[发明专利]凹凸棒粘土制浆方法及其装置

说明书

本发明涉及一种以矿物粘土制浆的方法及其粘土晶体分散装置，具体地说是一种凹凸棒粘土制浆方法及其装置。

凹凸棒粘土制浆一般有胶磨工艺、挤压工艺和匀浆工艺，这些工艺除需要特定的设备外，一般均有干燥过程，能源消耗大，（见《非金属矿》杂志1989年第二期第45页《利用机械加工提高凹凸棒粘土造浆性能》一文）;CN88102788A公开了一种凹凸棒粘土印染浆料的调制方法，其造浆工艺也是传统的方法，先浆凹凸棒粘土原矿破碎至直径2毫米以下，经水浸泡后用研磨机挤压分散成膏状，置捣浆机中加水搅拌成矿浆，再水选，经板框压滤后由高压匀浆器匀浆而得浆料，流程长，工艺复杂;US3509066、US3596760提出用焦磷酸四钠在氧化镁水溶液中选取凹凸棒粘土微粒以达到一定含固量。

本发明的目的是在保证凹凸棒粘土浆料质量的前提下简化制浆工艺，并为此设计了专门的分散装置，以适应轻化工、纺织、生活日用等各个领域愈来愈广泛地对该浆料的需要。

本发明的工艺是，将直接粉碎的商品凹凸棒石粘土粉投入浸泡池内，常温下浸泡不少于20分钟，控制加水量使其含固量不大于7%（重量百分比，下同）以便通过筛网，然后过200目筛网注入池内沉降，沉降完全后抽去上层清液，控制含固量不少于9%时置入分散槽内，于常温、常压下启动晶体分散器，在晶体分散器的强力作用下制成凹凸棒矿物原浆，最后加入改性剂搅拌均匀，制得凹凸棒粘土浆料，改性剂也可在原浆制得前加入。根据加入不同的改性剂，所制得凹凸棒粘土浆料可用于日用化工、纺织印染等生产领域。例如洗涤剂、纺织印花色浆中的糊料等。改性剂可以是碳酸盐、硫酸盐、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、甘油等。如加两种以上，其比例可任意控制总量在0.1%-4.0%（重量比）。本工艺流程短，设备简单，浸泡池、沉降池、分散槽可以由金属、塑料、或者普通建筑材料制作，只要有足够数量的沉降池，便可连续生产，所制得的胶体浆料细腻润滑，具有良好的触变性、流变性、化学相容性和较高的稳定性。

本发明之所以流程短，关键在于精设计的强力分散装置。分散装置由分散槽和强力分散器组成;分散槽其截面可以是圆形、椭圆形或者如附图1所示意的，我们称之为心形等，敞口、平底或者非平底，其上置放强力分散器;强力分散器由支架、电机、主轴和复合式齿形叶浆构成，如附图2，即主轴上端同电机连接、主轴的下部固定至少两层复合式齿形叶浆，每层至少两片，平衡或对称分布，复合式齿形叶桨是由金属或非金属片制作，迎剪切方向做成齿形，齿形可以是锯齿形;如附图3，叶浆的上或下表面，或者上下表面同时镶嵌若干根齿条如附图4，以便从多方位加强晶体分子分散作用;叶浆的旋转速度由主轴决定，主轴的转速每分钟不少于1400转。本发明装置工作时，先将商品凹凸棒粘土粉经浸泡、过筛、沉降后注入分散槽，轮流启动电动机带动强力分散器作高速旋转，电机转速可以用电子装置控制在每分钟2000转左右。当叶桨在凹凸棒粘土悬浮液中高速运转时，形槽内悬浮的凹凸棒粘土受到多层次多方位排列的复合齿形叶浆强剪切力作用，致密的凹凸棒粘土晶体分子纤维状集合体被撕开分散;随着叶浆连续运转，形槽内形成的几股宏观流体相互强烈地冲击，槽内壁的挡板又将剧烈运动的宏观流体分割后激发成众多小旋涡，于是微观湍流激剧增强，加剧了形槽内的宏观、微观流体的界面冲击与摩擦。同时，锯齿形叶浆不断地对周而循环的液体流施加强剪切作用力，凹凸棒粘土晶体分子网状纤维集合体的分散度随着分散器运转时间的延长相应提高。

本发明的优点是大大简化了凹凸棒粘土浆料传统的加工工艺，不仅设备少，工艺简便，而且是在常温常压下操作，投资少，能耗小，设备易加工，工艺条件容易掌握。此外，该分散装置不仅适用于凹凸棒粘土的加工还适用于膨润土、高岭土等粘土的分散加工。

实施例一

取安徽明光凹凸棒粘土材料厂生产的凹凸棒粘土140公斤，投入浸泡池内，加水2000公斤，浸泡半小时左右，然后经200目网筛注入沉降池内沉降20小时左右抽取上层清液使其含固量为10%，再转移到分散槽内，启动强力分散器，分散40分钟左右，加入0.5%碳酸钠;0.3%羧甲基纤维素（高醚化度）;0.2%聚乙烯醇（低聚合度）;甘油0.1%.。继续分散30分钟即得凹凸棒粘土浆料。

实施例二