一种用钙基膨润土生产钠基膨润土的方法

本发明属于膨润土的深加工技术。主要适用于将天然钙基膨润土通过人工“干法”改型为钠基膨润土。

膨润土用作铸造型砂粘结剂、钻井泥浆、铁矿球团粘结剂，作为生产活性白土、有机膨润土的原料，且在建筑工程防渗、环保地下隔水、饲料添加剂、洗涤助剂等方面均有广泛应用。并且，钠基膨润土由于具有比钙基膨润土更优越的物理化学性能，其工业应用价值更大；应用范围更广，膨润土素有“万能土”之称，在国内外均有极广泛的用途。

经检索，与本发明相关的文献是：1、中国专利公开号CN_1033948A2、美国专利U.S.P 3865240

从上述文献看出：国内外用钙基膨润土生产钠基膨润土的传统方法主要有两种，一种为湿法，即在Na₂CO₃溶液中进行离子交换反应的方法；另一种为半干法，即湿原矿与纯碱粉混合后，堆置陈化完成离子交换反应的方法。上述中国专利发明了一种将湿原矿破碎，在双螺旋搅拌混合器中与纯碱粉混合，再在双螺旋反应器中以一定压力经受剪切变形完成离子交换反应，而后经晒干(或烘干)粉磨生产钠基膨润土的方法。虽然对传统生产方法作了较大改进，仍存在如下缺陷：1、需要原矿初破碎工艺和设备，2、需经双螺旋搅拌混合器与纯碱粉搅拌混合，3、需在双螺旋反应器中加压剪切变形实现交换反应，4、需用设备多、工艺路线长、仍不能很好地实现工厂连续化生产，5、生产成本仍较高。

本发明的目的在于提供一种工序十分简单，除雷蒙磨外不需任何其他设备，完全适于工厂连续化生产，质量稳定、可部分除杂、周期短、成本低的用钙基膨润土生产钠基膨润土的方法。

本发明的目的由如下技术方案实施，其生产方法由选料-晾晒-加碱粉磨-包装几个过程构成：(1)选用胶质价大于50ml/15g，膨胀容大于4ml/g的天然钙基膨润土；(2)原料经晾晒后的水份应在13％～18％之间，块度应小于1厘米；(3)加纯碱粉2～3.5％，纯碱应符合GB210-89标准，并过20目筛；(4)纯碱粉在雷蒙磨内与原料充分混合同时被原料中残留的水份溶解，在经受辗压变形并感受设备运行所产生的温度下快速完成离子交换反应，生成钠基膨润土，以能够控制产品粒度的风力经风选送入包装袋中。交换反应式为：

经晾晒入磨前原料的水份以15～17％为最佳。

在雷蒙磨振动给料机上安装加碱料斗，纯碱粉直接通过装在振动给料机上的料斗，以控制加碱量为2～3.5％的流量随原料进入雷蒙磨(4R摆式磨粉机)，振动机工作时给料又给纯碱粉，振动机不工作时，既不给料也不给纯碱粉。这种按比例均匀加碱的方法为最佳。

可根据原料质量的变化调节加碱料斗出料口的大小，控制加碱流量为2～3.5％为最佳。

在所述雷蒙磨磨体下侧设一小口，原矿中所含砂粒等杂质矿物，粒度大于2mm者自雷蒙磨上割开的小口受离心力和风力的作用而甩出，在完成离子交换反应的同时对原料实现了干法提纯。实现了除去部分杂质矿物的目的。

本发明不需其他设备及生产工序，在雷蒙磨内一次性完成离子交换反应、物料中残余水份蒸发及除去部分杂质矿物等多道生产工序，既彻底实现工厂连续化生产，又提高生产效率。

下面说明本发明的原理：

变钙基膨润土为钠基膨润土的原理就是创造Na₂CO₃的离子化条件，使Na⁺离子与钙基膨润土中蒙脱石晶层间的Ca²⁺离子发生交换反应，并创造加快交换反应的环境条件。其反应式为：

本发明的生产工艺创造了促进离子交换反应快速进行的必需条件：1、Na₂CO₃干粉可被膨润土中残留的水份所溶解从而产生出足够浓度的Na⁺离子；2、设备运转产生的升温效应提高了交换反应的温度，从而加快了交换反应的速度；3、膨润土在雷蒙磨中被高速辗压，其结构受到高剪切变形力的作用，更促进了交换反应快速进行；4、反应产物之一CaCO₃的水难溶性，限制了交换反应向反方向进行的机会：

本发明的优点如下：1、本发明的生产方法为“干法”，加入的纯碱为粉状，所用的膨润土原料也非饱和湿度(含水30～50％)，而是近干物料，生产过程无废碱液排放，加工过程产生的少量粉尘，已为布袋收尘法收集，无环境污染问题；2、生产设备少，仅需一台雷蒙磨，无需任何其它设备，投资少，见效快；3、由于在雷蒙磨内一次性完成离子交换反应、蒸发残余水份、除去部分杂质矿物等工艺过程，反应速度快，工序短，生产效率高；4、生产周期短，完全实现了工厂连续化生产，可形成一条快速、简捷的自动生产线；5、由于使用设备少而降低了能耗，由于工序短、工艺简单因而生产所需人力也少，由于反应速度快、反应彻底因而消耗纯碱量也少，从而使生产成本大幅度降低，除增加35元/吨左右纯碱的成本外，已与干法生产钙基膨润土粉的生产成本无异；6、由于充分提供了彻底完成交换反应的工艺技术条件，且这些条件易于控制，因此，不仅产品质量好而且稳定；7、巧妙地利用了近干膨润土自身的持水能力，设备运转自身产生的升温效应以及物料在设备中产生的离心力和设备的风选能力，实现了一台设备“干法”完成反应、蒸发、除杂的工艺过程。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的工艺流程图。

图2为本发明对雷蒙磨改造的结构示意图。

发明人对呼和浩特市东郊榆林天然钙基膨润土近百次小型试验，采用胶质

            表1、改型前后有关指标对比

在雷蒙磨振动给料机1上安装加碱料斗2，纯碱粉直接通过装在振动给料机1上的料斗2，并根据原料质量的变化调节加碱料斗2出料口的大小，以控制加碱量为2～3.5％为最佳流量随原料进入雷蒙磨3(4R摆式磨粉机)，振动机工作时给料又给纯碱粉，振动机不工作时，既不给料也不给纯碱粉。这种按比例均匀加碱的方法为最佳。

在所述雷蒙磨3磨体下侧设一小口4，原矿中所含砂粒等杂质矿物，粒度大于2mm者自小口4受离心力和风力的作用而甩出，在完成离子交换反应的同时对原料实现了干法提纯。实现了除去部分杂质矿物的目的。