一種用于使添加了高分子有機(jī)分散劑泥漿沉降分離的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于使添加了高分子有機(jī)分散劑粘土泥漿的沉降分離的方法，屬于礦物分離提純【技術(shù)領(lǐng)域】。其步驟包括：將添加有機(jī)分散劑的粘土制漿，經(jīng)沉降分離去除碎屑后對(duì)上層相對(duì)較純的泥漿進(jìn)行臭氧曝氣。通過(guò)本發(fā)明臭氧的強(qiáng)氧化曝氣使得高分子分散劑被氧化，從而打破穩(wěn)定懸浮的粘土泥漿的穩(wěn)定平衡，使得粘土泥漿能夠自然沉降。實(shí)現(xiàn)泥漿的土-水分離，獲得粘土礦粉產(chǎn)品。
【專利說(shuō)明】一種用于使添加了高分子有機(jī)分散劑泥漿沉降分離的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及含粘土礦物和高分子分散劑泥漿快速發(fā)生沉降的方法，適用于礦物分離提純【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于使添加了高分子有機(jī)分散劑泥漿沉降分離的方法，具體的說(shuō)是一種通過(guò)往泥漿中加入臭氧等強(qiáng)氧化劑，使得由于加入高分子分散劑而呈穩(wěn)定懸浮態(tài)的粘土泥漿的穩(wěn)定性遭到破壞，從而實(shí)現(xiàn)將粘土顆粒從泥漿中分離出來(lái)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常情況下，哪怕是充分懸浮的粘土泥漿受重力作用影響，在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)沉降，發(fā)生泥水分離。在粘土礦選礦領(lǐng)域，當(dāng)粘土的純度不高時(shí)，為了去除其中的雜質(zhì)碎屑物和提升粘土純度，常需要在泥漿中加入有機(jī)高分子分散劑制成懸浮性和穩(wěn)定性很好的泥漿，通過(guò)沉降分離使雜質(zhì)碎屑物能在穩(wěn)定性很好的泥漿中，在重力作用下沉降到容器的底部，實(shí)現(xiàn)分離提純的目的。但接下來(lái)的問(wèn)題通常都很棘手。去除了雜質(zhì)碎屑的泥漿(通常位于容器的上部)，需要脫水以獲得粉末狀粘土產(chǎn)品。但由于靠有機(jī)高分子分散劑制得的粘土泥漿通常都非常穩(wěn)定，要想從泥漿中得到粘土粉末比較困難。對(duì)于大片的高嶺土、蒙脫石等粘土泥漿，一般是通過(guò)超細(xì)過(guò)濾或高速離心將泥漿中的水排出，留下粉體粘土。但對(duì)于納米級(jí)細(xì)小粉體粘土，如坡縷石或凹凸棒石來(lái)說(shuō)，由于粘土礦物的粒徑比現(xiàn)有的最細(xì)的網(wǎng)篩還細(xì)，超細(xì)過(guò)濾的方法會(huì)造成流失，降低回收率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]1、發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0004]本發(fā)明的主要目的在于針對(duì)現(xiàn)有粘土礦沉降提純中的問(wèn)題，提供一種用于使添加了高分子有機(jī)分散劑泥漿沉降分離的方法，通過(guò)臭氧的強(qiáng)氧化曝氣使得高分子分散劑被氧化，從而打破穩(wěn)定懸浮的粘土泥漿的穩(wěn)定平衡，使得粘土泥漿能夠自然沉降。實(shí)現(xiàn)泥漿的土-水分離。
[0005]2、技術(shù)方案
[0006]發(fā)明原理
[0007]臭氧，03，是一種強(qiáng)氧化劑，能氧化絕大多數(shù)有機(jī)化合物。有機(jī)分散劑，如粘土提純中常用的聚丙烯酸鈉、聚乙二醇等均為分子量巨大的鏈狀聚合物，C-H分子聚合成的架狀結(jié)構(gòu)使得水中的粘土顆粒充分分散，形成穩(wěn)定的膠體。如果在靠高分子分散劑穩(wěn)定的泥漿加入臭氧，O3的強(qiáng)氧化作用能使鏈狀高分子“打碎”成CO2和H20。失去高分子骨架的粘土顆粒在水分散體系中將很快失穩(wěn)，發(fā)生膠體的失水和沉降。分離出沉降物就達(dá)到了泥漿脫水的目的。
[0008]技術(shù)內(nèi)容:
[0009]一種用于使添加了高分子有機(jī)分散劑粘土泥漿的沉降分離的方法，其步驟為:
[0010](I)將高分子有機(jī)分散劑溶解于水中，配制含質(zhì)量百分比為0.2%。~0.5%。高分子有機(jī)分散劑的混合溶液；[0011](2)向步驟⑴配置的混合溶液中加入粘土配制質(zhì)量百分比為I~15%的懸浮液，，經(jīng)浸泡后用制漿設(shè)備打成泥漿；
[0012](3)將該泥漿置于沉降柱中沉淀分離2~24小時(shí)，然后去除沉降柱底部的碎屑雜質(zhì)；
[0013](4)通入臭氧，對(duì)經(jīng)步驟(3)處理后剩余的懸浮于沉降柱上部的泥漿進(jìn)行臭氧曝氣;
[0014](5)曝氣后靜置，實(shí)現(xiàn)泥水分離，去除上層清水，獲得高濃度泥漿，干后制得粘土礦粉。
[0015]所述的步驟I中高分子有機(jī)分散劑為聚丙烯酸鈉、聚乙二醇或聚丙烯酰胺。
[0016]所述的聚丙烯酸鈉、聚乙二醇或聚丙烯酰胺的分子量1000到100萬(wàn)。
[0017]步驟2中所述的粘土為凹凸棒石粘土、高嶺土或蒙脫石。 [0018]步驟4所述的臭氧投加量,按照臭氧:分散劑=1:1~1:5的質(zhì)量比通入臭氧。
[0019]所述的步驟(2)中經(jīng)浸泡后用制漿設(shè)備打成泥漿，包括浸泡、對(duì)輥、搗漿、攪拌、超聲、均質(zhì)機(jī)、分子磨、膠體磨方法和設(shè)備，將塊狀或粉末狀粘土和高分子分散劑充分混合制備成泥漿。
[0020]3、有益效果
[0021]本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)及特點(diǎn)在于:
[0022](I)本發(fā)明的用于打碎高分子分散劑的臭氧，在完成強(qiáng)氧化作用后殘留的最終碎片只有CO2和H2O,對(duì)粘土產(chǎn)品的屬性幾乎沒(méi)有破壞，也沒(méi)有形成新的有毒有害物質(zhì)。這點(diǎn)對(duì)提純粘土的使用非常重要。
[0023](2)由于采用懸浮成漿一沉降碎屑物一對(duì)懸浮的穩(wěn)定泥漿臭氧曝氣一懸浮泥漿失穩(wěn)沉淀的與傳統(tǒng)粘土礦提純分離非常相近的工藝，原有粘土提純工藝無(wú)需巨大改造。
【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例1:
[0025]將分子量為1000的聚丙烯酸鈉溶解于1000毫升水中，配制成質(zhì)量百分比濃度為
0.3%。的混合溶液。將不含蒙脫石的凹凸棒石粘土溶于上述混合溶液中，配制成質(zhì)量百分比濃度為1%的凹凸棒石粘土懸浮液。經(jīng)半小時(shí)浸泡后，用制漿設(shè)備打碎成泥漿。將該泥漿置于沉降柱中沉淀分離，經(jīng)3小時(shí)沉降分離后，去掉沉降柱底部碎屑含量較高的部分泥漿+沉淀物，即去除去除沉降柱底部的碎屑雜質(zhì)。按照臭氧重量:聚丙烯酸鈉=1:1的質(zhì)量比通入臭氧，對(duì)沉降柱上部的剩余泥漿進(jìn)行臭氧曝氣。經(jīng)6小時(shí)曝氣后停止通氣。再靜置10小時(shí)后，上清液的比例已占到40%，去除上層清水，獲得高濃度泥漿，干后制得粘土礦粉。上清液的比例只占到40%說(shuō)明由分散劑聚丙烯酸鈉引起的膠體分散作用已不存在。如果不實(shí)施臭氧曝氣，對(duì)比組經(jīng)10小時(shí)靜置后上清液的比例幾乎是O。其中經(jīng)浸泡后用制漿設(shè)備打成泥漿步驟，包括浸泡、對(duì)輥、搗漿、攪拌、超聲、均質(zhì)機(jī)、分子磨、膠體磨方法和設(shè)備，將塊狀或粉末狀粘土和高分子分散劑充分混合制備成泥漿。
[0026]實(shí)施例2:
[0027]步驟同實(shí)施例1，不同之處在于，將分子量為4000的聚丙烯酸鈉溶解于1000毫升水中，配制成質(zhì)量濃度為0.3%。的混合溶液。將不含蒙脫石的凹凸棒石粘土溶于上述混合溶液中，配制成質(zhì)量濃度為3%的凹凸棒石粘土懸浮液。經(jīng)半小時(shí)浸泡后，用制漿設(shè)備打碎成泥漿。經(jīng)6小時(shí)沉降分離后，去掉沉降柱底部碎屑含量較高的部分泥漿+沉淀物。按照臭氧重量:聚丙烯酸鈉=1:3的質(zhì)量比通入臭氧進(jìn)行曝氣，對(duì)沉降柱上部的剩余泥漿進(jìn)行臭氧曝氣。經(jīng)8小時(shí)曝氣后停止通氣。再靜置10小時(shí)后，上清液的比例已占到45%。說(shuō)明由分散劑聚丙烯酸鈉引起的膠體分散作用已不存在。
[0028]實(shí)施例3:
[0029]步驟同實(shí)施例1，不同之處在于，將分子量為100萬(wàn)的聚丙烯酸鈉溶解于1000毫升水中，配制成質(zhì)量濃度為0.2%。的混合溶液。將70克不含蒙脫石的凹凸棒石粘土溶于上述混合溶液中配制成質(zhì)量濃度為7%的凹凸棒石粘土懸浮液。經(jīng)半小時(shí)浸泡后，用制漿設(shè)備打碎成泥漿。經(jīng)8小時(shí)沉降分離后，去掉沉降柱底部碎屑含量較高的部分泥漿+沉淀物。按照臭氧重量:聚丙烯酸鈉=1:5的質(zhì)量比通入臭氧進(jìn)行曝氣，對(duì)沉降柱上部的剩余泥漿進(jìn)行臭氧曝氣。經(jīng)8小時(shí)曝氣后停止通氣。再靜置10小時(shí)后，上清液的比例已占到35%。說(shuō)明由分散劑聚丙烯酸鈉引起的膠體分散作用已不存在。
[0030]實(shí)施例4:
[0031]步驟同實(shí)施例1，不同之處在于，步驟同實(shí)施例1.將聚乙二醇溶解于1000毫升水中，配制成質(zhì)量濃度為0.5%。的混合溶液。將100克含石英云母等碎屑的高嶺土粘土溶于上述分散液中配制成質(zhì)量濃度為10%的高嶺土粘土懸浮液。經(jīng)2小時(shí)浸泡后，用制漿設(shè)備打碎成泥漿。經(jīng)2小時(shí)沉 降分離后，去掉沉降柱底部碎屑含量較高的部分泥漿+沉淀物。按照臭氧重量:聚丙烯酸鈉=1:2的質(zhì)量比通入臭氧進(jìn)行曝氣。經(jīng)3小時(shí)曝氣后停止通氣。再靜置10小時(shí)后，上清液的比例已占到80%。說(shuō)明由分散劑聚乙二醇引起的膠體分散作用已不存在。
[0032]實(shí)施例5:
[0033]步驟同實(shí)施例1，不同之處在于，將聚丙烯酰胺溶解于1000毫升水中，配制成質(zhì)量濃度為0.5%。的混合溶液。將150克含石英等碎屑的蒙脫石粘土溶于上述分散液中配制成質(zhì)量濃度為15%的高嶺土粘土懸浮液。經(jīng)2小時(shí)浸泡后，用制漿設(shè)備打碎成泥漿。經(jīng)12小時(shí)沉降分離后，去掉沉降柱底部碎屑含量較高的部分泥漿+沉淀物。按照臭氧重量:聚丙烯酸鈉=1:4的質(zhì)量比通入臭氧進(jìn)行曝氣。經(jīng)3小時(shí)曝氣后停止通氣。再靜置24小時(shí)后，上清液的比例已占到50%。說(shuō)明由分散劑聚丙烯酰胺引起的膠體分散作用已不存在。
[0034]實(shí)施例6:
[0035]步驟同實(shí)施例1，不同之處在于，將0.3克分子量為2000的聚丙烯酸鈉溶解于1000毫升水中，配制成質(zhì)量濃度為0.3%。的混合溶液。將40克不含蒙脫石的凹凸棒石粘土溶于上述分散液中，配制成質(zhì)量濃度為4%的凹凸棒石粘土懸浮液。經(jīng)半小時(shí)浸泡后，用制漿設(shè)備打碎成泥漿。經(jīng)24小時(shí)沉降分離后，去掉沉降柱底部碎屑含量較高的部分泥漿+沉淀物。按照臭氧重量:聚丙烯酸鈉=1:1的質(zhì)量比通入臭氧，對(duì)沉降柱上部的剩余泥漿進(jìn)行臭氧曝氣。經(jīng)8小時(shí)曝氣后停止通氣。再靜置10小時(shí)后，上清液的比例已占到50%，去除上層清水，獲得高濃度泥漿，干后制得粘土礦粉。說(shuō)明由分散劑聚丙烯酸鈉引起的膠體分散作用已不存在。如果不實(shí)施臭氧曝氣，對(duì)比組經(jīng)10小時(shí)靜置后上清液的比例幾乎是O。
[0036]綜合上述實(shí)施例可以看出，經(jīng)過(guò)臭氧的超級(jí)氧化作用，已將起分散和膠體穩(wěn)定作用的聚丙烯酸鈉等高 分子分散劑完全破壞掉了，由此造成了超穩(wěn)定泥漿的失穩(wěn)，形成沉降柱中見(jiàn)到的50%的泥水分離。與之對(duì)比的是沒(méi)有臭氧曝氣的泥漿泥水分離率幾乎為零。因此可以說(shuō)，使用本專利提供的粘土提純方法，可提1?泥水分尚效率的50%，大大提1? 了提純效率，降低了后期蒸發(fā)泥漿中水分的運(yùn)行成本。
【權(quán)利要求】
1.一種用于使添加了高分子有機(jī)分散劑粘土泥漿的沉降分離的方法，其步驟為: (1)將高分子有機(jī)分散劑溶解于水中，配制質(zhì)量百分比為0.2%。~0.5%。的混合溶液； (2)向步驟(1)配置的混合溶液中加入粘土，配制質(zhì)量百分比為I~15%的懸浮液，經(jīng)浸泡后用制漿設(shè)備打成泥漿； (3)將該泥漿置于沉降柱中沉淀分離2~24小時(shí)，然后去除沉降柱底部的碎屑雜質(zhì)； (4)通入臭氧，對(duì)經(jīng)步驟(3)處理后剩余的懸浮于沉降柱上部的泥漿進(jìn)行臭氧曝氣； (5)曝氣后靜置，實(shí)現(xiàn)泥水分離，去除上層清水，獲得高濃度泥漿，干后制得粘土礦粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于使添加了高分子有機(jī)分散劑粘土泥漿的沉降分離的方法，其特征在于，所述的高分子有機(jī)分散劑為聚丙烯酸鈉、聚乙二醇或聚丙烯酰胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于使添加了高分子有機(jī)分散劑粘土泥漿的沉降分離的方法，其特征在于，所述的聚丙烯酸鈉的分子量為1000到100萬(wàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于使添加了高分子有機(jī)分散劑粘土泥漿的沉降分離的方法，其特征在于，所述的粘土為凹凸棒石粘土、高嶺土或蒙脫石。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于使添加了高分子有機(jī)分散劑粘土泥漿的沉降分離的方法，其特征在于所述的臭氧，其投加量按照臭氧:分散劑=1:1~1:5的質(zhì)量比通入臭氧。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的用于使添加了高分子有機(jī)分散劑粘土泥漿的沉降分離的方法，其特征在于，所述的步驟(2)中經(jīng)浸泡后用制漿設(shè)備打成泥漿，包括浸泡、對(duì)輥、搗漿、攪拌、超聲、均質(zhì)機(jī)、分子磨、膠體磨方法和設(shè)備，將塊狀或粉末狀粘土和高分子分散劑充分混合制備成泥漿。
【文檔編號(hào)】C01B33/40GK103979565SQ201410244902
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】尹琳, 楊玉珍, 陸現(xiàn)彩, 徐金覃 申請(qǐng)人:南京大學(xué)