[发明专利]一种基于预水化剥片的膨润土深度脱除方石英的方法

说明书

本发明属于膨润土提纯技术领域，具体涉及一种基于预水化剥片的膨润土深度脱除方石英的方法，具体步骤如下：1)将膨润土分散于锂盐或钠盐溶液，进行离子交换改性制备锂基/钠基膨润土；2)将锂基/钠基膨润土配置成悬浮液，预水化后得到预水化膨润土；3)将预水化膨润土进行剥离制备具有1‑5层的膨润土纳米片悬浮液；4)将悬浮液经离心脱除亚微米级方石英，得到高纯蒙脱石。本发明通过对膨润土进行离子交换改性并预先水化处理，在膨润土的层间引入具有优异水化能力的锂/钠离子，增大其水化膨胀性能，再剥离即可轻易地剥离成单层或少数层纳米片，从而促使亚微米级方石英和纳米级蒙脱石完全分开。工艺简单，生产成本低，全程无副产品产生。

技术领域

本发明属于膨润土提纯技术领域，具体涉及一种基于预水化剥片的膨润土深度脱除方石英的方法。

背景技术

膨润土是自然界中常见粘土，主要有效成分为蒙脱石。蒙脱石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，中间是一些可交换阳离子。然而，膨润土中常伴生有钙长石、钠长石、伊利石、石英和方石英等杂质，其中方石英粒度为亚微米级，且易使人体致癌，若是除去膨润土中的方石英，便可将其用于治疗急、慢性腹泻，食管炎等药物的添加剂，亦可应用于化妆品、酒类澄清剂等高端行业，具有极高的研究价值。

目前，膨润土提纯方法分为干法提纯和湿法提纯。其中，干法提纯适用范围较窄，主要用于处理蒙脱石质量分数高于60％的膨润土矿石。与干法提纯相比，湿法提纯应用范围更广，蒙脱石含量在30％～60％的膨润土都可以用湿法提纯。湿法提纯根据工艺流程的不同可分为化学提纯法、自然沉降法、高速离心法、超声波法、电泳法、以及絮凝法等。常规湿法提纯难以除去夹杂在蒙脱石晶层之间的亚微米级方石英；化学提纯在脱除方石英的同时，也会影响蒙脱石的表面结构，且反应生成新的杂质，严重制约蒙脱石在医药、化妆品等高端领域的应用。中国专利文献CN103646430A公开了一种从钙基膨润土中分离提纯蒙脱石的方法，该方法通过添加分散剂和调整悬浮液pH来增大钙基蒙脱石的表面负电性，进而借助颗粒间的排斥力来达到蒙脱石与方石英分离。然而该方法只能脱除部分被蒙脱石包裹的方石英，难以脱除夹杂在蒙脱石晶层之间的亚微米级方石英。因此，亟需开发一种深度脱除膨润土中方石英的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于预水化剥片的膨润土深度脱除方石英的方法，通过对膨润土进行预先水化处理以减弱其层间相互作用力，利用二维剥片实现蒙脱石与方石英的分离，然后通过精准控制离心强度深度脱除亚微米级方石英。

本发明实现目的所采用的方案是：一种基于预水化剥片的膨润土深度脱除方石英的方法，具体步骤如下：

1)将膨润土分散于锂盐或钠盐溶液，进行离子交换改性制备锂基/钠基膨润土；

2)将步骤1)制备的锂基/钠基膨润土配置成悬浮液，预水化后得到预水化膨润土；

3)将步骤2)得到的预水化膨润土进行剥离制备具有1-5层的膨润土纳米片悬浮液；

4)将步骤3)得到的膨润土纳米片悬浮液经离心脱除亚微米级方石英，得到高纯蒙脱石。

优选地，所述步骤1)中，膨润土为钙基膨润土、钠钙基膨润土、钙钠基膨润土中的至少一种。

优选地，所述步骤1)中，锂盐为氯化锂、碳酸锂、硝酸锂中的任意一种，钠盐为氯化钠或碳酸钠。

优选地，当采用锂盐或氯化钠进行离子交换改性时，锂盐和氯化钠的浓度均为0.5～1.0mol/L，离子交换改性条件为60～60℃交换4-6小时，当采用碳酸钠进行离子交换改性时，浓度为0.02～0.05mol/L，离子交换改性条件为20-30℃下反应1～4小时。

优选地，所述步骤1)中，离子交换改性次数为1-5次。

优选地，所述步骤1)中，膨润土分散于锂盐或钠盐溶液后的浓度为3wt％-10wt％。