[发明专利]钠基膨润土以及膨润土的双重钠化方法

说明书

技术领域

本发明涉及钠基膨润土，具体地，涉及一种钠基膨润土以及膨润土的双重钠化方法。

背景技术

膨润土是一种黏土岩、亦称蒙脱石，具有很强的吸湿性(能吸附相当于自身体积8-20倍的水而膨胀至30倍)、在水介质中能分散呈胶体悬浮液，并具有一定的粘滞性、触变性和润滑性，它和泥沙等的掺和物具有可塑性和粘结性，有较强的阳离子交换能力和吸附能力。因此，膨润土广泛应用于工业生产中，如钻井泥浆、铁矿球团和铸造三大行业；当然膨润土也可以能够应用于日常生活中，如膨润土猫砂、膨润土空气净化器和膨润土营养陶粒。

膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2：1型晶体结构，由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等，但这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固，易被其它阳离子交换。从膨润土的层间阳离子种类决定膨润土的类型，层间阳离子为Na⁺时称钠基膨润土，层间阳离子为Ca⁺时称钙基膨润土，钠质蒙脱石(或钠膨润土)的性质比钙质的好，如更高的吸水率，更强的粘结性和更好的胶体性能等。

目前，主要采用人工钠基工艺将钙基膨润土改性为钠基膨润土。钠基剂可以是Na₂CO₃、NaF和Na₂SO4等，但从经济上考虑，Na₂CO₃是最好的钠基剂。钠基过程中，膨润土与Na₂CO₃发生反应形成的CaCO₃不溶于水，促进了反应向右进行，形成了钠基膨润土，但是，由于Ca²⁺电势较强，膨润土有优先吸附Ca²⁺能力，因此，上面的反应是可逆的，不可能达到100％的钠基，进而导致了钠基不均匀和钠基效果不充分的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种钠基膨润土以及膨润土的双重钠化方法，该方法能够将钙基膨润土充分钠化成钠基膨润土，并且该钠基膨润土具有优异的吸蓝量、吸水率和胶质价，另外，该方法步骤简单，原料易得。

为了实现上述目的，本发明提供了一种膨润土的双重钠基方法，包括：

1)将钙基膨润土与钠盐混合并钠化制得一级钠基膨润土；

2)将一级钠基膨润土与添加剂混合并孕育制得二级钠基膨润土；

其中，添加剂包括微晶纤维素、钠盐修饰的硅胶、膨胀蛭石、硼酸铵、增粘剂和聚丙烯酰胺；钠盐和钠盐修饰的硅胶中的钠盐各自独立地选自碳酸钠、硅酸钠、氟化钠、草酸钠、醋酸钠、磷酸类钠盐、聚丙烯酸钠、氢氧化钠、氯化钠、硫代硫酸钠和纤维素钠中的一种或多种；增粘剂选自氧化镁和/或氢氧化镁。

本发明还提供了一种钠基膨润土，该钠基膨润土通过上述的方法制备而得。

通过上述技术方案，本发明提供的方法首先将钙基膨润土与钠盐进行一级钠化制得一级钠基膨润土，然后将一级钠基膨润土与添加剂进行二级钠化制得二级钠基膨润土。通过两步双重钠化的方法以提高钙基膨润土的钠化程度，并且添加剂中含有微晶纤维素、钠盐修饰的硅胶、膨胀蛭石、硼酸铵、增粘剂和聚丙烯酰胺，通过各组分之间的协同作用能够加大地提高钙基膨润土的钠化效果，制备出具有优异的吸蓝量、吸水率和胶质价的钠基膨润土。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种膨润土的双重钠基方法，包括：

1)将钙基膨润土与钠盐混合并钠化制得一级钠基膨润土；

2)将一级钠基膨润土与添加剂混合并孕育制得二级钠基膨润土；

其中，添加剂包括微晶纤维素、钠盐修饰的硅胶、膨胀蛭石、硼酸铵、增粘剂和聚丙烯酰胺；钠盐和钠盐修饰的硅胶中的钠盐各自独立地选自碳酸钠、硅酸钠、氟化钠、草酸钠、醋酸钠、磷酸类钠盐、聚丙烯酸钠、氢氧化钠、氯化钠、硫代硫酸钠和纤维素钠中的一种或多种；增粘剂选自氧化镁和/或氢氧化镁。

在本发明的步骤1)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高一级钠基膨润土含钠量，优选地，在步骤1)中，钙基膨润土与钠盐的重量比为100：2-4。