[发明专利]一种提纯凹凸棒土的方法

说明书

一种提纯凹凸棒土的方法，属于凹凸棒提纯技术领域。该高比表面积的提纯凹土工艺流程包括以下步骤：将球磨筛分后的凹土原土加入到分散剂溶液中，随后离心洗涤加入盐酸溶液，在胶体磨中充分混合1小时离心分离加入氨水溶液，在磁力搅拌器中搅拌后离心，加入去离子水混合均匀后离心，取上清液喷雾干燥即可得到比表面积高达151.6m²/g的提纯凹土。该工艺方法操作简单、安全性高，原材料价格低廉、储量丰富极易适用工业扩大生产，有较大的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种制备高比表面积的提纯凹凸棒土的方法，属于凹凸棒提纯技术领域。

背景技术

凹凸棒土(下称凹土)是指以凹凸棒石为主要组分的一种粘土矿物，常含有蒙脱石、高岭土、海泡石、水云母、石英、蛋白石和碳酸盐等杂质矿物。凹凸棒石是具有层链状结构的含水镁铝硅酸盐晶体，棒状、纤维状，长500～5000nm，宽50～150nm。晶体内部存在大量沸石孔道，表面凹凸相间，布满沟槽，使其具有较大的比表面积和强大的吸附力，大部分阳离子、水分子和一定大小的有机分子均可直接被吸附进孔道中，而且电化学性能稳定，不易被电解质所絮凝。纤维状纳米晶粒较大的比表面使其具有良好的吸附、脱色、热稳定、抗盐及造浆等性能，广泛用于工业、环保业及农业。

由于凹土有较好的亲水性，储水性，控水性和吸附性。在20世纪30年代美国开采凹凸棒土主要应用于钻井泥浆、沥青混合材料等，随着对不同产品的开发，凹土逐渐应用于油脂的脱色、胶黏剂等，目前用于宠物垫、杀虫剂载体、液体饲料载体等高附加值的生物应用。我国凹土储量丰富，尤其以甘肃的矿藏极为丰富，然而含大量杂质的凹土很难直接应用于各个领域，如医药和化妆品行业对所使用的凹凸棒土的要求就很高，所以必须经过提纯处理才能得到应用。因此对甘肃的凹土矿藏开发利用，发挥凹凸棒石作为一种纳米材料的独特性能，提高凹土的比表面积使其具有更加优异的性能具有重大的实际意义。

目前已有较多学者研究提纯凹凸棒土粘土材料。研究者基本沿着湿法提纯材料这条主线进行实验，一般使用分散剂加超声装置，金叶玲等人[金叶玲,陈静,钱运华,et al.超声水热法制备高纯超细凹凸棒石黏土[J].非金属矿,2005,28(3):42-44.]研究了分散剂六偏磷酸钠协同超声水热法,能有效提纯和细化凹土，结果表明：在温度为40℃下超声，并添加3％六偏磷酸钠得到的产品纯度较高。同时齐治国等人[齐治国,史高峰,白利民,etal.甘肃凹凸棒矿石的分离与纯化研究[J].化工矿物与加工,2007,36(9):9-11.]未加分散剂的条件下超声后通过盐酸酸化分散凹凸棒土原土，得到纯度99％以上的产品。但是这些方法的不足之处在于：在工业化生产条件下，超声装置无法大规模普及生产，最后形成的提纯凹土材料纯度虽然提高，但是其比表面积并没有得到提高，提纯凹土无法得到有效利用。所以如何在提纯凹土前提下提高凹土性能，增加其比表面积，使之得到工业化的利用目前仍是一个挑战。

本发明将从提纯机理入手，尝试通过后处理改性的方式提高凹土的比表面积，同时保证高效的提纯效益。希望通过添加分散剂的方式，对凹土原土进行初步提纯。再引入酸化和氨化过程，酸化条件下去掉凹土中含有可溶性碳酸盐，氨化过程去掉凹土表面及孔隙中残留的酸性物质，最后进行高温喷雾干燥，提高比表面积又可以挥发掉氨回归中性。这样可以有效制备高比表面积的纯化凹土，同时满足大规模生产的要求，价格低廉，无环境污染。

发明内容

本发明提供了一种提纯凹凸棒土的方法，并可有效提高凹土的比表面积和吸附活性。

为实现上述目的，本发明高比表面积纯化凹凸棒土的制备方法，技术方案如下：

(1)将凹凸棒粘土原矿经球磨机球磨以及振动筛分之后得到粒径大小为3-10μm的粉末，随后加入到分散剂溶液中在胶体磨中均匀混合研磨至少1小时，将溶液离心洗涤，取出备用；

其中所述分散剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的一种或两种，分散剂溶液的浓度为2-10wt％；