[发明专利]高纯微细白色蒙脱石的制备工艺技术

说明书

技术领域

本发明属于非金属矿精加工技术领域，涉及一种蒙脱石高纯、超细的提纯方法，尤其涉及和提供一种高纯、微细、白色蒙脱石原料药的生产工艺技术。

背景技术

蒙脱石是由二层硅氧四面体夹一层铝氧八面体所组成的2∶1型晶体结构的硅酸盐或铝硅酸盐矿物，属单斜晶系，是天然膨润土的主要矿物组成，结构分子式为(1/2Ca，Na)_0.66(Al，Mg，Fe)₄[(Si，Al)₈O₂₂](OH)₄·nH₂O，蒙脱石晶体的晶胞单位以双硅氧四面体和一个铝氧八面体加上层间域组成，晶胞格架为0.96nm，随含水分子和层间阳离子不同C轴常数发生变化，钠基蒙脱石的d₀₀₁面为约1.24nm，其层间域内含1个水分子，钙基蒙脱石d₀₀₁面为约1.54nm，含2个水分子，蒙脱石的层间距变化很大。

蒙脱石晶体结构四面体和八面体结构中存在类质同象置换，以Al³⁺置换硅氧四面体中心离子Si⁴⁺，以Mg²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺等离子置换八面体中心离子Al³⁺，因而带有负电荷，为达到电荷平衡蒙脱石层间域吸附外来阳离子Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Li⁺、H⁺等。由于四面体和八面体类质同象置换的不同所产生的负电荷量和其电荷分布发生变化造成蒙脱石晶体带有静电电荷(永久性电荷)及其不均匀的电荷分布，同时蒙脱石层间域阳离子与晶体片层氧离子之间产生电偶极子，这样蒙脱石晶体不仅具有电负性及其电荷的不均匀分布而且带有极性。由于蒙脱石晶体中的氢氧根基团(HO-)在碱性介质中H⁺电离；晶体水化分散后Si-O、Al-O、Al-OH断键以及晶体表面Al³⁺等离子的解离产生可变电荷(端面电荷)，此电荷随介质的PH值而发生变化。蒙脱石的晶粒很细，其厚度和宽度随单原晶胞沿a、b轴方向的延伸排列和c轴方向的垂直重叠层的不同发生变化，其厚度一般为0.1～0.01nm，其宽度约为几个～几十个微米，是由一维纳米粒径所组成的粘土质矿物，其表面积极大，约达800m²/g，并其结构表面的原子化学性质、电荷大小及来源、分布和空隙结构变化很大。

在一般情况下自然状态的蒙脱石晶粒由10～15个二八面体聚集而成，其厚度一般在15～25微米，经水化剥磨分散提纯后晶粒达到D₉₇＜2微米，甚至更细，随着蒙脱石C轴方向的堆积层变薄其有序度降低；蒙脱石晶胞不是由完整的硅氧四面体和铝氧八面体所组成，由于八面体结构内的畸变、空穴造成四面体旋转、扭曲、甚至断键致使晶体a、b方向的畸变、缺陷、断键造成a、b方向的有序度降低，导致晶体的层面电荷和单面电荷量大大增加同时其不均匀分布范围变宽。蒙脱石晶粒微细化后蒙脱石的胶体性能发生很大的改变，增强其分散性、悬浮性、溶胶性、凝胶性致使蒙脱石的物化活性大有增强。

总之，蒙脱石是由一维纳米粒径所组成的多孔层状结构，其晶胞存在类质同象置换的四面体和八面体晶体，其双四面体之间紧靠共用氧原子联接而成，其结合力较弱，在外界机械能、水化能、热能、高分子有机阳离子以及极性分子的作用下层间距易发生变化造成易层离，电荷分布进一步变宽，进一步增强其电性、极性、遇水膨胀、水化分散、悬浮，易形成凝胶和溶胶，它在水、酸、碱以及有机溶剂中易分散成各种凝胶结构，形成非牛顿塑性体，产生结构粘度，具有独特的流变性能，具有很强的物理化学性能；进一步增强吸附能力、粘附能力、覆盖能力以及独特的触变能力等。

蒙脱石的上述晶体结构特证和晶体化学组成使其具有膨胀性、分散性、悬浮性、溶胶凝胶性、触变性、粘结性、增稠性、吸附催化性、离子交换性等宝贵的物化性能。人们利用蒙脱石晶体的这种特性，通过采取各种物理化学措施，改变蒙脱石层间域这个微观反应场所所具有的离子交换性、吸附性、催化性、聚合性、柱撑性等特性，已制备出上百种产品，用于工业、农业、国防、化工、建筑材料、医学、化妆品、兽药、饲料添加剂、高纯超白增稠流变剂、石油催化剂、纳米塑料工程复合材料、无机抗菌剂等24个技术领域，应用范围十分广泛，属称“万能矿物”。