甘肃省凹凸棒石原矿石提纯工艺的优化及机理探索

王洁樱

（西北民族大学 化工学院，甘肃兰州 730100）

甘肃省凹凸棒石原矿石提纯工艺的优化及机理探索

王洁樱

（西北民族大学 化工学院，甘肃兰州 730100）

对甘肃省的凹凸棒土进行纯化工艺的改良及机理的探索。通过控制变量法进行湿法提纯，实验表明，以3% 六偏磷酸钠作为分散剂，充分搅拌60min 的条件下能达到最优的分散效果。根据 DLVO 理论，六偏磷酸钠作为吸附剂能增大凹凸棒土表面电位的绝对值，使其分散更容易、提纯效果更好。

凹凸棒石；原矿石；提纯；优化；机理

1 前言

凹凸棒土（坡缕石，Palygorskite，PG）具有优异的吸附性、良好的脱色性能和离子交换性能，热稳定性高，抗盐性能好等，因此被广泛应用于石油，以及作为添加剂等应用于涂料、钻井泥浆、食用油脱色等[1]。凹凸棒石自从 1979 年首次在江苏和安徽发现以来，陆续在四川、山东、甘肃发现大量的矿藏，其中甘肃中西部的凹凸棒石含碘切储量极为丰富，目前我国的凹凸棒石矿土资源位于世界前列[2-3]。本文对甘肃省的凹凸棒土进行纯化工艺的改良及机理的探索，最终找到最适合甘肃地区纯化凹凸棒土的工艺条件。

2 材料与方法

2.1 实验材料

凹凸棒石原矿石（甘肃）（PG）、六偏磷酸钠（分析纯）、去离子水。

2.2 实验设备

SK-1200 H 超声波振荡仪、HG-9053 A 型电热恒温鼓风干燥箱、JA1003型电子天平、DG1 C 增力电动搅拌器、日立CR-22 G 型高速冷冻离心机。

2.3 实验方法

本实验采用湿法提纯的方法。结合文献[4]采用超声水热法。

具体操作步骤如下：利用粉碎机将把 PG 原矿石进行粉碎，球磨，120目过筛，干燥。于烧瓶中分别加入六偏磷酸钠和去离子水形成水溶液，再对溶液进行搅拌的过程中加入经120目过筛的原矿。

3 结果与讨论

3.1 提纯工艺的优化

3.1.1 搅拌时间对凹凸棒土纯度的影响

在分散剂六偏磷酸钠的含量为凹凸棒土质量的3%的条件下，改变搅拌时间分别为 30min、60 min、90min、120min，测定提纯的凹凸棒土的纯度。

3.1.2 分散剂含量对凹凸棒土纯度的影响

为了考察分散剂对凹凸棒纯度的影响，分别制备六偏磷酸钠 /凹凸棒土的质量含量比为0、1%、3% 和5%，测定提纯的凹凸棒土的纯度。

3.2 凹凸棒土的纯化机理

分散剂能够有效的增大颗粒之间的排斥作用，从而起到分散作用。六偏磷酸钠在高比表面积的凹凸棒石黏土表面以化学吸附形式充分吸附[4]，增大凹凸棒土表面电位的绝对值，形成较高的位阻和水化排斥作用，从而显著改善凹凸棒土颗粒的分散性，而适量的六偏磷酸钠分散剂恰好能够提高凹凸棒土颗粒之间的排斥作用，增大位阻，从而提高其在水中的分散性，达到纳米分散，从而有利于原矿的提纯分散[5-6]。

4 结论

甘肃省 PG 原矿石的品位不高，纯度不高，仅为20%，实验中，分别添加不同含量六偏磷酸钠作为分散剂、选取不同的搅拌时间，最终发现在六偏磷酸钠含量为3%、搅拌时间为60min 时，分离效果比较理想，操作也较为经济。分散剂的作用为增大凹凸棒土表面电位的绝对值，改善凹凸棒土晶体在水中的分散性能，从而有利于原矿的提纯分散。

[1] 赵萍，姚莹，林峰，等.凹凸棒石改性方法及其应用现状[J].化工生产与技术，2006，13，（5）：47-49.

[2] Z Zhong Zhang.Sportion and desorption of quaternary aminecations on clays[J].Environ，Sci.Technol，1993，27：1625-1631.

[3] 王连军，黄中军，孙秀云.凹凸棒土的改性研究[J].上海环境科学，1999，18，（7）：315-319.

[4] 金叶玲，陈静，钱运华，等.超声水热法制备高纯超细凹凸棒石黏土[J].非金属矿，2005，28（3）：42-44.

[5] 夏启斌，李忠，邱显扬，等.六偏磷酸钠对蛇纹石的分散机理研究[J].矿冶工程，2002，22（2）：51-54.

[6] 金叶玲，陈静，钱运华，等.高纯超细凹土制备的分散剂筛选分析[J].中国矿业，2005，（1）：76-78.

To Explore the Mechanism and Optimization of Gansu Province，the Process of Purification of Attapulgite Ore

Wang Jie-ying

This article is to improve the attapulgite clay purification process and explore its mechanism in Gansu province.Wet purification was carried out by controlled variable method.The experiment showed that the optimum dispersing effect could be achieved with 3%，six sodium hexametaphosphate as dispersant and 60 min stirring.According to DLVO theory，six sodium hexametaphosphate as adsorbent can increase the absolute value of the surface potential of attapulgite，and make it easier to disperse and purify.

attapulgite；raw ore；purification；optimization；mechanism

TS51

A

1003-6490（2017）06-0099-01

2017-04-21

王洁樱（1996—），女，河北邯郸人，主要研究方向为化学工程。