挤压 成薄片，薄片厚度l毫米，挤压后的凹土再次与清水按重量比 l:l的比例充分混合，摊薄，入冷库快速冷冻2小时，冷库温
度-18。C，冷冻后取出入烘箱烘至水分《5%，烘箱温度60-85 °C;步骤4为步骤3烘制后的凹土经粉碎机粉碎即得凹土改性 成品。
本发明的一种简单高效的凹土改性方法中，改性剂为水溶 性的十六垸基三甲基氯化铵、壳聚糖或变性淀粉。 本发明的优点在于
1、 加工工艺简便易行，生产率高且无三废产生；
2、 浸泡和冷冻前的水分补足，能有效促进水通过毛细作 用进入凹土的各种孔隙，特别是凹土的晶束内外间隙，冷冻时， 水结冰导致其体积膨胀，崩解凹土团粒，特别是分散致密、牢 固的凹土棒晶结合体-晶束，挤压也有助于将凹土的晶束分离 和撕开；
3、 改性剂具有良好的表面活性剂功效，可以高效促进对 凹土颗粒的崩解作用，同时随着水分的渗透，充分到达凹土的 各种孔隙内腔表面，使改性能够充分彻底。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述
实例l一十六垸基三甲基氯化铵改性凹土
依以下步骤改性凹土
1、将凹土放入清水中浸泡24小时；
2、 取步骤1浸泡后的凹土经挤压机挤压成薄片，薄片厚 度l毫米；挤压后凹土与十六烷基三甲基氯化铵水溶液按重量 比1:1的比例混合，十六烷基三甲基氯化铵的用量为凹土的 1.0%，摊薄，入冷库快速冷冻2小时，冷库温度-18。C，冷冻 后取出入烘箱烘1小时，烘箱温度75°C;
3、 将步骤2所得凹土与清水按重量比1:1的比例混合， 入挤压机挤压成薄片，薄片厚度l毫米，挤压后的凹土再次与 清水按重量比1:1的比例充分混合，摊薄，入冷库快速冷冻2 小时，冷库温度-18°C，冷冻后取出入烘箱烘至水分5%，烘箱 温度60°C;
4、 将步骤3所得凹土经粉碎机粉碎即得十六垸基三甲基 氯化铵改性凹土；
实例2—壳聚糖改性凹土 依以下步骤改性凹土
1、 将凹土放入清水中浸泡24小时；
2、 取步骤1浸泡后的凹土经挤压机挤压成薄片，薄片厚 度1毫米；挤压后凹土与壳聚糖醋酸溶液按重量比1:1的比例 混合，壳聚糖醋酸溶液的pH=4，壳聚糖用量为凹土的1.5，摊 薄，入冷库快速冷冻2小时，冷库温度-18。C，冷冻后取出入 烘箱烘1小时，烘箱温度8(TC;3、 将步骤2所得凹土与清水按重量比1:1的比例混合， 入挤压机挤压成薄片，薄片厚度l毫米，挤压后的凹土再次与 清水按重量比1:1比例混合，摊薄，入冷库快速冷冻2小时， 冷库温度-18。C，冷冻后取出入烘箱烘至水分4%，烘箱温度75 。C;
4、 将步骤3所得凹土经粉碎机粉碎即得壳聚糖改性凹土。 实例3—变性淀粉改性凹土 依以下步骤改性凹土
1、 将凹土放入清水中浸泡24小时；
2、 取步骤1浸泡后的凹土经挤压机挤压成薄片，薄片厚 度1毫米；挤压后凹土与变性淀粉水溶液按重量比1:1的比例 混合，变性淀粉的用量为凹土的3%，摊薄，入冷库快速冷冻2 小时，冷库温度-18°C，冷冻后取出入烘箱烘1小时，烘箱温 度85。C;
3、 将步骤2所得凹土与清水按重量比1:1的比例混合， 入挤压机挤压成薄片，薄片厚度1毫米，挤压后的凹土再次与 清水按重量比1:1比例混合，摊薄，入冷库快速冷冻2小时， 冷库温度为-18。C左右，冷冻后取出入烘箱烘至水分3%，烘箱 温度85°C;
4、 将步骤3所得凹土经粉碎机粉碎得变性淀粉改性凹土。
权利要求
1.一种简单高效的凹凸棒石粘土改性方法，其特征在于首先凹土经过浸泡，其次，经过浸泡的凹土重复二次挤压、掺改性剂溶液、冷冻、加热处理，粉碎即得改性凹土。
2. 根据权利要求1所述的一种简单高效的凹凸棒石粘土改性方法，其特征在于该方法具体步骤如下步骤l为浸 泡，凹土加入清水中浸泡24小时；步骤2为第一次挤压、 掺改性剂、冷冻和加热，步骤1所得凹土经挤压机挤成薄片，厚度1毫米，挤压后的凹土与改性剂水溶液按重量比1:1的 比例充分混合，改性剂用量为凹土重量的1-3%，摊薄，入冷 库快速冷冻2小时，冷库温度-18°C，冷冻后的凹土取出后 入烘箱烘l小时，烘箱温度75-85t:;步骤3为步骤2烘制 后的凹土与清水按重量比1:1的比例混合，入挤压机挤压成 薄片，薄片厚度l毫米，挤压后的凹土再次与清水按重量比 l:l的比例充分混合，摊薄，入冷库快速冷冻2小时，冷库 温度-18°C，冷冻后取出入烘箱烘至水分《5%，烘箱温度 60-85°C;步骤4为步骤3烘制后的凹土经粉碎机粉碎即得 凹土改性成品。
3. 根据权利要求1或2所述的一种简单高效的凹凸棒 石粘土改性方法，其特征在于改性剂为水溶性的十六烷基 三甲基氯化铵、壳聚糖或变性淀粉。
全文摘要
本发明公开了一种简单高效的凹凸棒石粘土改性方法，首先凹土经过浸泡，其次，经过浸泡的凹土重复二次挤压、掺改性剂溶液、冷冻、加热处理，粉碎即得改性凹土。本发明的方法为半干法处理，将凹土的晶束解离和改性工序整合为一道工序，改性彻底且无三废产生，处理效率高。
文档编号C01B33/44GK101337678SQ200810021918
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月8日 优先权日2008年8月8日
发明者金叶玲, 钱运华, 静 陈 申请人:淮阴工学院