[发明专利]提纯蒙脱石的方法和提纯蒙脱石及其组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机矿物的分离提纯方法，特别涉及从天然膨润土中分离提纯蒙脱石(montmorillonite)的方法。

背景技术

天然膨润土是粘土和骨架状硅酸盐矿物的混合物，主要矿物成分是遇水膨胀的蒙脱石。要想获得纯度更高或质量更高的蒙脱石，需要把天然蒙脱石中的其他矿物分离除掉。

天然蒙脱石中伴生有二氧化硅、蛋白石、长石、石膏、方解石、珍珠岩、沸石等非粘土硅酸盐矿物，还含有高岭石、伊利石、绿泥石等粘土矿物，以及少量的有机质，其中蒙脱石的含量通常在50％-70％，部分富矿含量可达80％-90％。利用蒙脱石在水中膨胀的特性，可使其与共生非金属矿物分离，然后利用二者粒度大小和密度差异，借助旋流、离心等机械设备，把粒子粗的非粘土矿物加以分离除去，但粒度细小、且与蒙脱石紧密共生的α-石英和粒度极其细小(0.1-0.5μm)同蒙脱石镶嵌在一起的α-方英石，仅依靠蒙脱石自身的水化膨胀力尚不足以打开三者之间的共生、镶嵌、包裹状况，特别是层电荷高的钙基膨润土，因此，无法用普通水力漩流器将其分离除去，成为影响蒙脱石提纯质量的主要因素，也是蒙脱石提纯技术的难点。另外，湿法提纯蒙脱石方法中对提纯液的浓缩脱水处理也是其技术难点。

由于提纯蒙脱石较原土的吸附性、粘度、膨胀倍数和阳离子交换容量等性能均有明显提高，显著拓宽蒙脱石的应用性能和应用领域，因此，蒙脱石的提纯日益成为研究热点。目前关于膨润土的提纯有干法和湿法两种。干法的基本工艺过程为：原矿->手选->破碎->干燥->粉磨->收尘->分级->包装。虽然工艺简单，但产品质量难以控制，因杂质与蒙脱石的比重相近，造成细粒杂质分离困难，难以得到高纯度的蒙脱石，该法一般适合蒙脱石纯度为80％以上的高品质矿选，以及对蒙脱石产品纯度要求不高的蒙脱石矿的提纯。湿法适合蒙脱石纯度为30-80％中低品质的膨润土提纯，其产品质量稳定，但提纯周期长，费用较高，所得蒙脱石的纯度在90％左右。如早期的溴仿乙醇重液法，以及孔庆池等(《岩矿测试》，1999年3月，vol.18(1)：62-64)采用的四氯化碳-正辛胺重液法，即蒙脱石在正辛胺水溶液中浸泡后，密度降至1.60×10³kg/m³以下，可用CCl₄作重液实现与其他粘土矿物及杂质的分离，再用7.5mol/l的NaOH溶液处理含有正辛胺的蒙脱石，可得高纯度的蒙脱石。李玉玲等(《信阳师范学院学报》(自然科学版)，2002年10月，15(4)：443-444)公开了絮凝法提纯钙基膨润土的方法，用无机、有机絮凝剂和自制醋酸甲壳素溶液，分别对膨润土浆液进行絮凝提纯，结果表明：自制醋酸甲壳素溶液对膨润土的提纯效果比无机、有机絮凝剂好，提纯后的膨润土白度达到78.6％，蒙脱石含量达到90.1％；闫景辉等(《非金属矿》，2002年5月，25(3)：8-9)从蒙脱石的结构分析出发，研究了其提纯路线，首先将钙基蒙脱石经水浸泡钠化处理，将其层状堆积的结构打开，因在水分散介质中，蒙脱石颗粒之间靠正负电性吸引，存在着以“工”字型缔合为主的搭接结构，一些细微粒的固体杂质被这种缔合结构所支托或包裹而难以除尽，通过加入高纯度处理剂(如焦磷酸钠)打开搭接结构，以除去细微颗粒杂质，达到提纯目的，再经处理除掉高纯度剂，以恢复蒙脱石的结构。