本發(fā)明屬于無機(jī)材料加工領(lǐng)域，具體涉及一種采用超聲輔助物理沉降法提純低品味海泡石礦的方法。
背景技術(shù)：
：海泡石是一種硅酸鎂鹽天然泥土礦物，屬于海泡石-坡縷石粘土礦物族。在世界范圍內(nèi)主要分布在西班牙、中國、美國、土耳其等少數(shù)國家。其特殊的由鎂氧八面體和硅氧四面體翻轉(zhuǎn)交替排列形成的層鏈狀結(jié)構(gòu)使海泡石具有方向一致的微孔孔道，且具有豐富的硅羥基基團(tuán)，上述特點(diǎn)使得海泡石具有較大的比表面積，統(tǒng)一的孔徑，豐富的活性位點(diǎn)，優(yōu)良的水熱穩(wěn)定性能和離子交換性能，因此，海泡石被廣泛用于有害氣體吸附、重金屬處置、催化氧化、材料性能強(qiáng)化等各個(gè)領(lǐng)域，而且隨著人們對(duì)海泡石性質(zhì)認(rèn)識(shí)的不斷加深，新的改性手段的不斷涌現(xiàn)，越來越多的新功能被開發(fā)了出來。與西班牙、土耳其等國家海泡石礦石品位高，雜質(zhì)大多為以碳酸鹽為主體的方解石、提純較為簡單不同，我國的海泡石礦主要是沉積型，礦石品位低，原礦含量一般在10%-30%，而且所含化學(xué)方法難以去除的石英、滑石等雜質(zhì)成分較多。然而在材料性能研究和新產(chǎn)品研發(fā)過程中，對(duì)產(chǎn)品純度的要求較高，不經(jīng)提純的海泡石僅能用于簡單的填料、輔料，根本無法用于工業(yè)應(yīng)用，更無法用于實(shí)驗(yàn)室研究。目前，我國關(guān)于海泡石提純的報(bào)道并不太多。中國CN86104415A公開了一種風(fēng)化型海泡石粘土選礦工藝，其主要工藝為：海泡石粘土原礦加水，制成礦漿，加入分散劑多聚偏磷酸鹽，然后在攪拌機(jī)中攪拌分散一定時(shí)間后，離心機(jī)選礦，隨后加入助濾劑生石灰壓濾烘干得到產(chǎn)品。中國專利CN86106469A公開了一種海泡石工業(yè)富集方法，其主要工藝為：海泡石原礦加水膨潤粉碎后加入分散劑高速分散，然后在補(bǔ)加分散劑后對(duì)上層懸浮液分散一段時(shí)間再使用沉降法分離。中國專利CN87105444.2公開了一種海泡石精選工藝，其主要工藝為：搗礦機(jī)將與水混合的礦石搗成礦泥，然后補(bǔ)充水和分散劑后礦漿經(jīng)過單級(jí)或多級(jí)沉降槽沉降分離，懸浮液經(jīng)板框壓濾脫水后烘干得到產(chǎn)品。中國專利CN200710034780.1提供了一種海泡石提純工藝，其主要工藝為：在多級(jí)攪拌池內(nèi)用攪拌機(jī)將原礦用水混合，加入分散劑后使用溢流沉降槽多級(jí)沉降，再經(jīng)過緩沖沉降池（1-10個(gè)）多級(jí)沉降分離制得海泡石懸浮液，然后在懸浮液中加入絮凝劑進(jìn)行絮凝，壓濾脫水烘干后得到產(chǎn)品。中國專利CN201110337402.7提供了一種低品位海泡石提純工藝，其主要工藝分為制漿、提純、濃縮、脫水、粉碎分級(jí)、包裝等環(huán)節(jié)，大致步驟為將海泡石和水在攪拌池中加入分散劑攪拌分散制得礦漿，然后通過提純機(jī)然后至沉降中轉(zhuǎn)槽，再至提純機(jī)，重復(fù)3-10次，得漿料，再用陶瓷膜對(duì)漿料進(jìn)行濃縮，最后壓濾脫水烘干后得到產(chǎn)品。中國專利CN102716800A公開了一種海泡石的選礦提純方法，其基本步驟為：將海泡石原礦加水、PH調(diào)節(jié)劑（NaOH或Na2CO3或其組合）、分散劑（六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、水玻璃的一種或多種組合）進(jìn)行擦洗制漿與選擇性分散，然后用旋振篩除去砂粒和碎屑，最后將礦漿加入層流離心分選機(jī)中分選后過濾烘干。以上海泡石的提純工藝，存在生產(chǎn)過流程復(fù)雜、生產(chǎn)周期長、產(chǎn)品品位不高等問題，而由于工業(yè)放大作用，不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種將低品位海泡石提純的海泡石提純工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種低品位海泡石的提純方法，將原礦加水、分散劑，在機(jī)械攪拌、超聲輔助和分散劑分散共同作用下制漿；通過物理沉降獲得富海泡石漿礦；真空過濾機(jī)脫水、烘干、粉磨后得到產(chǎn)品；具體包括如下步驟：（1）海泡石制漿：將海泡石原礦石、水以及分散劑加入附有超聲發(fā)生裝置的攪拌池，開啟超聲發(fā)生設(shè)備和攪拌機(jī)，持續(xù)攪拌得到海泡石礦漿；（2）海泡石提純：將步驟（1）所得海泡石礦漿送入沉降槽進(jìn)行沉降，獲得富含海泡石的懸濁漿料及以雜質(zhì)為主的沉淀；（3）海泡石循環(huán)：將步驟（2）所得的海泡石沉淀部分送回至攪拌池，其余部分送至尾礦處理；（4）海泡石脫水：將步驟（2）所得海泡石漿進(jìn)行脫水，得到脫水海泡石濾餅；（5）海泡石后處理：將步驟（4）所得脫水海泡石濾餅烘干，粉磨后得到成品。工藝步驟中所述的超聲輔助的原理為：超聲波是一種高頻聲波，聲波在液體中傳播時(shí)由于振動(dòng)引起液體內(nèi)局部眼里降低，液體內(nèi)部或液固交界面上蒸汽或氣體產(chǎn)生空穴，從而引發(fā)空化現(xiàn)象。無數(shù)細(xì)小空化氣泡破裂產(chǎn)生沖擊波與物體表面激烈碰撞，促使其對(duì)礦石顆粒進(jìn)行高效清洗，從而達(dá)到了改善礦石表面性質(zhì)，使礦石與雜質(zhì)分離的目的。進(jìn)一步地，所述的超聲發(fā)生裝置，至少包括一個(gè)超聲波源裝置，其超聲波源頻率為15kHz~1×106kHz，聲強(qiáng)為0.5-200w/cm2。進(jìn)一步地，海泡石原礦和水的質(zhì)量比（簡稱固液比）優(yōu)選為1:5~20，更優(yōu)選為1:7~10。進(jìn)一步地，所述的分散劑是多聚磷酸鹽的一種或兩種以上的組合，投加量優(yōu)選海泡石原礦質(zhì)量的0.1~1%，更優(yōu)選為0.2~0.4%。進(jìn)一步地，步驟（1）中，攪拌速率優(yōu)選為50-600rpm，更優(yōu)選為300-400rpm；攪拌時(shí)間優(yōu)選為30-300min，更優(yōu)選為60-120min。進(jìn)一步地，步驟（2）中，沉降時(shí)間優(yōu)選30min以上，更優(yōu)選180min以上，進(jìn)一步優(yōu)選180~1200min。進(jìn)一步地，步驟（2）中，沉淀的返回比例根據(jù)原礦品位可調(diào)節(jié)為0-60%。進(jìn)一步地，步驟（3）的脫水采用真空過濾機(jī)。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明充分利用超聲輔助提純，能夠有效提純低品位海泡石，獲得高純度的海泡石產(chǎn)品；工藝簡單，流程和周期均比較短，能夠適用于從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)生產(chǎn)中的低品味海泡石提純；在實(shí)施過程中，除需少量分散劑外無需再添加其他助劑，避免了礦石污染，有利于后續(xù)精細(xì)加工或二次提純。附圖說明圖1為本發(fā)明的工藝流程框圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限于此。值得說明的是，以下4個(gè)實(shí)施例中，其中實(shí)施例1和是實(shí)施例2為實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的案例，實(shí)施例3和實(shí)施例4為工業(yè)應(yīng)用的案例。實(shí)施例1本實(shí)施例步驟如下：（1）稱量海泡石含量30%左右的海泡石原礦5.00g，共2個(gè)樣品，分別標(biāo)記為1和1#，其中1作為無超聲對(duì)照組，1#作為超聲組。按照固液比1：8分別向上述樣品中加入水，靜置12h以上使海泡石充分吸水溶脹；（2）將上述樣品分別加入固體質(zhì)量0.2%的六偏磷酸鈉作為分散劑，在400rpm下攪拌3h，將實(shí)驗(yàn)組在超聲儀中超聲20min，超聲頻率為40KHz，聲強(qiáng)為40w/cm2，然后將樣品靜置1h；對(duì)照組不進(jìn)行超聲；（3）分別將上層液懸濁液取出，在900rpm下離心分離5min，舍去上層水，下層沉淀于108℃烘干24h，研磨得到產(chǎn)品。將海泡石產(chǎn)品使用XRD測試物相分析，得產(chǎn)品的物相組成見表1。實(shí)施例2本實(shí)施例步驟如下：（1）稱量含量為20%的海泡石原礦5g，共2個(gè)樣品，分別標(biāo)記為2和2#，其中2作為無超聲對(duì)照組，2#作為超聲組。按照固液比1：14分別向上述樣品中加入水，靜置12h以上使海泡石充分吸水溶脹；（2）將上述樣品分別加入固體質(zhì)量0.3%的六偏磷酸鈉作為分散劑，在300rpm下攪拌3h，將實(shí)驗(yàn)組在超聲儀中超聲20min，超聲頻率為40KHz，聲強(qiáng)為30w/cm2，然后將樣品靜置4h；對(duì)照組不進(jìn)行超聲；（3）分別將上層液懸濁液取出，在900rpm下離心分離5min，舍去上層水，下層沉淀于108℃烘干24h，研磨得到產(chǎn)品。將海泡石產(chǎn)品使用XRD測試物相分析，得產(chǎn)品的物相組成見表1。實(shí)施例3本實(shí)施例將原礦加水、礦漿中加入分散劑，在機(jī)械攪拌、超聲輔助和分散劑分散共同作用下制漿；然后沉降得到富海泡石漿礦；礦漿真空過濾機(jī)脫水、烘干、粉磨后得到產(chǎn)品，具體工藝步驟如下：海泡石制漿：選用的海泡石原礦海泡石含量約為31%左右，其余成分為滑石、石英、方解石等。將海泡石原礦石和水按照固液比1：10加入攪拌池中，加入固體質(zhì)量0.2%的六偏磷酸鈉和焦磷酸鈉的混合物作為分散劑，開啟超聲發(fā)生裝置，超聲頻率為5000KHz，聲強(qiáng)為75w/cm2。開啟攪拌機(jī)持續(xù)攪拌制備礦漿，攪拌速度為400rpm，攪拌時(shí)間為60min；海泡石提純：海泡石將礦漿送入沉降槽沉降3h，獲得懸濁液為富含海泡石漿料；海泡石脫水：將海泡石漿料送至真空過濾機(jī)脫水；海泡石后處理：將脫水海泡石濾餅送至烘干室烘干，粉磨后得到成品，標(biāo)記為3#。在其他條件相同的情況下，不使用超聲發(fā)生裝置，得到產(chǎn)品，標(biāo)記為3。將海泡石產(chǎn)品使用XRD測試物相分析，得產(chǎn)品的物相組成見表1。實(shí)施例4選擇品位約17%左右的海泡石原礦，按實(shí)施例3基本步驟操作，將原礦加水、礦漿中加入分散劑，在機(jī)械攪拌、超聲輔助和分散劑分散共同作用下制漿；然后沉降得到富海泡石漿礦；真空過濾機(jī)脫水、烘干、粉磨后得到產(chǎn)品。在海泡石制漿過程中，將海泡石原礦石和水按照固液比1：12加入攪拌池中，加入固體質(zhì)量0.4%的六偏磷酸鈉作為分散劑，開啟超聲發(fā)生裝置，超聲頻率為1000KHz，聲強(qiáng)為45w/cm2。開啟攪拌機(jī)持續(xù)攪拌制備礦漿，攪拌速度為300rpm，攪拌時(shí)間為120min；海泡石提純階段選擇海泡石沉降時(shí)間為4h。同樣的，可得到產(chǎn)品4#（有超聲）和產(chǎn)品4（無超聲）。將海泡石產(chǎn)品使用XRD測試物相分析，得產(chǎn)品的物相組成見表1。表1海泡石物相分析匯總表樣品名稱海泡石%滑石%石英%方解石%高嶺石%154.5928.9011.421.034.061#70.4918.227.310.753.23270.2517.607.940.753.472#92.884.811.17未檢出1.14373.6515.816.96未檢出3.583#89.227.961.82未檢出1.00471.6617.166.380.493.964#86.995.034.660.432.89從表1的數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明的提純方法能夠獲得高品位的海泡石。當(dāng)前第1頁1 2 3