红泉膨润土的提纯研究

颜磊

摘要：针对红泉膨润土矿床随着开采深度的增加，某些矿点蒙脱石含量有所下降，如何进行提纯后提高膨润土逇附加值，提纯后的高纯膨润土具有更高附加值，可广泛应用于食品、化工、医药等多个领域。现在主要的提纯方法有手选、风选、湿法和化学提纯，我们通过不同实验方法来探究最佳提纯方案。

关键词：膨润土;蒙脱石;提纯工艺

一、前言

红泉膨润土矿矿山位于红泉向斜盆地西段北翼，长2400m，宽700m，全段为19—28线。现有露采地段为7—16线范围，长1400m，宽500米。红泉膨润土矿赋存钠基膨润土、钙基膨润土、镁基膨润土。地表及浅部（6～30米）以含钠、镁偏高的钙基土为主，少量零星的纳基土，深部全为含镁偏高的钙基土，矿层越往下产品质量越差。红泉膨润土矿从土矿发现至今已对出露表层的矿进行首采，已基本将表层钠基膨润土开采完，现有的1#、2#、3#、4#采场基本上属于钙基膨润土，而且矿体蒙脱石品位基本在40%—60%左右，如何通过各种提纯方法研发出高质量的膨润土产品是我们研究的内容。

二、实验部分

（一）实验目的

通过试验判断出影响膨润土提纯效率的主要因素，并分别用单因素方法和正交试验法控制不同变量来对膨润土进行提纯。

（二）实验仪器

GJ-1高速搅拌机（功率100W），中国江阴第二电厂;SZ101-3型鼓风电热恒温干燥箱渚暨电热仪器厂;FA/JA2003电子天平;KF-3型化验制样机;LD4-2型离心机，北京医用离心机厂;电磁搅拌机。

（三）试验步骤

1、探究液固比、沉降时间对自然沉降提纯效果的影响：

取膨润土样品配置成液固比为4：1、5：1浆液，人工均匀搅拌时间60min，取1/2上层浆液进行固液分离，进行检测。原矿检测记录： 吸蓝量23.02;蒙脱石：52.08。

通过实验，根据液固比对自然沉降提纯效果的影响的分析，当液固比5：1时，自然沉降效果较好，后面自然沉降提纯均采用液固比5：1，人工均匀搅拌时间为1h、静置2 h，取静置浆液1/2烘干。

2、分散剂（焦磷酸钠）对膨润土提纯效果的影响：对自然沉降提纯的的样品进行第二次提纯，在液固比为10：1（g/g）、搅拌时间为20 min、静置1 h、离心转速为4000 r· min-1（在离心转速4000r·min-1离心1min）条件下，考察了分散剂用量为0.3%、0.4%、0.5%、0.6%时对膨润土提纯效果的影响。并进行实验结果记录。

不同分散剂浓度检测结果：试样1：分散剂浓度0.3%，实验结果：吸蓝量27.83;蒙脱石：62.96。试样2：分散剂浓度0.4%，实验结果：吸蓝量27.83;蒙脱石：62.96。试样3：分散剂浓度0.5%，实验结果：吸蓝量27.35;蒙脱石：61.88。试样4：分散剂浓度0.6，实验结果：吸蓝量27.35脱石：61.88

3、液固比对膨润土提纯效果的影响：对自然沉降提纯的的样品进行第二次提纯，在浆液中加入0.4 wt%的（焦磷酸钠）、搅拌时间为20 min、静置1 h、离心转速为4000 r·min-1条件下，考察了液固比为8：1、10：1、12：1、14：1（g/g）时对膨润土提纯效果的影响。并进行实验结果记录。

比提纯膨润土检测记录：试样1：液固比8：1，实验结果：吸蓝量28.31;蒙脱石：64.05。试样2：液固比10：1，实验结果：吸蓝量29.75;蒙脱石：67.31。试样3：液固比12：1，实验结果：吸蓝量29.27;蒙脱石：66.22。试样4：液固比14：1，实验结果：吸蓝量28.79;蒙脱石：65.14。

4、离心转速对膨润土提纯效果的影响：对自然沉降提纯的的样品进行第二次提纯，配置浆液液固比为10：1（g/g）、加入0.4%的（焦磷酸钠）、静置时间60min、离心转速为不同条件下，考察了离心转速2000r/min、3000r/min、4000r/min时对膨润土提纯效果的影响，并进行实验结果记录。 离心转速不同提纯膨润土检测记录：试样1：离心机转速2000r/min，实验结果：吸蓝量28.31;蒙脱石：64.05。试样2：离心机转速3000r/min，实验结果：吸蓝量30.23;蒙脱石：68.39。试样3：离心机转速4000r/min，实验结果：吸蓝量0.23;蒙脱石：68.39。

（四）实验结果分析

1、对于本次实验所取样品为2#采区，初期进行人工精选，混合均匀，样品在未烘干条件下呈浅蓝色，通過测其性质，对膨胀容和胶质价综合分析，此样品的分散性、水溶性、膨胀性相对较差，在水中分层明显。

2、自然沉降提纯实验中，对未进行烘干的新进膨润土矿进行溶解，浆液分层现象明显，烘干后的浆液分层较小。

3、通过分散剂（焦磷酸钠）对膨润土提纯效果的影响分析，分散剂用量为0.3%、0.4%的提纯实验效果较好，且结果相同，分散剂用量为0.5%、0.6%的提纯实验蒙脱石含量相对较分散剂用量为0.3%、0.4%的低，原因可能是过多的分散剂对浆液中的蒙脱石有絮凝作用，进而沉淀，不利于提纯。

4、通过液固比对膨润土提纯效果的影响分析，在浆液中加入0.4 wt%的（焦磷酸钠）、搅拌时间为20 min、静置1 h、离心转速为4000 r·min-1条件下，液固比为10：1（g/g）时提纯效果较好。

5、通过离心转速对膨润土提纯效果的影响分析，转速较大时对膨润土的提纯效果较好（得到的固含量多），根据快速提纯的条件，选择离心转速4000r·min-1较为理想。

三、结束语

通过整个提纯实验分析，自然沉降提纯过程主要除去不可溶杂质，蒙脱石含量增加较小，在加入分散剂的离心提纯过程中，液固比10：1（g/g）、分散剂用量0.4%、搅拌时间30min、静置60min、离心转速为4000r/min离心时间5min的条件下，且离心后取上层浆液的提纯效果较好，蒙脱石含量增加明显，最高提纯蒙脱石含量达到71.65。