累托石的加工方法-汪志国

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,学生姓名：汪志国,学号：10512839,年级：地空学院2005级,课程名称：矿物工程,授课老师：传秀云,二,七年一月五日,累托石的,加工方法,主 要 内 容,一.,概述,1.分布,2.物理性质,3.构成,二.采矿,三.选矿,四.加工,1.粉碎,2.研磨,3.提纯,4.有机改性,5.铁交联化反应,6.,羟基锆交联反应,五.结论,六.参考文献,一.概述,1.分布,累托石，为“,ectorite,”,的中文音译，被誉为世界,矿产之宝；,1891年由.,ector,首次发现并命名；,1981年国际矿物学会新矿物和矿物命名委员会定义,为“累托石是二八面体云母和二八面体蒙脱石组成,的1：1规则间层矿物”，并指出，不需要进一步划,分变种，只用前缀词,Na-、K-,或,Ca-,指明其主要层间,阳离子即可；,世界上已知的累托石产地约40余处，主要分布在亚,洲、欧洲和北美洲。大部分产地累托石与其他粘土,矿伴生，品位较低,少数产地累托石在粘土中含量,较为集中，形成矿化或矿点，能形成工业矿床很少；,目前全世界初步探明可供工业开采的矿床仅有5处，,日本枥木县船生矿山、匈牙利托考伊山脉基拉伊海,杰什矿山，美国犹他州中北部的矿床，我国发现了,湖北省钟祥市境内和贵州省两处。,2.物理性质,累托石是一种非金属粘土矿物，呈深灰-灰黑色，,纯净累托石为白色，粒度细，一般89%),尤其是焦磷酸钠,Na,4,P,2,O,7,和六偏磷酸钠(,NaPO,3,),6,对累托石的分散效果更好,故可选择其中一种作为累托石分选的分散剂。分散剂加入量一般为矿量的3%5%,应用时直接加入搅拌桶中搅拌即可。,3.2矿浆浓度实验,随着矿浆浓度的增大,也就是矿浆粘度增大,分选效果不好,精矿中累托石的含量呈下降趋势。故矿浆浓度宜为5%7%。当矿浆浓度为9%时,分选效果最差。,图7 矿浆浓度试验结果,3.3分离因素实验,分离因素(=1112半径转速2/1000),增大，分选效果越好，累托石品位随之增加，分离因素大于1800时,精矿中累托石含量90%，经检测，该产品的阳离子交换总量为43193,mmol,/100g，,比表面积60,m,2,/g，,中位径130,nm。,当分离因素达3400时，精矿品位达到96.12%，但是精矿产率呈下降趋势。实际工作中可根据用户对产品质量的要求，选择不同的分离因素。,图8 分离因素试验结果,图9 累托石提纯工艺流程图,累托石层间具有可交换的阳离子(如,Na,+,K,+,Ca,2+,等)，具有很强的吸附能力和阳离子交换能力，有机阳离子可插入到,REC,层间，使层间结构和性质发生相应的变化，使层间表面由亲水性变为亲油性，与高聚物的相容性增强。,用,CTAB,作为有机插层对累托石进行有机改性,其效果较十二烷基磺酸钠好。在温度为70、,pH,值为7.37、反应时间为2,h,的条件下，,CTAB,的交换率可达89.1%。,4.有机改性,图10 有机累托石的,XRD,图,4.1焙烧处理对累托石插层性能的影响,在插层改性前，将累托石原料置于瓷坩埚中,用马弗炉于600下氧化焙烧2,h，,结果表明:用,CTAB,进行插层改性时,在反应时间为1,h、,温度为70,pH,值6.55的条件下,焙烧前,CTAB,的交换率是73.2%,而焙烧后,CTAB,的交换率是80.9%,说明氧化焙烧有助于消除累托石原料中少量黄铁矿和有机炭等有害成份的影响,有利于有机插层剂插入到,REC,层间，提高有机改性效果。,4.2 插层剂种类对插层效果的影响,CTAB,插层的累托石的,d,001=1.3598nm,而十二烷基磺酸钠插层的累托石的,d,001=1.1787nm，CTAB,插层效果较十二烷基磺酸钠好，与累托石原料的,d,001=1.1392nm,相比,插层后有机累托石的,d,001,有所增加。,4.3 插层条件对交换率的影响,温度,随着温度的升高,CTAB,的交换率开始是升高的,但当温度达到一定值后,CTAB,的交换率反而下降,其原因可能是温度过高,阳离子表面活性剂活动加强,又从吸附过程转到脱落过程所致。,图11 温度对交换率的影响,pH,随着,pH,值升高,CTAB,交换率也升高,但是当,pH,值达到7.37之后又降低了,原因可能是当,pH,值小于7.37时,溶液中的,H,+,与阳离子存在着竞争吸附,当,pH,值高于7.37时,NH,4,+,与溶液中的(,OH),-,生成,NH,4,OH。,图12,pH,对交换率的影响,反应时间,随着时间的延续,CTAB,交换率达到一定的值时不在变化或者变化很小。,图13 反应时间对交换率的影响,5.铁交联化反应,用累托石与铁交联剂进行交联反应，通过改变其孔道结构从而改善其吸附性能。在原土悬浮液为5，铁交联剂投加质量分数为6，,pH,值为3.00，温度为40，交联2,h,的条件下所得铁交联累托石，由,X,射线衍射(,XRD),显示，其,d00l,由2.3,nm,提高到3.64.0,nm；,对含硝基酚钠工业废水进行吸附处理试验，结果表明，吸附硝基酚钠效果较好，利用这一性能能很好的处理含硝基酚钠的工业废水。,6.羟基锆交联反应,以钠化累托石为原料进行改性制备羟基锆交联累托石,影响因素包括交联剂的老化温度及时间、交联反应过程悬浮液的浓度、交联反应的温度、投料比等；,对于锆交联剂来说,高温回流有利于形成大粒径的聚合交联剂粒子，悬浮液浓度较高有利于形成吸附效果较好的交联土；,在65、悬浮液质量分数为6%、,Zr,/clay,为4.0,mmol,/g，,交联剂在85下回流12,h,等条件下得到的交联累托石对有机物的吸附作用较强,其比表面积大大增加，达9.250,m,2,/g,对废水,COD,的吸附容量可达119,mg/g。,五.结论,由于一般累托石选矿厂生产的累托石粘土由于纯度较低，,开发应用受到一定的限制。本文介绍,的,提纯方法及提纯条件的优化方法，以及有机改性、铁交联化反应、羟基锆交联反应等深加工技术,，实验,结果表明，通过对累托石粘土进行进一步加工，可形成高纯度、高附加值的产品，增大了其开发其利用价值。,累托石的主要性能：,高温稳定性；,高分散性和高塑性；,吸附性和阳离子交换性；,层间孔径和电荷密度可调控、阻隔紫外线性；,结构层可分离性；,良好的亲水性、分散性和膨胀性等。,在环保工作中有较大的应用潜力，对累托石进行交联，还可制出催化剂产品，作为建筑内墙涂料、铸钢涂料、金属防护涂料等也是其重要的开发方向。,参 考 文 献,1 陈克钧.钟祥杨榨累托石采矿方法探讨.化工矿物,与加工，2003（3）：30-32,2 梁景晖，毛艳.高纯纳米累托石制备方法研究.非,金属矿，2005，25（3）：34-36,3 张杰,胡文祥,张泽强.累托石有机改性实验研究.武,汉化工学院学报，2005，27（2）：35-37,4 张立娟，秦海燕，孙家寿，孙良全.铁交联累托石,处理含硝基酚钠废水的研究.工业用水与废水，,2003（3）：28-31,5 石眺霞,孙家寿.羟基锆交联累托石的制备研究.矿,物岩石地球化学通报，2004，23（3）：200-202,