[发明专利]一种简单高效的凹凸棒石粘土改性方法

说明书

技术领域

本发明属于非金属矿深加工领域，具体涉及一种简单高效的凹凸棒石粘土改性方法。

背景技术

凹凸棒石粘土(下简称凹土)是一种富镁的硅酸盐，晶体结构属于2∶1型层链状粘土矿物。凹土特殊的结构和性质赋予其很高的应用价值，使其在水质净化、粘结剂、农药载体、分子筛、干燥剂、吸附剂、涂料、钻井泥浆等方面获得广泛应用。凹土在其使用前，大多需要通过改性来强化其表面的某特定性能，而天然凹土矿物中的棒晶纤维体形成的晶束十分致密而牢固，即使是粉碎至0.1毫米以下的微粒也难以在分散介质中均匀分散，因此，在很大程度上限制了凹土改性的彻底性。

目前凹土改性方法可分两大类，一种是将凹土与改性剂溶液在混合器中拌和好，再加热促进凹土改性完成。这种改性方法很难充分地将改性剂遍布于凹土的各种孔隙腔的内表面，且凹土的晶束基本没有解离；另一种方法为通过超声或长时间机械搅拌将凹土分散在大量的分散介质中，再以长时间的加热回流方法来完成改性，这种方法改性较为充分，但在工业化推广中有很大的弊端，如处理效率和三废处理等都是很大的负担。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种简单高效的凹凸棒石粘土改性方法，该方法为半干法处理，将凹土的晶束解离和改性工序整合为一道工序，改性彻底且无三废产生，处理效率高。

本发明的技术解决方案是：首先凹土经过浸泡，其次，经过浸泡的凹土重复二次挤压、掺改性剂溶液、冷冻、加热处理，粉碎即得改性凹土。

一种简单高效的凹凸棒石粘土改性方法的具体步骤如下：步骤1为浸泡，凹土加入清水中浸泡24小时；步骤2为第一次挤压、掺改性剂、冷冻和加热，步骤1所得凹土经挤压机挤压成薄片，薄片厚度1毫米，挤压后凹土与改性剂水溶液按重量比1∶1的比例充分混合，改性剂用量为凹土重量的1-3％，摊薄，入冷库快速冷冻2小时，冷库温度-18℃，冷冻后的凹土取出后入烘箱烘1小时，烘箱温度75-85℃；步骤3为步骤2烘制后的凹土与清水按重量比1∶1的比例混合，入挤压机挤压成薄片，薄片厚度1毫米，挤压后的凹土再次与清水按重量比1∶1的比例充分混合，摊薄，入冷库快速冷冻2小时，冷库温度-18℃，冷冻后取出入烘箱烘至水分≤5％，烘箱温度60-85℃；步骤4为步骤3烘制后的凹土经粉碎机粉碎即得凹土改性成品。

本发明的一种简单高效的凹土改性方法中，改性剂为水溶性的十六烷基三甲基氯化铵、壳聚糖或变性淀粉。

本发明的优点在于：

1、加工工艺简便易行，生产率高且无三废产生；

2、浸泡和冷冻前的水分补足，能有效促进水通过毛细作用进入凹土的各种孔隙，特别是凹土的晶束内外间隙，冷冻时，水结冰导致其体积膨胀，崩解凹土团粒，特别是分散致密、牢固的凹土棒晶结合体-晶束，挤压也有助于将凹土的晶束分离和撕开；

3、改性剂具有良好的表面活性剂功效，可以高效促进对凹土颗粒的崩解作用，同时随着水分的渗透，充分到达凹土的各种孔隙内腔表面，使改性能够充分彻底。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述：

实例1-十六烷基三甲基氯化铵改性凹土

依以下步骤改性凹土：

1、将凹土放入清水中浸泡24小时；

2、取步骤1浸泡后的凹土经挤压机挤压成薄片，薄片厚度1毫米；挤压后凹土与十六烷基三甲基氯化铵水溶液按重量比1∶1的比例混合，十六烷基三甲基氯化铵的用量为凹土的1.0％，摊薄，入冷库快速冷冻2小时，冷库温度-18℃，冷冻后取出入烘箱烘1小时，烘箱温度75℃；

3、将步骤2所得凹土与清水按重量比1∶1的比例混合，入挤压机挤压成薄片，薄片厚度1毫米，挤压后的凹土再次与清水按重量比1∶1的比例充分混合，摊薄，入冷库快速冷冻2小时，冷库温度-18℃，冷冻后取出入烘箱烘至水分5％，烘箱温度60℃；

4、将步骤3所得凹土经粉碎机粉碎即得十六烷基三甲基氯化铵改性凹土；

实例2-壳聚糖改性凹土

依以下步骤改性凹土：

1、将凹土放入清水中浸泡24小时；

2、取步骤1浸泡后的凹土经挤压机挤压成薄片，薄片厚度1毫米；挤压后凹土与壳聚糖醋酸溶液按重量比1∶1的比例混合，壳聚糖醋酸溶液的pH＝4，壳聚糖用量为凹土的1.5，摊薄，入冷库快速冷冻2小时，冷库温度-18℃，冷冻后取出入烘箱烘1小时，烘箱温度80℃；