[发明专利]粘土矿物湿法精选及胶体级土制备

说明书

本发明涉及非金属矿物选矿和深加工，特别是一种粘土矿物湿法精选及胶体级土制备。

目前国内外开展的粘土矿物的湿法精选工艺，大约有两种形式：一种是加分散剂，比如，美国专利3865240、3509066号分别公布了采用六偏磷酸钠、焦磷酸钠作分散剂，分选膨润土、凹凸棒石粘土。又如中国专利87105444.2是以三聚磷酸钠为分散剂分选海泡石粘土。这些方法都以各种磷酸钠盐为分散剂，不仅价格高，而且对某些用途的粘土产品，例如食品工业或吸附功能用产品往往是有害的。另一种是不加分散剂，比如中国专利87100932号公布了一种“膨润土湿法选矿方法”，此法采用捣浆或磨矿、水力旋流器、絮凝，最后挤压过滤脱水，形成5毫米左右的滤饼。

上述的“膨润土湿法选矿方法”，其存在的问题是：首先，由于没有正确选好水力旋流器，其选用的∮600的600EX型，正是属于大直径（∮300-600mm）类型的分级用旋流器，所以不能达到较高的分选效率，其次，由于要采用盐酸、硫酸铝以及聚丙烯酰胺，因此，不仅没有完全解决好产品的被污染的问题和增加了产品的成本，而且，用有机高分子聚合物（聚丙烯酰胺）会造成过滤脱水作业因粘度提高而变得更加困难。

对于分选后精矿的脱水干燥，已有的方法都是采用过滤脱水，再在各种类型的干燥机中，在高温（＞200-300℃）气流中实现干燥。粘土矿物的高粘度，使得任何类型的过滤机都难以得到满意的效果，而高温条件下的干燥，又将破坏粘土矿物的层间吸附水，从而使产品的胶体性能受到不同程度的破坏。

本发明的目的是针对上述问题，提供一种粘土矿物湿法精选及胶体级土制备的方法，它适用于各类遇水膨胀的粘土矿物精选，精选效率高，同时，在无污染和省去过滤作业的条件下，取得高品位级精矿并获得多种功能用途的优质胶体级产品。

本发明的目的是按下述技术方案实现的：具有配浆、离心加重力分选、粘土改型、胶体土制浆和干燥等工序，首先进行高浓度配浆，浆液浓度为（固液重量百分比）16-38，最佳20-30，再用高切向速度的离心加重力分选，分选设备是小直径水力旋流器或者是离心选矿机，然后将分选好的精矿、改型后的粘土浆和胶体土制浆等，送入干燥设备，进行低温干燥，干燥温度是20-170℃，最佳60-70℃。

上述的高浓度配浆是指进入配浆设备及分选设备的入选矿浆，其浓度取决于原矿矿种及品位高低。例如：处理蒙脱石含量为20-80%的膨润土，入选浓度在25-38%;处理品位为30-60%的凹凸棒石粘土，入选浓度为22-36%，处理含大量杂粘土的高粘度海泡石原矿（品位20-40%）时，入选浓度16-28%。

上述的高浓度配浆进入分选设备后的切向速度应在12-42米/秒的范围内。由于粘土矿物在具有高粘滞性的同时，又具有显著的流变性，所以，可以利用其流变性的特点，在高剪切力作用下，显著降低其粘滞性，从而达到提高分选效率的目的。

高切向流速下离心加重力分选，可以由下述设备的一类或两类组合来实现，这就是小直径精选用水力旋流器以及离心选矿机。

小直径精选用水力旋流器，是属于分选功能的旋流器，其直径在∮50-300mm，锥角α为10-120°。例如，用于粗选时∮125-300mm，α20-40°;用于提纯时∮50-150mm，α10-30°;用于扫选时∮75-150，α60-120°。采用小直径旋流器的依据是，在旋流器内矿浆的切向速度随回转半径的减小而增大，从而可以得到更低的运动粘度，取得较高的分选效率。

离心选矿机，可以采用∮1200-900、∮900-600、∮900-600，分别作为粗选、提纯和扫选时用。

采用本发明，可以在高浓度的条件下，无需添加化学分散剂，就能令人满意地达到分离除砂的目的;也可以在不增加常规及专门的提纯、改型和胶体化制浆设备，就能在精选提纯时顺便完成，而且所加的提纯、改型或制浆糊化等用助剂同现有技术，这是因为，在高流速、高浓度的剪切力作用下，可以顺利地完成矿物与助剂之间的表面化学反应的任务。

运用本发明，可以使低品位（＞20-40%）原矿，达到精矿品位、回收率均超过90%，如经多次精选提纯，还可获得有效成份超过95-99%的高性能精矿产品。

运用本发明，分选后的各类精矿以及提纯、改型和胶体土制浆等半成品浆液，均不必再进入过滤脱水作业，直接进入低温干燥作业处理。

上述的低温干燥，是指在常温（20℃）到170℃以内，最佳在60-120°范围内实现脱水干燥任务。其依据是，粘土矿物产品只允许排除自由水，而自由水在常温到100℃条件下就可以排除掉;由此，还避免了前述中因现有技术的高温干燥所带来的产品胶体性能变差的现象发生。