一种钠化改性的膨润土制备工艺的制作方法

1.本发明属于膨润土制备技术领域，具体涉及一种钠化改性的膨润土制备工艺。


背景技术：

2.我国膨润土含量丰富,其在石油化工以及钻探、精细化工方面得到广泛的应用。目前对膨润土的开发主要集中在性能较好的钠基膨润土,而自然界存在的膨润土绝大部分是以钙基膨润土的形式存在。对钙基膨润土钠化处理后进行深加工就显得极为重要。目前较为普遍使用的为堆积法和碾压法。
3.现有技术中，申请号为cn201810216396.1的中国发明专利申请，公开了一种人工改性钠化膨润土制备方法，包括以下步骤：将开采的膨润土原料放入容器中加水进行搅拌成泥浆状，然后静置后加入nacl搅拌；再静置0.5h后加入nacl和硫酸溶液进行搅拌，最后再静置；随后将容器加热后取出，随后用蒸榴水将取出膨润土洗涤至中性；将膨润土与钠盐混合，加水浸泡后烘干1～3h，得到钠化膨润土半成品；将钠化膨润土半成品与增粘剂，增效剂，润滑剂混合，得到钠化膨润土；将钠化膨润土与改性剂按一定比例，完成强制加热混合、挤出，冷却后粉碎，制成人工改性钠化膨润土产品。
4.上述现有技术中的膨润土制备方法较为繁琐，制备原料成本较高，不利于推广，并且其白度及粒度均不理想。
5.因此，需要设计一种工艺简便，成本低廉，产出膨润土白度高、粒度细的钠化改性的膨润土制备工艺来解决目前所面临的技术问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种工艺简便，成本低廉，产出膨润土白度高、粒度细的钠化改性的膨润土制备工艺。
7.本发明的技术方案为：钠化改性的膨润土制备工艺，包括：原矿处理，开采大块膨润土原矿，筛选后破碎成膨润土矿粉；一次提纯，取膨润土矿粉加水浸泡，制成矿浆浓度为15～18％的悬浊液，快速搅拌后静置沉降分离；二次提纯，取一次提纯后的上层悬浊液，加入第一钠化剂后快速搅拌后静置沉降分离；钠化，取二次提纯后的上层悬浊液，加入第二钠化剂中速搅拌后静置沉降分离；过滤脱水，取钠化后的上层悬浊液过滤并烘干，得到大块膨润土；粉碎过筛，将大块膨润土粉碎过筛后即得钠化改性的膨润土。
8.所述第一钠化剂的用量为1～4％。
9.所述原矿处理步骤中，先将矿石中的废石挑选除去，利用颚式破碎机将其破碎至2～3cm的碎块，然后自然干燥或加热干燥使其含水量降至6～10％，最后将碎块粉碎成180～200目的膨润土矿粉。
10.所述一次提纯步骤中，先快速搅拌30min后静置浸泡5h，然后在快速搅拌30min后静置5h沉降分离。
11.所述二次提纯步骤中，加入第一钠化剂后快速搅拌30min后静置浸泡30min，然后
在快速搅拌30min后静置8h沉降分离。
12.所述钠化步骤中，加入第二钠化剂后中速搅拌30min后静置沉降10h。
13.所述第一钠化剂为碳酸钠，所述第二钠化剂为氯化钠、氟化钠或氢氧化钠。
14.所述过滤脱水步骤中，烘干温度为60～80℃，烘干的同时以500r/min的固定转速搅拌过滤后悬浊液。
15.所述一次提纯及二次提纯步骤中的快速搅拌转速为1500r/min，所述钠化步骤中的中速搅拌为1000r/min。
16.所述膨润土原矿中蒙脱石含量不小于60％。
17.本发明的有益效果：本发明中钠化改性的膨润土制备工艺通过将膨润土原矿粉碎成极小的膨润土矿粉，再经过两次提纯以及在提纯过程中进行钠化，能够制备出高纯度的钠化膨润土，其具有白度高，粒度细，水化性能优良的特点，并且其工艺简便，制备成本低廉。
附图说明
18.图1为本发明中钠化改性的膨润土制备工艺的工艺流程图。
具体实施方式
19.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。本发明可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本发明透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本发明的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
20.本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
21.如图1所示，钠化改性的膨润土制备工艺，包括：原矿处理，开采大块膨润土原矿，筛选后破碎成膨润土矿粉；一次提纯，取膨润土矿粉加水浸泡，制成矿浆浓度为15～18％的悬浊液，快速搅拌后静置沉降分离；二次提纯，取一次提纯后的上层悬浊液，加入第一钠化剂后快速搅拌后静置沉降分离；钠化，取二次提纯后的上层悬浊液，加入第二钠化剂中速搅拌后静置沉降分离；过滤脱水，取钠化后的上层悬浊液过滤并烘干，得到大块膨润土；粉碎过筛，将大块膨润土粉碎过筛后即得钠化改性的膨润土；本实施例中通过将膨润土原矿粉碎成极小的膨润土矿粉，再经过两次提纯以及在提纯过程中进行钠化，能够制备出高纯度的钠化膨润土，其具有白度高，粒度细，水化性能优良的特点，并且其工艺简便，制备成本低廉。
22.在上述实施例中，第一钠化剂的用量为1～4％，在其他条件保持不变的条件下，申请人对分别调整第一钠化剂的用量为1％、2％、3％及4％进行试验，当第一钠化剂的用量为
1％和2％时，测定其性能指标较低，说明钠化不完全，当第一钠化剂的用量为3％和4％时，性能指标变化不明显，说明钠化效果相接近，本着节约原料成本的原则，第一钠化剂的用量优选的为3％。
23.作为原矿处理步骤更为具体的一种实施方式，原矿处理步骤中，先将矿石中的废石挑选除去，利用颚式破碎机将其破碎至2～3cm的碎块，然后自然干燥或加热干燥使其含水量降至6～10％，最后将碎块粉碎成180～200目的膨润土矿粉。此步骤采用人工搭配常用的粉碎设备完成，工艺简便，生产过程灵活性高，干燥后再对矿石的碎块进行粉碎能够提高粉碎效率。
24.作为一次提纯及二次提纯步骤具体的实施方式，一次提纯步骤中，先快速搅拌30min后静置浸泡5h，然后在快速搅拌30min后静置5h沉降分离，在依次提纯中，通过30min的快速搅拌机5h的浸泡过程能够促进膨润土充分溶解于水中。二次提纯步骤中，加入第一钠化剂后快速搅拌30min后静置浸泡30min，然后在快速搅拌30min后静置8h沉降分离，二次提纯中通过30min的快速搅拌能够进一步使膨润土充分溶解于水中，同时8h的静置沉降能够保证悬浊液与固体颗粒之间充分分离，有利于产出质量较好的产品。
25.作为钠化步骤具体的一种实施方式，钠化步骤中，加入第二钠化剂后中速搅拌30min后静置沉降10h，通过快速搅拌使提纯后残留下的杂质能够与其充分反应形成能够沉降的颗粒物质，有利于液体中钠取代反应的进行。
26.作为第一钠化剂及第二钠化剂具体的一种实施方式，第一钠化剂为碳酸钠，第二钠化剂为氯化钠、氟化钠或氢氧化钠；第二钠化剂优选的为氯化钠，碳酸钠，氯化钠价廉易得，有利于降低制备成本。
27.作为过滤脱水步骤具体的一种实施方式，过滤脱水步骤中，烘干温度为60～80℃，烘干的同时以500r/min的固定转速搅拌过滤后悬浊液。
28.一次提纯及二次提纯步骤中的快速搅拌转速为1500r/min，钠化步骤中的中速搅拌为1000r/min。通过1500r/min搅拌转速能够给膨润土一个活化能使钙离子脱离原位，钙离子脱离原位后钠离子即可与其相结合继而可德达所制备的钠化改性的膨润土。
29.进一步的，在上述实施例中，膨润土原矿中蒙脱石含量不小于60％。
30.至此，已经详细描述了本发明的各实施例。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
31.以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。