[发明专利]一种无机陶瓷膜错流分级提纯凹凸棒土的方法

说明书

技术领域

本发明属于膜分离领域，具体涉及一种无机陶瓷膜错流分级提纯凹凸棒土的方法。

背景技术

凹凸棒石粘土(简称“凹土”)是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，由于具有优良的物理化学性能，特殊的纤维结构，不同寻常的胶体和吸附性能，誉有“千土之王”、“万用之土”的美称，被广泛地研究和应用。凹土由于在形成过程中随地质条件的不断变化会产生一些伴生矿物，如蒙脱石、白云石和石英蛋白石等，这些共生矿物的成分和含量严重影响了凹土的性能，限制凹土的应用。因此，对凹土进行分级提纯，除去其中某些矿物和杂质，改善凹土的性质，获得一定粒度分布的凹土颗粒，以满足现代各工业领域中使用的需求，是提升凹土产品档次，增加产品附加值的一种重要处理方法。

发明内容

本发明提供了一种无机陶瓷膜错流分级提纯凹凸棒土的方法：推动凹凸棒土悬浮液平行于无机陶瓷膜的平面流动，完成提纯后采用酸碱混合液清洗，配以反冲技术使膜获得再生，

其中，无机陶瓷膜为Al₂O₃陶瓷膜或ZrO₂陶瓷膜，膜孔直径为0.05～0.5μm，

错流分级提纯操作中，推动凹凸棒土悬浮液流动的操作压力为0.05～0.20MPa，错流速度为0.4～2.0m/s；凹凸棒土在其悬浮液中的浓度为5～40g/L；凹凸棒土悬浮液的温度为300～350K；凹凸棒土悬浮液pH值为2～10，

反冲技术中，反冲压力为0.2～0.6MPa，反冲时间为5～30s，反冲周期为10～60min，

酸碱混合液中，包括质量浓度0.05～0.15％的HNO₃、质量浓度0.05～0.15％的NaClO、质量浓度0.05～0.15％的NaOH，

经本专利方案提纯后的凹凸棒土可用于印染废水及水溶性染料的处理，使其COD大大下降，有效地减小了染料的色度。

本发明的优点在于：将膜分离技术应用到凹凸棒土的提纯工艺中，提高了工作效率和产品质量，并将白云石、石英石等难分离的杂质有效地分离出来；且在微滤过程中，使凹凸棒土在流动过程中由于自身粒径的不同得到了进一步的分散处理，在膜表面形成了不同沉积区，实现了凹土的分级化提纯(如附图1所示)，有利于凹凸棒土的进一步利用。

附图说明

图1为实施例1中经过无机陶瓷膜错流分级提纯后，凹凸棒土沉积颗粒的粒度分布图。

具体实施方式

实施例1

采用材质为Al₂O₃陶瓷的管状膜支撑体，管长230mm，单支膜面积为0.034m²，膜孔直径为0.2μm；将产自江苏盱眙的粗凹凸棒土按20g/L的浓度，加水配制成悬浮液，调节该悬浮液温度为323K、pH值为6后，利用0.12MPa的操作压力推动该粗凹凸棒土悬浮液于上述管状膜支撑体的内腔中流动，错流速度为1.0m/s；

完成上述提纯操作后，采用酸碱混合液清洗该管状膜支撑体内腔，并配以反冲技术使膜获得再生，其中，酸碱混合液为质量浓度0.05％HNO₃、质量浓度0.1％NaClO、质量浓度0.05％NaOH的混合溶液，反冲压力为0.5MPa，反冲时间为10s，反冲周期为20min。经过该再生操作，管状膜支撑体的纯水通量恢复至新陶瓷膜的89％，且多次的清洗效果稳定。

将本实施例中提纯后的凹土棒土用于处理不同类型的水溶性染料：在250mL的锥形瓶中加入100mL染液(染液中，染料浓度为200mg/L)后，加入0.500g的凹凸棒土(选取200目的凹土)到上述染液中，并在振荡器上以140r/min的速度振荡30min后，倒入量筒静置1h，离心分离后取上层清液，采用稀释倍数法测定色度。比较传统方法提纯的凹土和本专利方法提纯的凹土的脱色率，如表1所示：

表1

(注：上表中的“传统方法”为分散剂法，具体采用分子量为4000的聚丙烯酸钠(PAAS)作为分散剂对粗凹凸棒土进行提纯。)

实施例2

采用材质为ZrO₂陶瓷的管状膜支撑体，管长250mm，单支膜面积为0.068m²，膜孔直径为0.15μm；将产自江苏盱眙的粗凹凸棒土按20g/L的浓度，加水配制成悬浮液，调节该悬浮液温度为323K、pH值为6后，利用0.12MPa的操作压力推动该粗凹凸棒土悬浮液于上述管状膜支撑体的内腔中流动，错流速度为1.0m/s；