專利名稱：一種蒙脫石超細(xì)粉體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒙脫石深加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)涉及一種蒙脫石超細(xì)粉體的制備方法。
背景技術(shù)：
蒙脫石(montmorillonite)又名微晶高嶺石，是一種層狀結(jié)構(gòu)、片狀結(jié)晶的硅酸鹽粘土礦，因其最初發(fā)現(xiàn)于法國(guó)的蒙脫城而命名的，在地質(zhì)年代中由天然的火山灰變質(zhì)而成。在電子顯微鏡下觀察，晶體屬單斜晶系，一般呈不規(guī)則片狀。顏色為白色帶淺灰，有時(shí)帶淺藍(lán)或淺紅色，光澤暗淡。蒙脫石具有很強(qiáng)的吸附能力、離子交換能力、高度的膠體性、可塑性和粘結(jié)力以及吸水性很強(qiáng)。脫石因其特有的物理化學(xué)特性被廣泛地應(yīng)用于冶金、機(jī)電、 化工、建筑、涂料、石油、紡織、食品、水利、交通、醫(yī)藥、造紙、環(huán)境保護(hù)、新材料、日用品、農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)等M領(lǐng)域100多個(gè)部門，有上千種用途，因而人們稱之為“萬(wàn)能土”。
粉體技術(shù)被看作是支持高技術(shù)工業(yè)最重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一，現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展要求呈粉體狀態(tài)的原料和制品具有細(xì)而均勻的粒度和盡可能低的污染程度。非金屬礦物的超細(xì)粉碎技術(shù)通常是指將顆粒的細(xì)度加工到-10 μ m以下，對(duì)于超細(xì)產(chǎn)品的粒度界限如何劃分目前無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，習(xí)慣上將0. 1 10 μ m的顆粒稱為超微細(xì)顆粒暨微米級(jí)產(chǎn)品。
蒙脫石超細(xì)粉體制備是蒙脫石深加工技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新月異，蒙脫石同大多數(shù)的非金屬礦物一樣必須經(jīng)過(guò)超細(xì)粉碎后，超細(xì)化后才能發(fā)揮其功能性作用，具有比表面積大、表面活性高、化學(xué)反應(yīng)速度快、懸浮性和穩(wěn)定性好、填充補(bǔ)強(qiáng)性能好、遮蓋率高等優(yōu)良的物理化學(xué)性能。并滿足其他領(lǐng)域的使用要求。如功能性纖維填料要求的蒙脫石等無(wú)機(jī)非金屬礦物填料的細(xì)度為D97 < 2 μ m,最大粒徑< 3 μ m ；高聚物基復(fù)合材料用的也要求蒙脫石產(chǎn)品中位徑D5tl彡1 μ m，D97彡5 6 μ m。蒙脫石工業(yè)正在向高純、超細(xì)和精細(xì)化方向發(fā)展。
到目前為止，常見的蒙脫石超細(xì)粉體制備方法主要分為干法和濕法
干法生產(chǎn)超細(xì)蒙脫石粉體一般利用各類球磨機(jī)、機(jī)械高速旋轉(zhuǎn)沖擊剪切式粉碎機(jī)、氣流粉碎機(jī)、攪拌磨等超細(xì)粉碎設(shè)備進(jìn)行粉碎并輔以干式分級(jí)工藝。干法生產(chǎn)可以省去蒙脫石濕法超細(xì)粉碎中的烘干工藝。但也存在一些問(wèn)題設(shè)備制造成本高，一次性投資大， 設(shè)備的折舊費(fèi)高，其關(guān)鍵問(wèn)題是蒙脫石產(chǎn)品粉碎極限較高且產(chǎn)量較小。例如，在機(jī)械粉碎加工過(guò)程中蒙脫石產(chǎn)品粉體粒度D9tl在10 μ m時(shí)產(chǎn)量是其它非金屬礦產(chǎn)品產(chǎn)量的1/2 1/4， D9tl在10 μ m以下時(shí)產(chǎn)量更是大幅度下降，成本急劇上升，在蒙脫石應(yīng)用的領(lǐng)域就失去了應(yīng)有的使用價(jià)值，不具備產(chǎn)業(yè)化意義；而目前氣流磨在蒙脫石粉體超細(xì)中單機(jī)處理能力較小， 且能耗太大，還不能適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要；當(dāng)蒙脫石產(chǎn)品粒度小于10 μ m時(shí)，由于氣體的分散能力所限，干法分級(jí)工藝分級(jí)效果明顯變差。
濕法超細(xì)是將以水為分散介質(zhì)的蒙脫石漿液在攪拌磨、球磨機(jī)等濕法超細(xì)設(shè)備中進(jìn)行超細(xì)，并輔以分級(jí)設(shè)備而得到蒙脫石超細(xì)漿液。這種工藝生產(chǎn)時(shí)，水透過(guò)蒙脫石片層之間的區(qū)域，迫使片層分離，并輔以機(jī)械作用使蒙脫石被分散成細(xì)小顆粒，再利用濕法分級(jí)工藝得到蒙脫石超細(xì)漿液，利用濕法超細(xì)蒙脫石，具有產(chǎn)量大、粒度細(xì)、超細(xì)效果好等優(yōu)點(diǎn)。但由于蒙脫石與層間水的作用和水電離出H+和0H_相互作用使得脫水干燥后的蒙脫石又重新團(tuán)聚成大顆粒，而這種團(tuán)聚作用力較強(qiáng)，顆粒硬度和韌性都比較高，因此通過(guò)打散工藝不能還原到濕法超細(xì)后的粒度得到蒙脫石超細(xì)粉體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足，而提供一種蒙脫石超細(xì)粉體的制備方法，它使蒙脫石超細(xì)粉體制備的產(chǎn)業(yè)化變成現(xiàn)實(shí)，并有效避免了目前干法和濕法超細(xì)所存在的種種問(wèn)題。本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)以一定濃度的乙醇溶液為介質(zhì)分散蒙脫石，通過(guò)超細(xì)剝片，對(duì)蒙脫石進(jìn)行分級(jí)干燥，最后經(jīng)打散工藝，從而獲得超細(xì)蒙脫石粉體。
本發(fā)明的技術(shù)解決措施如下
一種蒙脫石超細(xì)粉體的制備方法，
a、將蒙脫石和乙醇溶液按重量計(jì)，蒙脫石乙醇溶液=1 2 99的固液比配制成漿液；乙醇溶液為水和乙醇的混合物，按體積計(jì)乙醇水=3 0 1 ；
b、將配制好的漿液輸入超細(xì)設(shè)備中進(jìn)行超細(xì)剝片，
C、超細(xì)剝片后的漿液經(jīng)濕法分級(jí)設(shè)備分級(jí)除去粗顆粒得粒徑均勻的超細(xì)漿液，
d、將超細(xì)漿液脫水、干燥、打散得蒙脫石超細(xì)粉體。
所述超細(xì)剝片設(shè)備為剝片機(jī)、球磨機(jī)、攪拌磨或砂磨機(jī)類濕法超細(xì)設(shè)備，所述的超細(xì)后的蒙脫石漿液粒度分布應(yīng)為=D8tl < 1 10 μ m ；所述的分級(jí)設(shè)備是離心機(jī)、水力旋流器類濕法分級(jí)設(shè)備；所述的超細(xì)分級(jí)后蒙脫石漿液粒度分布應(yīng)為=D9tl < 1 10 μ m ；所述打散設(shè)備為打散機(jī)、機(jī)械磨、氣流磨類超細(xì)設(shè)備。
本發(fā)明的有益效果在于
與現(xiàn)有超細(xì)技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)
1、采用乙醇溶液為分散介質(zhì)進(jìn)行超細(xì)，有效避免了干法生產(chǎn)存在的粉碎極限和濕法超細(xì)干燥后重新團(tuán)聚的缺陷，得到了粒徑較小的蒙脫石超細(xì)粉體。
2、采用剝片加分級(jí)的方法對(duì)蒙脫石進(jìn)行超細(xì)，有效保護(hù)了蒙脫石的片層結(jié)構(gòu)，打開了蒙脫石顆粒的團(tuán)聚，濕法分級(jí)使蒙脫石顆粒粒度更均勻，分級(jí)工藝還有利于蒙脫石產(chǎn)品純度的提高。利用本發(fā)明制備的超細(xì)蒙脫石粉體粒徑小，比表面積大，吸附能力強(qiáng)。
3、該工藝效率高，能耗低，無(wú)廢棄物，生產(chǎn)中所用乙醇可回收循環(huán)利用，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
將浙江提純蒙脫石與乙醇按固液比(質(zhì)量比)1 9制漿，然后將漿液輸入MBP80 型剝片機(jī)中進(jìn)行超細(xì)剝片，超細(xì)后漿液粒度分布D8tl為1. 95 μ m，將超細(xì)后的漿液在臥式螺旋卸料離心機(jī)中分級(jí)除去粗顆粒，分級(jí)后得到的超細(xì)漿液粒度分布D9tl為1. 9 μ m，最后濃縮干燥打散得D9tl小于2 μ m的超細(xì)蒙脫石粉體。
實(shí)施例2
將四川提純蒙脫石，與乙醇水(體積比)為3 1混合溶液，按固液比(質(zhì)量比)1 15制漿，然后將漿液輸入MBP80型剝片機(jī)中進(jìn)行超細(xì)剝片超細(xì)后漿液粒度分布D8tl 為5. 0 μ m，將超細(xì)后的漿液在離心機(jī)中分級(jí)除去粗顆粒，分級(jí)后得到的超細(xì)漿液粒度分布 D90為5. 0 μ m，最后濃縮干燥打散得D9tl小于5. 0 μ m的超細(xì)蒙脫石粉體。
實(shí)施例3
將河南提純蒙脫石，與乙醇水(體積比)為3 0. 7混合溶液，按固液比(質(zhì)量比)1 20制漿，然后將漿液輸入攪拌磨中進(jìn)行超細(xì)剝片，超細(xì)后漿液粒度分布D8tl為 4. 5 μ m，將超細(xì)后的漿液在離心機(jī)中分級(jí)除去粗顆粒，分級(jí)后得到的超細(xì)漿液粒度分布D9tl 為4. 0 μ m，最后濃縮干燥打散得D9tl小于4. 5 μ m的超細(xì)蒙脫石粉體。
實(shí)施例4
將浙江提純蒙脫石，與乙醇水(體積比)為3 0. 3混合溶液，按固液比(質(zhì)量比)1 4制漿，然后將漿液輸入MBP80型剝片機(jī)中進(jìn)行超細(xì)剝片，超細(xì)后漿液粒度分布D8tl 為8. 0 μ m，將超細(xì)后的漿液在水力旋流器中漩流分級(jí)除去粗顆粒，分級(jí)后得到的超細(xì)漿液粒度分布D9tl為8. 0 μ m，最后濃縮干燥打散得D9tl小于8. 0 μ m的超細(xì)蒙脫石粉體。
工作原理蒙脫石的每一個(gè)粒子都由數(shù)以千計(jì)的微小片組成。這些小片是由每?jī)尚∑g夾有一層水，象“三明治”的結(jié)構(gòu)那樣堆集起來(lái)的。這些小片的表面帶有負(fù)電荷， 而端面則帶部分正電荷，小片上的凈負(fù)電荷主要是被層間無(wú)機(jī)陽(yáng)離子中和。本發(fā)明將蒙脫石分散在乙醇溶液中，通過(guò)乙醇對(duì)蒙脫石片層的滲透作用以及機(jī)械剝片的方式將蒙脫石分散成超細(xì)顆粒，并使片層的水分子被乙醇分子替代，由于乙醇分子較水分子大以及其與水分子的電荷特性差異，使得蒙脫石片層間及顆粒間的作用力減弱，干燥后形成假團(tuán)聚，顆粒比較軟，很容易被打散。
權(quán)利要求
1.一種蒙脫石超細(xì)粉體的制備方法，其特征在于a、將蒙脫石和乙醇溶液按重量計(jì)，蒙脫石乙醇溶液=1 2 99的固液比配制成漿液；乙醇溶液為水和乙醇的混合物，按體積計(jì)乙醇水=3 0 1 ；b、將配制好的漿液輸入超細(xì)設(shè)備中進(jìn)行超細(xì)剝片，C、超細(xì)剝片后的漿液經(jīng)濕法分級(jí)設(shè)備分級(jí)除去粗顆粒得粒徑均勻的超細(xì)漿液， d、將超細(xì)漿液濃縮、干燥、打散得蒙脫石超細(xì)粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒙脫石超細(xì)粉體的制備方法，其特征在于超細(xì)剝片設(shè)備為剝片機(jī)、球磨機(jī)、攪拌磨或砂磨機(jī)類濕法超細(xì)設(shè)備；所述的超細(xì)后的蒙脫石漿液粒度分布應(yīng)為=D8tl < 1 10 μ m ；所述的分級(jí)設(shè)備是離心機(jī)、水力旋流器類分級(jí)設(shè)備；所述的超細(xì)分級(jí)后蒙脫石漿液粒度分布應(yīng)為=D9tl ^ 1 10 μ m ；所述打散設(shè)備為打散機(jī)、機(jī)械磨、氣流磨類干法超細(xì)設(shè)備。
全文摘要
一種蒙脫石超細(xì)粉體的制備方法，a、將蒙脫石和乙醇溶液按重量計(jì)，蒙脫石∶乙醇溶液＝1∶2～99的固液比配制成漿液；乙醇溶液為水和乙醇的混合物，按體積計(jì)乙醇∶水＝3∶0～1；b、將配制好的漿液輸入超細(xì)設(shè)備中進(jìn)行超細(xì)剝片，c、超細(xì)剝片后的漿液經(jīng)濕法分級(jí)設(shè)備分級(jí)除去粗顆粒得粒徑均勻的超細(xì)漿液，d、將超細(xì)漿液濃縮、干燥、打散得蒙脫石超細(xì)粉體。本方法有效避免了目前干法和濕法超細(xì)制備蒙脫石超細(xì)粉體所存在的種種問(wèn)題，使蒙脫石超細(xì)粉體制備的產(chǎn)業(yè)化變成現(xiàn)實(shí)。本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)以一定濃度的乙醇溶液為介質(zhì)分散蒙脫石，通過(guò)超細(xì)剝片，對(duì)蒙脫石進(jìn)行分級(jí)濃縮干燥，最后經(jīng)打散工藝，從而獲得蒙脫石超細(xì)粉體。
文檔編號(hào)B02C21/00GK102513201SQ201110426019
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者嚴(yán)春杰, 壽瑾楓, 梅娟, 諶剛, 韓秀山 申請(qǐng)人:浙江三鼎科技有限公司