甘肅省凹凸棒石原礦石提純工藝的優(yōu)化及機理探索

王潔櫻

（西北民族大學(xué) 化工學(xué)院，甘肅蘭州 730100）

甘肅省凹凸棒石原礦石提純工藝的優(yōu)化及機理探索

王潔櫻

（西北民族大學(xué) 化工學(xué)院，甘肅蘭州 730100）

對甘肅省的凹凸棒土進行純化工藝的改良及機理的探索。通過控制變量法進行濕法提純，實驗表明，以3% 六偏磷酸鈉作為分散劑，充分攪拌60min 的條件下能達到最優(yōu)的分散效果。根據(jù) DLVO 理論，六偏磷酸鈉作為吸附劑能增大凹凸棒土表面電位的絕對值，使其分散更容易、提純效果更好。

凹凸棒石；原礦石；提純；優(yōu)化；機理

1 前言

凹凸棒土（坡縷石，Palygorskite，PG）具有優(yōu)異的吸附性、良好的脫色性能和離子交換性能，熱穩(wěn)定性高，抗鹽性能好等，因此被廣泛應(yīng)用于石油，以及作為添加劑等應(yīng)用于涂料、鉆井泥漿、食用油脫色等[1]。凹凸棒石自從 1979 年首次在江蘇和安徽發(fā)現(xiàn)以來，陸續(xù)在四川、山東、甘肅發(fā)現(xiàn)大量的礦藏，其中甘肅中西部的凹凸棒石含碘切儲量極為豐富，目前我國的凹凸棒石礦土資源位于世界前列[2-3]。本文對甘肅省的凹凸棒土進行純化工藝的改良及機理的探索，最終找到最適合甘肅地區(qū)純化凹凸棒土的工藝條件。

2 材料與方法

2.1 實驗材料

凹凸棒石原礦石（甘肅）（PG）、六偏磷酸鈉（分析純）、去離子水。

2.2 實驗設(shè)備

SK-1200 H 超聲波振蕩儀、HG-9053 A 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、JA1003型電子天平、DG1 C 增力電動攪拌器、日立CR-22 G 型高速冷凍離心機。

2.3 實驗方法

本實驗采用濕法提純的方法。結(jié)合文獻[4]采用超聲水熱法。

具體操作步驟如下：利用粉碎機將把 PG 原礦石進行粉碎，球磨，120目過篩，干燥。于燒瓶中分別加入六偏磷酸鈉和去離子水形成水溶液，再對溶液進行攪拌的過程中加入經(jīng)120目過篩的原礦。

3 結(jié)果與討論

3.1 提純工藝的優(yōu)化

3.1.1 攪拌時間對凹凸棒土純度的影響

在分散劑六偏磷酸鈉的含量為凹凸棒土質(zhì)量的3%的條件下，改變攪拌時間分別為 30min、60 min、90min、120min，測定提純的凹凸棒土的純度。

3.1.2 分散劑含量對凹凸棒土純度的影響

為了考察分散劑對凹凸棒純度的影響，分別制備六偏磷酸鈉 /凹凸棒土的質(zhì)量含量比為0、1%、3% 和5%，測定提純的凹凸棒土的純度。

3.2 凹凸棒土的純化機理

分散劑能夠有效的增大顆粒之間的排斥作用，從而起到分散作用。六偏磷酸鈉在高比表面積的凹凸棒石黏土表面以化學(xué)吸附形式充分吸附[4]，增大凹凸棒土表面電位的絕對值，形成較高的位阻和水化排斥作用，從而顯著改善凹凸棒土顆粒的分散性，而適量的六偏磷酸鈉分散劑恰好能夠提高凹凸棒土顆粒之間的排斥作用，增大位阻，從而提高其在水中的分散性，達到納米分散，從而有利于原礦的提純分散[5-6]。

4 結(jié)論

甘肅省 PG 原礦石的品位不高，純度不高，僅為20%，實驗中，分別添加不同含量六偏磷酸鈉作為分散劑、選取不同的攪拌時間，最終發(fā)現(xiàn)在六偏磷酸鈉含量為3%、攪拌時間為60min 時，分離效果比較理想，操作也較為經(jīng)濟。分散劑的作用為增大凹凸棒土表面電位的絕對值，改善凹凸棒土晶體在水中的分散性能，從而有利于原礦的提純分散。

[1] 趙萍，姚瑩，林峰，等.凹凸棒石改性方法及其應(yīng)用現(xiàn)狀[J].化工生產(chǎn)與技術(shù)，2006，13，（5）：47-49.

[2] Z Zhong Zhang.Sportion and desorption of quaternary aminecations on clays[J].Environ，Sci.Technol，1993，27：1625-1631.

[3] 王連軍，黃中軍，孫秀云.凹凸棒土的改性研究[J].上海環(huán)境科學(xué)，1999，18，（7）：315-319.

[4] 金葉玲，陳靜，錢運華，等.超聲水熱法制備高純超細凹凸棒石黏土[J].非金屬礦，2005，28（3）：42-44.

[5] 夏啟斌，李忠，邱顯揚，等.六偏磷酸鈉對蛇紋石的分散機理研究[J].礦冶工程，2002，22（2）：51-54.

[6] 金葉玲，陳靜，錢運華，等.高純超細凹土制備的分散劑篩選分析[J].中國礦業(yè)，2005，（1）：76-78.

To Explore the Mechanism and Optimization of Gansu Province，the Process of Purification of Attapulgite Ore

Wang Jie-ying

This article is to improve the attapulgite clay purification process and explore its mechanism in Gansu province.Wet purification was carried out by controlled variable method.The experiment showed that the optimum dispersing effect could be achieved with 3%，six sodium hexametaphosphate as dispersant and 60 min stirring.According to DLVO theory，six sodium hexametaphosphate as adsorbent can increase the absolute value of the surface potential of attapulgite，and make it easier to disperse and purify.

attapulgite；raw ore；purification；optimization；mechanism

TS51

A

1003-6490（2017）06-0099-01

2017-04-21

王潔櫻（1996—），女，河北邯鄲人，主要研究方向為化學(xué)工程。