Question

选矿及加工

Answer 1

凹凸棒石粘土的理化性能及工艺特性取决于矿石中坡缕石的含量以及深加工技术。我国产出的坡缕石粘土矿中坡缕石含量>50%的较少，>70%的更少，所以提纯是解决坡缕石粘土应用的关键。

一、选矿

我国坡缕石粘土原矿的品位多在20%～50%之间，在许多领域中难以直接使用，限制了其应用范围的拓展。为了充分利用这一资源，扩大其在日化、轻工、医药、润滑脂等领域的应用，需对其进行选矿提纯。

据研究，坡缕石粘土矿物主要聚集在碎屑颗粒之间，呈致密分布。碎屑物主要为石英、长石、白云石、云母、石英岩岩屑、碳酸盐岩屑等，颗粒大小在0.105～0.13mm，多为次棱角状、棱角状，较均匀地分散在岩石中。

因为坡缕石密度为2.14～2.16g/cm³，与主要杂质矿物密度(2.15～2.18g/cm³)相差很小，彼此之间又是紧密结合，采用干法分选不可能得到高品质产品，故而采用湿法分选。为了有效地提纯坡缕石，又不改变矿物的物质组成及性能，须利用分散体系加大有用矿物和脉石粒度间的微小差异，通过适当分散，选择分离因数大的选矿设备，增强矿物间的分离效果，从而达到分离提纯的目的。

湿法选矿工艺流程

矿石→雷蒙磨粉碎至－120目→加水搅拌→加分散剂→制浆分散→高速离心→加盐酸→精制矿浆脱水→洗涤→干燥→粉碎→精制产品。

由于坡缕石粘土矿物主要聚集在碎屑颗粒之间，与微细粒石英等杂质矿物紧密共生，仅靠机械搅拌难以有效地将坡缕石完全解离，这是影响产品纯度和回收率的主要原因。加入分散剂能够适当降低矿浆的黏度，加大坡缕石颗粒与杂质颗粒之间的差异，从而有效地改善分选性能。分散剂一般用水玻璃、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠。其中焦磷酸钠作分散剂效果较好。

当提纯产品中还有少量的碳酸盐(如白云石)矿物存在时，可加入盐酸去除，盐酸既溶除了碳酸盐，同时又能使坡缕石矿物活化。一般用4%的盐酸加入提纯坡缕石粘土中，使矿浆中固体(质量)与液体(体积)的比为1∶5，搅拌2h后，放入温度为50℃的超声波清洗机中，振荡20min，用离心机将固液分离，再用清水制浆，离心分离，反复洗涤，以除去矿浆中的剩余酸和氯离子。最后得到坡缕石含量为95%的酸活化精矿产品。完全满足食品、化妆品工业的卫生标准。产品有很好的应用前景。

二、加工

坡缕石粘土的加工工艺一般包括四个方面。

1.浸泡挤压加工

将坡缕石粘土用水浸泡，待其吸水饱和后自然过滤，用三辊挤压机对其施加足够的剪切力，在使纤维状晶体形态不破坏的前提下，使纤维束分开，以增加其孔隙体积和比表面积，从而提高其造浆性能。

主要设备为三辊挤压机，工艺流程如下:原矿→破碎→手选→水浸泡→抽滤→挤压→干燥→粉碎→产品。在低温下干燥后造浆率最好，实际生产中用日晒风干，或者在低温下用烘房烘干、高温蒸汽间接干燥、转筒干燥器干燥。

2.研磨加工

主要用于生产粗粒或细粒吸附产品，用于脱色、土壤改良、农药化肥载体、涂料填料等。常用设备主要是雷蒙磨等。

3.热处理

热处理能脱去坡缕石中的吸附水、沸石水、部分结晶水和八面体中的结构水，造成晶格内部及沸石孔道中断键，增加活性中心，提高其吸附性。焙烧温度小于240℃，脱去吸附水及沸石水，240～400℃脱去配位结晶水。400～700℃时混合脱失配位结晶水与结构羟基水，700℃以上完全脱去结构水，结构被破坏。

4.表面改性

坡缕石经表面改性处理后，将改变其亲水性，使其具有非金属矿物和有机物的双重性质。通过对其进行表面改性，使坡缕石粘土与有机聚合物之间某些基团产生良好的相容性，从而进一步扩大坡缕石粘土的应用领域，经表面改性的坡缕石粘土主要用于橡胶、塑料等有机基质中做填料。

坡缕石粘土的表面改性一般采用直接混合法，即将原样经提纯处理后，用气流粉碎机超细粉碎，放在真空捏合机或高速搅拌器内，加入一定量的表面改性剂，在一定的温度下高速混合一定时间，再测试其改性效果。改性剂主要用硅烷类偶联剂，用量为0.5%～2.0%，改性温度80～120℃，通过测定黏度、表面润湿性来表征改性效果。也可以用红外吸收光谱检测坡缕石粘土与表面改性剂是否发生了化学键合。