膨润土钠化改性新工艺的制作方法
【专利摘要】一种膨润土钠化改性的新工艺，它包括如下步骤:矿源筛选—旋耕机切割破碎—加改性剂混合钠化—翻铲混匀—陈化—干燥—粉磨—检测计量包装—成品；与现有技术相比,本方法改室内破碎为矿山现场破碎，大大减少了室内场地的占用；取消了双螺旋搅拌和对辊挤压两大工序，可简化工艺；又省去了双螺旋搅拌机、对辊挤压机和皮带输送机等设备，也省去了所省设备的驱动能耗,因此本工艺简单、实用、高效，环境污染少，钠化作业效率高，适合膨润土行业使用。
【专利说明】膨润土钠化改性新工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种膨润土钠化改性的新工艺，属化工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]膨润土也叫斑脱岩，皂土或膨土岩，是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产。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型晶体结构的层状铝硅酸盐矿物。由于蒙脱石晶格中部分硅氧四面体中的硅被铝取代、铝氧八面体中三价铝被镁或(和)二价的铁、锌、锰等离子取代，造成电荷不平衡，使得Na、K、Ca、Mg等碱金属、碱土金属离子进入晶层。存在于蒙脱石层间的某些阳离子，与蒙脱石晶胞的键合力不强，易被其它阳离子交换。特殊的化学组成和独特的晶体结构，使膨润土具有吸水膨胀、分散悬浮、吸附吸收、粘结、可塑、润滑、触变、阳离子交换等性能。被作为粘结剂、润滑剂、吸水剂、保湿剖、干燥剂、成膜剂、吸收剂、降阻剂、防渗剂、除臭剂、脱色剂、增稠剂、功能性载体或填料等，广泛应用于机械铸造、钻探作业、建筑工程、油脂脱色、禽畜饲料、隔水防渗、涂料、油漆油墨、日化、精细化工、橡胶塑料、造纸、纺织、环保、陶瓷、电力等24个领域100多个部门。但其主要消费领域是铸造型砂、铁矿球团、钻井泥浆、油脂脱色，消费量约占世界总产量的85%。我国应用于铸造、球团、泥浆的膨润土年消耗量约200万吨，占消耗总量的70%左右，是最主要的三大应用领域；
钠基膨润土具有比钙基膨润土优越得多的物化性能，是铸造、球团、泥浆这三大行业希望获得和使用的。天然产出的膨润土大多为钙基膨润土，物化性质不甚理想。天然钠基膨润土储量不多，且通常埋藏深，开采成本高，市场供应紧俏；
为满足包括铸造、球团、泥浆三大行业和众多应用领域对钠基膨润土的大量需要，利用膨润土离子交换、蒙脱石同晶置换的性能，通过人工钠化，将天然钙基膨润土转变为人工钠膨润土。通常，在钙基膨润土中加入可溶性钠盐，在水的作用下，使钠盐中的钠完全解离成为Na+，与蒙脱石晶层中的Ca2+和Mg2+发生置换反应，从而转化为钠蒙脱石，这就是所谓膨润土的人工钠化改性；
常规的膨润土钠化工艺流程是:原矿一挤压破碎一加改性剂一双螺旋搅拌混合一对辊挤压一陈化一干燥一磨粉为成品。目前的这种钠化改性的工艺，虽然效果较好，但存在工序多、能耗高、投入大、效率低等问题。随着应用行业对钠基膨润土的迫切需要和快速增长，改进现有膨润土钠化工艺流程，寻求一种简便高效低耗的钠化改性新工艺流程，以简化工艺，减少投入，降低能耗，减少环境污染，提高钠化作业效率，适应膨润土行业快速发展的形势，满足钠膨润土日益增长的需求。
【发明内容】
[0003]为克服现有膨润土钠化工艺流程的上述缺陷，本发明提供一种膨润土钠化改性的新工艺，用以简化工艺流程，减少设备和人员投入，降低作业能耗，提高钠化作业效率，适应膨润土行业快速发展的形势。[0004]为解决其技术问题，本发明采用的技术方案是:设计出的膨润土钠化改性的新工艺流程包括如下步骤:矿源筛选一旋耕机切割破碎一加改性剂混合钠化一翻铲混匀一陈化一干燥一粉磨一检测计量包装一成品；它的特点是:所述矿源筛选，是对矿山进行系统采样、分析测试,并进行工艺试验,根据所生产的产品不同,选取符合产品性能要求、含水率在20—25%、土层较软弱矿段的膨润土作为生产原料；
所述旋耕机切割破碎，是采用旋耕机在采场反复耕耙膨润土，重复翻切破碎数次，将潮湿的膨润土切割破碎至块度直径小于50_的块度，待用；
所述加改性剂混合钠化，是选用工业碳酸钠即纯碱为钠化改性剂，在破碎后潮湿的膨润土中，按0.5~3.5%的重量比加入工业纯碱，然后用铲车反复兜铲混匀，利用潮湿膨润土自身水分，使碳酸钠溶解，与膨润土的组成矿物蒙脱石发生置换反应进行钠化；得钠化后的原料，待用；
所述堆放陈化，是将钠化后的原料在专用场地堆放陈化20-30天，使其在潮湿的内部环境中继续进行钠化反应，在陈化期间翻动1-2遍，以保障钠化改性效果；
所述干燥，是采用晾晒或低温烘干的方式干燥，使含水量在0.5-2% ；
所述磨粉加工成成品，是将干燥后的膨润土用雷蒙机粉磨成直径小于1_5_的细粉，经检验测试、计量、包装后成为成品登记入库。
[0005]与现有技术相比，本发明有如下实质性特点和显著地进步:
1.由于本方法改室内破碎为矿山现场破碎，大大减少了室内场地的占用；
2.由于本方法取消了双螺旋搅拌和对辊挤压两大工序，可简化工艺；
3.由于本方法省去了双螺旋搅拌机、对辊挤压机和皮带输送机等设备，可减少设备的投入；`
4.可减少作业人员，有利于提闻工时效率；
5.由于本发明取消了搅拌、挤压、皮带输送的工序，也省却上述工序设备的驱动能耗，因此本工艺简单、实用、高效，能降低能源消耗。
【具体实施方式】
[0006]下面结合实施例对本发明进一步说明:本 申请人:在湖南省澧县开办了一家年产20万吨优质膨润土的公司，该公司的膨润土钠化改性工艺包括如下步骤:
1.矿源筛选:利用澧县当地膨润土具有含水高、含沙少、土质软的特点，对矿山进行系统采样、分析测试和工艺试验，根据分析实验结果，依拟生产的不同产品，选取当地符合产品性能要求、含水率在20-25%的软弱土层、矿段的膨润土为矿源；
2.旋耕机切割破碎:在选取的矿源上采用旋耕机，在采矿场反复耕耙膨润土，重复翻切破碎数次，将潮湿的膨润土切割破碎至直径小于50_的块度，待用；
3.加改性剂钠化:钠化改性剂选用工业碳酸钠即纯碱，将破碎后潮湿的膨润土用汽车运到厂区内堆场卸车倾倒，卸车时按汽车载土数量，按0.5~3.5%的重量比加入工业碳酸钠，然后用铲车反复兜铲混匀，利用潮湿膨润土自身水分，使碳酸钠溶解，与膨润土的组成矿物蒙脱石发生置换反应进行钠化；
4.堆放陈化:将钠化改性后的膨润土，在专用场地堆放陈化20-30天，使其在潮湿的内部环境中继续进行钠化反应，在陈化期间翻动一二遍，以保障钠化改性效果；5.干燥:将堆放陈化后的膨润土，采用晾晒或低温烘干的方式进行干燥；使含水量在
0.5-2% ；
6.磨粉加工成成品:将干燥后的膨润土用雷蒙机粉磨成直径小于5_的细粉；
7.将干燥磨细后的膨润土，经检`验测试、计量后，包装成为成品，登记入库。
【权利要求】
1.一种膨润土钠化改性的新工艺，其特征是:它包括如下步骤: (1).矿源筛选:是对矿山进行系统采样、分析测试，并进行工艺试验，根据所生产的产品不同，选取符合产品性能要求、含水率在20--25%、土层较软弱矿段的膨润土作为生产原料； (2).旋耕机切割破碎:采用旋耕机在采场反复耕耙膨润土，重复翻切破碎数次，将潮湿的膨润土切割破碎至块度直径小于50_的块度，待用； (3).加改性剂混合钠化:选用工业碳酸钠即纯碱为钠化改性剂，在破碎后潮湿的膨润土中，按0.5~3.5%的重量比加入工业纯碱，然后用铲车反复兜铲混匀，利用潮湿膨润土自身水分，使碳酸钠溶解，与膨润土的组成矿物蒙脱石发生置换反应进行钠化，得钠化后的原料，待用； (4).堆放陈化:将钠化后的原料在专用场地堆放陈化20-30天，使其在潮湿的内部环境中继续进行钠化反应，在陈化期间翻动1-2遍，以保障钠化改性效果； (5).干燥:将堆放陈化后的原料，采用晾晒或低温烘干的方式干燥，使含水量在.0.5-2% ； (6).磨粉加工成成品:将干燥后的膨润土用雷蒙机粉磨成直径小于1_5_的细粉； (7).检验测试、计量和包装后即为成品，登记入库。
【文档编号】C01B33/40GK103553063SQ201310556139
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】应根其, 黄剑云 申请人:湖南飞来峰非金属矿物材料有限公司