[发明专利]一种含方石英的天然钠基膨润土提纯方法

说明书

本发明公开了一种含方石英的天然钠基膨润土提纯的方法，至少包括干法磨矿工艺和半干法炼泥工艺；所述干法磨矿工艺包括对原矿进行干燥预处理后再进行磨粉形成粉料，所述干燥预处理包括晾晒‑破碎‑干燥，制得含水量为6～10％的粉料；所述半干法炼泥包括将粉料掺水使粉料快速吸水促使蒙脱石和方石英的包裹体崩解形成矿泥后进行碾压炼泥。选取的天然钠基膨润土原矿中的方石英颗粒细微且包裹在蒙脱石内，本发明采用干法磨矿和半干法练泥的方法，利用膨润土的强吸水性能，获得低含水量的粉料，加水后快速吸水促使蒙脱石的崩解，再辅以半干法练泥和超声波分散的方法将蒙脱石与方石英的包裹体分散，最终获得高纯度蒙脱石产品。

技术领域

本发明涉及膨润土提纯技术领域，具体涉及一种含方石英的天然钠基膨润土提纯方法。

背景技术

膨润土具有优良的物理化学性质，包括吸水性、溶胀性、黏结性、吸附性、催化活性、触变性、悬浮性、可塑性、润滑性和阳离子交换性等，使其作为缓释剂、吸附剂、催化剂、增稠剂、触变剂、脱色剂等广泛应用于医药、化工、食品、环境治理、新材料等多个领域，高纯度的膨润土具有更高附加值和更重要的应用。随着科技和社会生产的发展，对高质量高纯度的膨润土的需求明显增加。天然膨润土是一种以蒙脱石为主要矿物成分的粘土矿物。除蒙脱石外，膨润土中还含有其他矿物，如石英、伊利石、高岭石、绿泥石、海泡石、水铝英石、凹凸棒石以及细微的方石英等，通常需要进行选矿加工提纯才能得到较高纯度的膨润土精矿产品。因膨润土提纯在膨润土的开发利用中占有很重要的位置，精矿中蒙脱石的含量高低会直接影响到膨润土加工产品的性能，往往随着开发利用层次的提高，对蒙脱石含量的要求也相应增高，因此提纯是我国膨润土矿开发利用的至关重要的技术环节。

我国膨润土类型大多以钙基膨润土为主，天然钠基膨润土比较少，但是天然钠基膨润土比钙基膨润土具有更加优良的物理化学性能。天然钠基膨润土选矿提纯工艺主要有干法和湿法两种。干法加工工艺主要为原矿干燥→磨粉→分级，细粒级为蒙脱石精矿，粗粒级为尾矿(粗砂)，干法工艺通常用于原矿蒙脱石含量大于80％且杂质矿物粒度较粗的膨润土。蒙脱石含量较低的原矿主要采用湿法提纯工艺，湿法提纯主要包括制浆分散、分离粗砂、离心提纯或自然沉降、悬浮液干燥、产品磨粉等环节，自然沉降工艺耗时较长，生产效率低下，高速离心工艺生产效率高，但是能耗高，生产成本高，是目前生产高附加值膨润土产品的主要工艺。

现有技术中对于膨润土矿石提纯工艺的另一个难题在于对于蒙脱石与方石英的分离。方英石一般粒度细微、嵌布且与蒙脱石相互包裹形成包裹结构，蒙脱石遇水溶胀，浆料粘度增大，更不利于微细粒方石英的分离。换言之，将膨润土中包裹的方石英除去的关键问题在于如何打开蒙脱石与方石英的包裹体及如何有效降低矿浆粘度的问题，从而使已经解离的方石英和蒙脱石充分分散而分离。而传统的干法和湿法均无法实现。中国发明专利CN101391779A公开了一种用两次分散法从膨润土矿中提纯蒙脱石的方法，先采用过氧化氢作为分散剂破坏蒙脱石的片层结构，再采用焦磷酸钠打开缔结结构降低矿浆粘度来实现重力沉降，使方石英从蒙脱石中分离出来。该方法提纯能达到95％，操作方便，但是需要将矿浆浓度控制在5-15％，双氧水添加量为矿浆的1～3％，矿浆浓度极低，极大地增加了离心干燥过程的能耗，增加了生产成本；同时，由于添加双氧水后会生产大量的氧气，矿浆内产生向上的气泡，细小的杂质难以沉降，难以避免地最后留在悬浮液中，并与蒙脱石粘合难以剔除，且这些细小的杂质后续难以再通过其他方法将其除去。

中国发明专利CN 102120587A公开了一种从富含方石英钙基膨润土矿制取高纯钠基蒙脱石、白炭黑及尺寸可控的纳米二氧化硅的方法，该方法采用碱提取分离的方法，利用钠基蒙脱土更好的亲水性和更容易在水介质中分散的特点为下一步碱提取分离方石英创造条件通过碱溶液提取蒙脱石包裹的方石英，并制备纳米二氧化硅，实现矿物的高附加值利用。但是该方法对于方石英的提取效率不高，原因在于虽然将钙基膨润土改性为钠基蒙脱石，提高其分散性能，但是并未改变蒙脱石的包裹结构，蒙脱石的纯度也受到了极大地影响。因此现有技术中尚没有高效率分离蒙脱石和方石英的方法来提高蒙脱石的纯度。

发明内容