[发明专利]一种凹凸棒土的改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及非金属矿的改性，具体涉及一种凹凸棒土的改性方法。

背景技术

凹凸棒石粘土是指以凹凸棒石为主要组分的一种粘土矿物。凹凸棒土为一种晶质水合镁铝硅酸盐矿物，具有独特的层链状结构特征，在其结构中存在晶格置换，帮晶体中含有不定量的Na⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，晶体呈针状，纤维状或纤维集合状。凹凸棒石具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力。其理想的化学分子式为Mg₅Si₈O₂₀(OH)₂(OH₂)₄·4H₂O，具有介于链状结构和层状结构之间的中间结构。凹凸棒石呈土状、致密块状产于沉积岩和风化壳中，颜色呈白色，灰白色，青灰色，灰绿色或弱丝绢光泽。土质细腻，有油脂滑感，质轻、性脆，断口呈贝壳状或参差状，吸水性强。湿时具粘性和可塑性，干燥后收缩小，不大显裂纹，水浸泡崩散。

凹凸棒土的优良性能使得其应用越来越广泛，在实际使用中由于存在着纯度不均以及黏合性不强等问题，需要对其进行改性以更加满足对结构材料的需求。申请号 CN200510040601.6 的专利中，给出了经过自然风化、改性处理、配料、搅拌、墨粉和检测等步骤实现对凹凸棒石棒土粘度的加工，该专利的改性处理步骤之前是自然风化这个步骤，需要耗费30-120天的时间，效率较低，而且改性所需要的浸泡时间也长，纯度不高，改性不够彻底，效果不甚理想。在凹凸棒土的酸化改性中，还存在着一个大问题，当酸性的浓度过大，凹凸棒土中八面体阳离子近乎完全溶解时，四面体结构会失去支撑而发生崩塌，无法彻底改性。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种凹凸棒土的改性方法，该改性方法简单、成本较低，明显提高了凹凸棒土的比表面积，增加了吸附性能。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种凹凸棒土的改性方法，包括以下步骤：

（1）凹凸棒土的提纯：取凹凸棒土研磨、粉碎至粒径为5-10mm的颗粒，过20-60目筛，加入凹凸棒土质量15-25倍的去离子水，使用恒速搅拌器搅拌，保持300-400r/min，搅拌2-4小时后，放入超声波清洗仪中超声15-30分钟，静置，减压抽滤，于80-100℃

干燥2-3小时；

（2）凹凸棒土的改性：在20-30℃水浴搅拌条件下，将步骤（1）提纯的凹凸棒土中缓慢滴加质量为凹凸棒土的3-5倍、浓度为10-16%的盐酸溶液，在2-4小时内滴加完毕，继续搅拌1-2小时；

（3）凹凸棒土的再次改性：对步骤（2）的反应物进行加热，加热到40-60℃，滴加碳酸钾的饱和水溶液，不断测量体系的pH值，当pH值达到5.0-6.2时，停止滴加，静置冷却；

（4）凹凸棒土的后处理：将步骤（3）的反应物进行减压抽滤，于90-110℃干燥2-3小时，粉碎，过60-100目筛即得到改性的凹凸棒土。

优选地，所述步骤（1）粉碎至粒径为8mm的颗粒。

优选地，所述步骤（1）过40目筛。

优选地，所述步骤（2）盐酸溶液的浓度为12%。

优选地，所述步骤（3）加热到55℃。

优选地，所述步骤（3）当体系pH值达到5.6时，停止滴加。

优选地，所述步骤（4）干燥2.5小时。

优选地，所述步骤（4）粉碎后过80目筛。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明的凹凸棒的改性方法主要有凹凸棒土的提纯、凹凸棒土的改性、凹凸棒土的再次改性、凹凸棒土的后处理四个步骤，首先加入去离子水搅拌、超声、抽滤进行凹凸棒土的提纯，改性和再次改性利用加入盐酸溶液和碳酸钾的饱和水溶液进行反应，酸性环境和钾盐将凹凸棒土进行改性。本发明方法简单、成本较低，提高了凹凸棒土的提纯纯度，明显提高了凹凸棒土的比表面积，增加了吸附性能和粘合性。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1.

本实施例凹凸棒土的改性方法，包括以下步骤：