海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201110240010.9	申请日：	2011.08.22
公开号：	CN102408116A	公开日：	2012.04.11
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C01B 33/40申请日:20110822\|\|\|公开
IPC分类号：	C01B33/40	主分类号：	C01B33/40
申请人：	中国科学院兰州化学物理研究所盱眙凹土应用技术研发中心
发明人：	王爱勤; 康玉茹; 汪琴
地址：	211700 江苏省淮安市盱眙县盱城镇东方大道3号
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内容摘要

本发明公开了一种海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法，其技术要点是，将凹凸棒黏土按固液比5-20％分散于海水中，机械搅拌1-3h后，过250目筛除去石英等杂质，将悬浮液静止放置一定时间后，离心分离，干燥，研磨，得到产品。本发明工艺简单，无需添加任何助剂，产品可以应用于涂料、油漆、油墨、石油钻井泥浆、纺织浆料等领域作为增稠、悬浮和防流挂剂。

权利要求书

1：一种海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法，其特征在于，将凹凸棒黏土按固液比 5-20％分散于海水中，机械搅拌 1-3h 后，过 250 目筛除去石英等杂质，将悬浮液静止放置，浸泡一定时间后，离心分离，干燥，粉碎，得到凹凸棒黏土产品。
2：根据权利要求 1 所述的海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法，其特征在于，所用凹凸棒黏土中凹凸棒石含量在 50％以上。
3：根据权利要求 1 所述的海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法，其特征在于，所用凹凸棒黏土进行对辊或碾磨处理。
4：根据权利要求 1 所述的海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法，其特征在于，海水来自于黄海，东海，南海，北海等近海水域的海水。
5：根据权利要求 1 所述的海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法，其特征在于，浸泡时间为 5-60d。

说明书

海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法
    【技术领域】
     本发明属于非金属矿深加工领域，具体涉及一种海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法。背景技术凹凸棒黏土是一种以凹凸棒石为主要组分的含水富镁硅酸盐黏土矿物，具有独特的棒状晶体形态和特殊的表面物理化学性质。凹凸棒黏土晶体结构含有的三维立体链，在水中分散后，棒晶间相互搭接而成杂乱的立体空间网状结构，在相对较低的浓度下能形成高黏度的悬浮液，常用作涂料、油漆、油墨、石油钻井泥浆、纺织浆料等的增稠、悬浮和防流挂剂。但天然凹凸棒黏土常伴有蛋白石、石英和碳酸盐等杂质，同时较强的氢键和静电作用力，黏度较低，胶体性、悬浮性和分散性均较差，从而限制了凹凸棒黏土胶体性能的发挥。
     目前常用的提高凹凸棒黏土黏度的方法主要是添加活化剂或增粘剂并协同挤压、高速搅拌、微波处理、高压剪切等物理方法达到增黏的目的。如中国专利 “提高凹凸棒石粘土黏度的加工工艺” ( 公开号 CN1699259A)，是将自然风化后的凹凸棒黏土在碳酸钠稀溶液中浸泡、搅拌、挤压、晾干后添加高吸水性树脂和纤维素，搅拌、磨粉而成。但高吸水性树脂和纤维素价格相对较高，且当加入的量不足或过大时，还可能在水相中引起絮凝而产生沉淀。中国专利 “高粘剂凹土深加工工艺” ( 公开号 CN1187461A)，它以凹凸棒石粘土矿为原料，经选矿、破碎，加活化剂浸泡后再碾压、烘干、粉碎而成。添加的活化剂为 MgO 或 Mg(OH)2，该方法是目前工业应用中提高凹凸棒黏土黏度应用最广的方法。中国专利 “一种用纯物理法快速高效提高凹凸棒土黏度的工艺” ( 公开号 CN101224893A)，是以凹凸棒黏土为原料，经浸泡，重复二次挤压、掺水、冷冻、加热处理后，粉碎得到高粘凹凸棒黏土。由于该工艺需要进行反复的冷冻、挤压，加热，操作工艺繁琐、产业化成本增加而难以规模化生产。 2+
     凹凸棒黏土晶体结构中的 Mg ，由于在成矿过程中 Al3+ 或 Fe3+ 对 Mg2+ 的类质同象置换，体系中还可以进入 1 个或 2 个氢离子或其他等价物，才能使凹凸棒黏土在水介质中能稳定悬浮。一般常用的方法是用离子半径较小但水化膜较厚的 Na+， K+ 进行电荷的补偿。海水是一种非常复杂的多组分水溶液。海水中存在大量的 Na+， K+， Ca2+， Mg2+ 离子，具有较高的盐度。我国各海区表层水平均盐度，渤海 29.95，北黄海 30.71，南黄海 31.00，东海 28.9，南海北部 29.46。因此，用海水浸泡凹凸棒黏土，利用海水中存在的金属离子对凹凸棒黏土进行电荷补偿，并在充分浸润条件下，在凹凸棒黏土表面形成水化层，改善凹凸棒石颗粒间的聚集状态，使凹凸棒黏土在水介质中的悬浮稳定性能增加，黏度提高。
     发明内容
     本发明提供一种海水浸泡提高提高凹凸棒黏土黏度的方法。其目的是解决我国现有凹凸棒黏土黏度较低、应用范围不广等问题。
     本发明要解决的技术问题通过以下方案来实现：
     一种海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法，其特征在于将凹凸棒黏土按固液比5-20％分散于海水中，机械搅拌 1-3h 后，过 250 目筛除去石英等杂质，将悬浮液静止放置，浸泡一定时间后，离心分离，干燥，粉碎，得到凹凸棒黏土产品。
     以下对本发明作进一步的描述，工艺步骤如下：
     1、将凹凸棒石含量在 50％的凹凸棒黏土原矿经对辊机挤压，制得 0.5 ～ 2mm 厚的片状凹凸棒黏土；或经过碾磨制得大于 200 目的粉体凹凸棒黏土；
     2、在搅拌状态下，将片状或粉体状凹凸棒黏土加入海水中，机械搅拌 1-3h，制成浓度在 5-20％的悬浮液；其中所用海水来自于黄海，东海，南海，北海等近海水域的海水；
     3、将悬浮液过 250 目筛除去石英等杂质后静止放置，浸泡 5-60d 后，离心分离，干燥，粉碎，得到改性凹凸棒黏土产品。
     本发明具有如下优点：
     将海水用于凹凸棒黏土的改性从而提高凹凸棒黏土黏度，该方法不添加任何药剂，无毒无害，生产工艺简单易行，费用低廉，具有低成本、低能耗和环境友好的特点，易于实现大规模生产。具体实施方式实施例一
     将凹凸棒石含量在 62％的凹凸棒黏土原矿经对辊机挤压后，制得 2mm 厚的片状凹凸棒黏土；在搅拌状态下，将片状凹凸棒黏土 ( 黏度： 786mPa.s) 加入黄海海水中，配制成凹凸棒黏土浓度为 15％的悬浮液；搅拌 2h 后，过 250 目筛除去石英等杂质，将悬浮液静止放置 5d 后，离心分离，干燥，粉碎，得到凹凸棒黏土产品，黏度值为 2224mPa.s。
     实施例二
     将凹凸棒石含量在 75％的凹凸棒黏土原矿经对辊机挤压后，制得 1mm 厚的片状凹凸棒黏土；在搅拌状态下，将片状凹凸棒黏土 ( 黏度： 882mPa.s) 加入东海海水中，配制成凹凸棒黏土浓度为 10％的悬浮液；搅拌 2h 后，过 250 目筛除去石英等杂质，将悬浮液静止放置 15d 后，离心分离，干燥，粉碎，得到凹凸棒黏土产品，黏度值为 2428mPa.s。
     实施例三
     将凹凸棒石含量在 82％的凹凸棒黏土原矿经对碾磨后，制得大于 200 目的粉状凹凸棒黏土；在搅拌状态下，将粉状凹凸棒黏土 ( 黏度： 956mPa.s) 加入北海海水中，配制成凹凸棒黏土浓度为 8％的悬浮液；搅拌 3h 后，过 250 目筛除去石英等杂质，将悬浮液静止放置 30d 后，离心分离，干燥，粉碎，得到凹凸棒黏土产品，黏度值为 2616mPa.s。
     实施例四
     将凹凸棒石含量在 55％的凹凸棒黏土原矿经对碾磨后，制得大于 200 目的粉状凹凸棒黏土；在搅拌状态下，将粉状凹凸棒黏土 ( 黏度： 456mPa.s) 加入南海海水中，配制成凹凸棒黏土浓度为 20％的悬浮液；搅拌 3h 后，过 250 目筛除去石英等杂质，将悬浮液静止放置 60d 后，离心分离，干燥，粉碎，得到凹凸棒黏土产品，黏度值为 1325mPa.s。
     4

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1、(10)申请公布号 CN 102408116 A(43)申请公布日 2012.04.11CN102408116A*CN102408116A*(21)申请号 201110240010.9(22)申请日 2011.08.22C01B 33/40(2006.01)(71)申请人中国科学院兰州化学物理研究所盱眙凹土应用技术研发中心地址 211700 江苏省淮安市盱眙县盱城镇东方大道3号(72)发明人王爱勤康玉茹汪琴(54) 发明名称海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法(57) 摘要本发明公开了一种海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法，其技术要点是，将凹凸棒黏土按固液比5-20分散于海水中，机械搅拌1-3h。

2、后，过250目筛除去石英等杂质，将悬浮液静止放置一定时间后，离心分离，干燥，研磨，得到产品。本发明工艺简单，无需添加任何助剂，产品可以应用于涂料、油漆、油墨、石油钻井泥浆、纺织浆料等领域作为增稠、悬浮和防流挂剂。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页说明书 2 页CN 102408119 A 1/1页21.一种海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法，其特征在于，将凹凸棒黏土按固液比5-20分散于海水中，机械搅拌1-3h后，过250目筛除去石英等杂质，将悬浮液静止放置，浸泡一定时间后，离心分离，干燥，粉碎，得到凹凸棒黏土产品。2.根据权利要求。

3、1所述的海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法，其特征在于，所用凹凸棒黏土中凹凸棒石含量在50以上。3.根据权利要求1所述的海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法，其特征在于，所用凹凸棒黏土进行对辊或碾磨处理。4.根据权利要求1所述的海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法，其特征在于，海水来自于黄海，东海，南海，北海等近海水域的海水。5.根据权利要求1所述的海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法，其特征在于，浸泡时间为5-60d。权利要求书CN 102408116 ACN 102408119 A 1/2页3海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法技术领域0001 本发明属于非金属矿深加工领域，具体涉及一种海水浸泡提高。

4、凹凸棒黏土黏度的方法。背景技术0002 凹凸棒黏土是一种以凹凸棒石为主要组分的含水富镁硅酸盐黏土矿物，具有独特的棒状晶体形态和特殊的表面物理化学性质。凹凸棒黏土晶体结构含有的三维立体链，在水中分散后，棒晶间相互搭接而成杂乱的立体空间网状结构，在相对较低的浓度下能形成高黏度的悬浮液，常用作涂料、油漆、油墨、石油钻井泥浆、纺织浆料等的增稠、悬浮和防流挂剂。但天然凹凸棒黏土常伴有蛋白石、石英和碳酸盐等杂质，同时较强的氢键和静电作用力，黏度较低，胶体性、悬浮性和分散性均较差，从而限制了凹凸棒黏土胶体性能的发挥。0003 目前常用的提高凹凸棒黏土黏度的方法主要是添加活化剂或增粘剂并协同挤压、高速搅拌、微。

5、波处理、高压剪切等物理方法达到增黏的目的。如中国专利“提高凹凸棒石粘土黏度的加工工艺”(公开号CN1699259A)，是将自然风化后的凹凸棒黏土在碳酸钠稀溶液中浸泡、搅拌、挤压、晾干后添加高吸水性树脂和纤维素，搅拌、磨粉而成。但高吸水性树脂和纤维素价格相对较高，且当加入的量不足或过大时，还可能在水相中引起絮凝而产生沉淀。中国专利“高粘剂凹土深加工工艺” (公开号CN1187461A)，它以凹凸棒石粘土矿为原料，经选矿、破碎，加活化剂浸泡后再碾压、烘干、粉碎而成。添加的活化剂为MgO或Mg(OH)2，该方法是目前工业应用中提高凹凸棒黏土黏度应用最广的方法。中国专利“一种用纯物理法快速高效提高凹凸。

6、棒土黏度的工艺”(公开号CN101224893A)，是以凹凸棒黏土为原料，经浸泡，重复二次挤压、掺水、冷冻、加热处理后，粉碎得到高粘凹凸棒黏土。由于该工艺需要进行反复的冷冻、挤压，加热，操作工艺繁琐、产业化成本增加而难以规模化生产。0004 凹凸棒黏土晶体结构中的Mg2+，由于在成矿过程中Al3+或Fe3+对Mg2+的类质同象置换，体系中还可以进入1个或2个氢离子或其他等价物，才能使凹凸棒黏土在水介质中能稳定悬浮。一般常用的方法是用离子半径较小但水化膜较厚的Na+，K+进行电荷的补偿。海水是一种非常复杂的多组分水溶液。海水中存在大量的Na+，K+，Ca2+，Mg2+离子，具有较高的盐度。我国各。

7、海区表层水平均盐度，渤海29.95，北黄海30.71，南黄海31.00，东海28.9，南海北部29.46。因此，用海水浸泡凹凸棒黏土，利用海水中存在的金属离子对凹凸棒黏土进行电荷补偿，并在充分浸润条件下，在凹凸棒黏土表面形成水化层，改善凹凸棒石颗粒间的聚集状态，使凹凸棒黏土在水介质中的悬浮稳定性能增加，黏度提高。发明内容0005 本发明提供一种海水浸泡提高提高凹凸棒黏土黏度的方法。其目的是解决我国现有凹凸棒黏土黏度较低、应用范围不广等问题。0006 本发明要解决的技术问题通过以下方案来实现：0007 一种海水浸泡提高凹凸棒黏土黏度的方法，其特征在于将凹凸棒黏土按固液比说明书CN 10240。

8、8116 ACN 102408119 A 2/2页45-20分散于海水中，机械搅拌1-3h后，过250目筛除去石英等杂质，将悬浮液静止放置，浸泡一定时间后，离心分离，干燥，粉碎，得到凹凸棒黏土产品。0008 以下对本发明作进一步的描述，工艺步骤如下：0009 1、将凹凸棒石含量在50的凹凸棒黏土原矿经对辊机挤压，制得0.52mm厚的片状凹凸棒黏土；或经过碾磨制得大于200目的粉体凹凸棒黏土；0010 2、在搅拌状态下，将片状或粉体状凹凸棒黏土加入海水中，机械搅拌1-3h，制成浓度在5-20的悬浮液；其中所用海水来自于黄海，东海，南海，北海等近海水域的海水；0011 3、将悬浮液过250目筛除去。

9、石英等杂质后静止放置，浸泡5-60d后，离心分离，干燥，粉碎，得到改性凹凸棒黏土产品。0012 本发明具有如下优点：0013 将海水用于凹凸棒黏土的改性从而提高凹凸棒黏土黏度，该方法不添加任何药剂，无毒无害，生产工艺简单易行，费用低廉，具有低成本、低能耗和环境友好的特点，易于实现大规模生产。具体实施方式0014 实施例一0015 将凹凸棒石含量在62的凹凸棒黏土原矿经对辊机挤压后，制得2mm厚的片状凹凸棒黏土；在搅拌状态下，将片状凹凸棒黏土(黏度：786mPa.s)加入黄海海水中，配制成凹凸棒黏土浓度为15的悬浮液；搅拌2h后，过250目筛除去石英等杂质，将悬浮液静止放置5d后，离心分离，干燥。

10、，粉碎，得到凹凸棒黏土产品，黏度值为2224mPa.s。0016 实施例二0017 将凹凸棒石含量在75的凹凸棒黏土原矿经对辊机挤压后，制得1mm厚的片状凹凸棒黏土；在搅拌状态下，将片状凹凸棒黏土(黏度：882mPa.s)加入东海海水中，配制成凹凸棒黏土浓度为10的悬浮液；搅拌2h后，过250目筛除去石英等杂质，将悬浮液静止放置15d后，离心分离，干燥，粉碎，得到凹凸棒黏土产品，黏度值为2428mPa.s。0018 实施例三0019 将凹凸棒石含量在82的凹凸棒黏土原矿经对碾磨后，制得大于200目的粉状凹凸棒黏土；在搅拌状态下，将粉状凹凸棒黏土(黏度：956mPa.s)加入北海海水中，配制成凹凸棒黏土浓度为8的悬浮液；搅拌3h后，过250目筛除去石英等杂质，将悬浮液静止放置30d后，离心分离，干燥，粉碎，得到凹凸棒黏土产品，黏度值为2616mPa.s。0020 实施例四0021 将凹凸棒石含量在55的凹凸棒黏土原矿经对碾磨后，制得大于200目的粉状凹凸棒黏土；在搅拌状态下，将粉状凹凸棒黏土(黏度：456mPa.s)加入南海海水中，配制成凹凸棒黏土浓度为20的悬浮液；搅拌3h后，过250目筛除去石英等杂质，将悬浮液静止放置60d后，离心分离，干燥，粉碎，得到凹凸棒黏土产品，黏度值为1325mPa.s。说明书CN 102408116 A。

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