专利名称：水法精制钠基膨润土的方法及其产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及膨润土的深加工技术，特别是精制钠基膨润土的方法。
膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的含水铝硅酸盐矿物，俗称白土。其性能特征用蒙脱石的性能特征描述，蒙脱石含量越高，标志着膨润土纯度越高。
蒙脱石是由两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2∶1型晶体结构。理论上分子式为Al2O3·4SiO2·nH2O。天然矿物实际构成并非如此。这是因为蒙脱石晶格内部具有同晶置换现象。即四面体中的Si+4离子可以被Al+3替代，八面体中的Al+3可以被Fe+2和Mg+2替代。这种替代使蒙脱石晶胞产生过剩负电荷，吸附一定量的阳离子进行补偿。这些被吸附的阳离子称可交换性阳离子。
膨润土的工业应用主要是做粘结剂、脱色剂、填充剂、添加剂和悬浮剂。而应用条件同水化能力、活力有着十分密切的关系。一般说来，一价的可交换阳离子水化性能好，与其它物质的亲和力较大。而二价、三价可交换性的阳离子水化能力差，亲和力低。国内天然膨润土可交换阳离子以二价Ca+2离子为主，称为钙基土，使用性能差。为了提高使用性能，需要通过工艺加工，调整可交换阳离子中Na+离子与Ca+2离子的比例，用Na+1离子替代Ca+2离子，或去掉Ca+2离子；调整SiO2与Al2O3和Al2O3与MgO的比值。这种加工方法称改型或改性。
天然膨润土改性加工，国内常用方法分三种，一种是酸化，一种是钠化，一种是有机化。单纯酸化的土又称活性白土。钠化的土称钠基土。有机化的土称有机土。钠基土的生产方式又分为三种，一种是酸洗钠化法，一种是湿式钠化法，一种是干式钠化法。酸洗钠化法先用硫酸同吸附阳离子起化学反应生成盐，由H+离子替代阳离子。然后加入碳酸钠(Na2CO3)，用Na+离子替代H+离子。湿式钠化法是在潮湿的膨润土中加入一定比例的碳酸钠，放置一定时间，使Na+离子替代Ca+2离子。干式钠化法是在天然膨润土干粉中加入一定比例的碳酸钠，借助使用过程的水实现钠化。
上述诸种方式，均不能去掉天然膨润土中非蒙脱石成分，如石英、长石、碳酸钙等，也不能去掉蒙脱石吸附的Ca+2离子、Fe+2离子和Mg+2离子的化学成分。仅仅调整了Na+1离子与Ca+2离子的比例，改变了膨润土的活性，同时也不能提高膨润土的白度，因而不能满足日用化工业对膨润土的需求。
本发明的一个目的是克服现有技术的上述问题，提供一种精制的钠基膨润土的生产方法。
本发明的另一个目的是提供一种精制的钠基膨润土。
本发明的方法包括挤轧、水选、水洗、钠化、脱水、干燥，粉碎步骤，其中挤轧为将膨润土原矿挤成碎粒；所述水选为将挤扎后的矿粒加水搅拌，取悬混液，去掉沉于水底的矿物；所述水洗为向所述悬混液中加入盐酸，搅拌，沉清，排掉水和溶于水中的离子，再加水搅拌，沉清，排掉水和溶于水中的离子，形成稠泥浆；所述钠化为向水洗后的稠泥浆中加入碳酸钠、氯化钠或它们的混合物，搅拌；所述脱水贯穿于水洗和干燥全过程，将所述稠泥浆用压滤法脱水。
本发明方法中首先将原矿挤碎而不是粉碎，然后将挤碎的矿粒放入搅拌机中造浆，使蒙脱石部分水解悬混于水液中，取用悬混液，去掉沉于水底的其它矿物，如石英、长石、碳酸钙等。在水洗步骤中向悬混液中加入盐酸而不是硫酸，使PH值优选＜5，搅拌后，使蒙脱石吸附的阳离子Ca+2、Mg+2、Fe+2同盐酸起反应生成可溶于水的CaCl2、MgCl2、FeCl3等，然后借助沉清排水，再加水搅拌，沉清排水过程，排掉溶于水中的Ca+2离子、Mg+2离子和Fe+2离子，试验证明，所述膨润土悬混液在一定酸度下(如PH＜5)可以出现比较快的沉清速度，这一点是水洗步骤的关键所在。若不能出现较快速度的沉清，排水则无法进行不能排水，则就不能排掉溶于水中的Ca+2、Mg+2、Fe+2离子。本发明中所述的钠化步骤可用与现有技术相同的方法，在干燥步骤优选采用蒸汽烘干法等非火焰烘干法，主要目的是避免因温度过高导致蒙脱石失去结晶水。
本发明方法中所述盐酸用量优选为膨润土重量的3-6％NaCO3、NaCl或它们的混合物用量优选为所述稠泥浆重的5-9％。
用本发明方法制得的膨润土杂质少、白度高。在本发明方法中不仅调整了Na+1离子与Ca+2离子的比例，改变了膨润土的活性，还去掉了天然膨润土中非蒙脱石成分如石英、长石、碳酸钙等，以及去掉了蒙脱石吸附的Ca+2离子、Fe+2离子、Mg+2离子，同时提高了膨润土的白度，且大大提高了膨胀倍数等物理性能，所制得的膨润土可广泛适用于各种应用场合。
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例将膨润土原矿挤轧成碎粒，放入搅拌机中加水后搅拌造浆，使蒙脱石水解悬混于水液中，取用悬混液，滤掉沉于水底的杂质如石英、长石、碳酸钙等；向所述悬混液中加入膨润土重量的5％的盐酸(HCl)使PH＜5，搅拌4-5小时，然后沉清，排掉水及溶于水中的离子，再加水搅拌，沉清，排水后成稠泥浆；向该稠泥浆中加入浆重的7％的Na2CO3，或NaCl或它们的混合物，使膨润土钠基化；然后采用厢式压滤法使所述浆料脱水，压成滤饼；用蒸汽烘干法烘干后粉碎即制得本发明的膨润土。
所用原矿蒙脱石含量66.2％，膨胀倍数13，胶质价59.4，白度56.31％，PH7；化学成分为SiO264.86％，Al2O312.61％，Fe2O32.27％，CaO 2.73％，MgO 5.06％，K2O 0.35％，Na2O 0.55％。
用本方法处理后的膨润土物理性能为蒙脱石含量88.7％，膨胀倍数46，胶质价97.5，白度85.2％，PH10.39；化学成分为SiO271.3％，Al2O312.34％，Fe2O30.64％，CaO 1％，MgO 3.26％，K2O 0.06％，Na2O 4.04％。
权利要求
1.一种钠基膨润土的制备方法，其特征是包括挤轧、水选、水洗、钠化、脱水、干燥和粉碎步骤，其中挤轧为将膨润土原矿挤成碎粒；所述水选为将挤轧后的矿粒加水搅拌，取悬混液，去掉沉于水底的矿物；所述水洗为向所述悬混液中加入盐酸，搅拌，沉清，排掉水和溶于水中的离子，再加水搅拌，沉清，排掉水和溶于水中的离子，形成稠泥浆；所述钠化为向水洗后的稠泥浆中加入碳酸钠、氯化钠或它们的混合物，搅拌；所述脱水贯穿于水洗和干燥全过程，将所述稠泥浆用压滤法脱水。
2.如权利要求1的方法，其特征是所述悬混液加入盐酸后，PH＜5。
3.如权利要求1的方法，其特征是所述干燥采用蒸汽烘干法。
4.如权利要求1的方法，其特征是所述盐酸用量为膨润土重量的3-6％。
5.如权利要求1的方法，其特征是所述Na2CO3、NaCl或它们的混合物用量为所述稠泥浆重的5-9％。
6.一种膨润土，其特征是按权利要求1至5之一的方法制备。
全文摘要
本发明公开了一种钠基膨润土的制备方法，包括挤轧、水选、水洗、钠化、脱水、干燥和粉碎。在水洗步骤中向膨润土的悬混液中加入盐酸，使杂质生成溶于水的离子，随水排掉，从而得到精制的膨润土。该土中钙、镁、铁等杂质含量低，土的白度高，物理性能好。
文档编号C01B33/38GK1126700SQ95101070
公开日1996年7月17日 申请日期1995年1月13日 优先权日1995年1月13日
发明者李为民, 袁书智, 张金安 申请人:李为民