本發明涉及鈉化處理技術領域,尤其涉及一種鈉化膨潤土及其制備方法。
背景技術:
膨潤土是粘土的一種,它的主要成分為蒙脫土,屬于層狀結構的含水硅鋁酸鹽礦物。由于它本身具有陽離子可交換特征,因此可以按所需用途制成不同系列的有機膨潤土。有機膨潤土常被作潤滑劑的稠化劑、涂料的助劑、油漆的防沉降劑和增稠劑、石油鉆井的解卡劑等。
我國的膨潤土資源極為豐富,大部分膨潤土礦以鈣基膨潤土為主,而且品位低的鈣基膨潤土占多數;鈉基膨潤土的儲藏量較少,但是鈉基膨潤土比鈣基膨潤土的性能要好,因此,為了提高鈣基膨潤土的性能,需要對鈣基膨潤土進行鈉化改性處理。常規進行鈣基膨潤土鈉化改性處理的方法,是將碳酸鈉直接加入鈣基膨潤土原礦中,鈉化后烘干和磨粉。
目前,主要采用人工鈉基工藝將鈣基膨潤土改性為鈉基膨潤土。鈉基劑可以是碳酸鈉、氟化鈉和硫酸鈉等,但從經濟上考慮,碳酸鈉是最好的鈉基劑。鈉基過程中,膨潤土與碳酸鈉發生反應形成的碳酸鈣不溶于水,促進了反應向右進行,形成了鈉基膨潤土,但是,由于鈣離子電勢較強,膨潤土有優先吸附鈣離子能力,因此,上面的反應是可逆的,不可能達到100%的鈉基,進而導致了鈉基不均勻和鈉基效果不充分的缺陷。
技術實現要素:
本發明的實施例提供一種鈉化膨潤土及其制備方法,本發明首先酸化膨潤土,提高了膨潤土的吸收性,穩定性和潤滑性;制備的所述鈉化膨潤土具有較好的觸變性、潤滑性、熱穩定性、較高的可塑性、較強的粘結性、熱濕拉強度和干壓強度高的特點,能夠滿足各類生產需求。。
為達到上述目的,本發明的實施例采用如下技術方案:
本發明的實施例提供一種鈉化膨潤土,包括以下的重量份數的原料制備而成:鈣基膨潤土90-98份,鈉鹽1-10份,增粘劑1-3份,增效劑0.5-2份,潤滑劑0.01-1份。
進一步的,所述的鈉化膨潤土是以下重量份數的原料制備而成:鈣基膨潤土93-95份,鈉鹽3-8份,增粘劑1.5-2份,增效劑0.8-1份,潤滑劑0.03-0.1份。
進一步的,所述鈉鹽是碳酸鈉,硅酸鈉,氟化鈉,草酸鈉,醋酸鈉,磷酸類鈉鹽,聚丙烯酸鈉,氫氧化鈉,氯化鈉,硫代硫酸鈉,纖維素鈉中的一種或多種混合物。
進一步的,所述增粘劑是氧化鎂,氫氧化鎂中的一種。
進一步的,所述增效劑是聚丙烯酰胺,丙烯酰胺中的一種。
進一步的,所述潤滑劑是羥丙基甲基纖維素,羧甲基纖維素,微晶纖維素,羧甲基纖維素鈉,羥甲基纖維素鈉中的一種或多種混合物所述膨潤土是鈉基膨潤土,鋰基膨潤土中的一種。
本發明還提供了一種鈉化膨潤土的制備方法,包括:
s1、將鈣基膨潤土在稀硫酸中酸化1-3小時,在250-350℃條件下焙燒1-3小時,得到酸化膨潤土;
s2、將所述酸化膨潤土與鈉鹽混合,加水浸泡24-72小時后,在80-100℃條件下烘干1-3小時,得到鈉化膨潤土半成品;
s3、將所述鈉化膨潤土半成品與增粘劑,增效劑,潤滑劑混合,在15-35℃條件下孕育時間為3-7天,得到所述鈉化膨潤土。
進一步的,所述稀硫酸是由以下的重量份數的原料制備而成:98%濃硫酸1-5份,水95-99份。
進一步的,所述鈣基膨潤土和稀硫酸的重量比例是60-85:15-40。
本發明實施例提供的一種鈉化膨潤土及其制備方法,具有以下優點:
(1)制備工藝簡單可行,方法簡單易控,制備成本低;(2)采用先酸化后復合的制備方法,避免硫酸與其他組分的化學反應,同時,酸化后的膨潤土吸收性,穩定性,潤滑性都得到了較大的提高;(3)本發明制備的所述鈉化膨潤土具有較好的觸變性、潤滑性、熱穩定性、較高的可塑性、較強的粘結性、熱濕拉強度和干壓強度高的特點;(4)適用范圍廣,能夠滿足各類生產需求。
具體實施方式
為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案,下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。
實施例1
一種鈉化膨潤土,由下列重量份數的原料制備而成:鈣基膨潤土90-93份,聚丙烯酸鈉1-1.5份,氧化鎂1-1.5份,聚丙烯酰胺0.5-0.8份,羥丙基甲基纖維素0.01-0.03份。
一種鈉化膨潤土制備方法,包括:
s1、將鈣基膨潤土在稀硫酸中酸化1小時,在250℃條件下焙燒3小時,得到酸化膨潤土;
s2、將所述酸化膨潤土與聚丙烯酸鈉混合,加水浸泡24小時后,在80℃條件下烘干3小時,得到鈉化膨潤土半成品;
s3、將所述鈉化膨潤土半成品與氧化鎂,聚丙烯酰胺,羥丙基甲基纖維素混合,在15℃條件下孕育時間為7天,得到所述鈉化膨潤土。
其中,所述稀硫酸是由以下的重量份數的原料制備而成:98%濃硫酸1-3份,水97-99份;所述鈣基膨潤土和稀硫酸的重量比例是60:15。
實施例2
一種鈉化膨潤土,由下列重量份數的原料制備而成:鈣基膨潤土90-93份,聚丙烯酸鈉1-1.5份,氧化鎂1-1.5份,聚丙烯酰胺0.5-0.8份,羥丙基甲基纖維素0.01-0.03份。
一種鈉化膨潤土制備方法,包括:
s1、將鈣基膨潤土在稀硫酸中酸化1小時,在350℃條件下焙燒1小時,得到酸化膨潤土;
s2、將所述酸化膨潤土與聚丙烯酸鈉混合,加水浸泡72小時后,在100℃條件下烘干1小時,得到鈉化膨潤土半成品;
s3、將所述鈉化膨潤土半成品與氧化鎂,聚丙烯酰胺,羥丙基甲基纖維素混合,在35℃條件下孕育時間為3天,得到所述鈉化膨潤土。
其中,所述稀硫酸是由以下的重量份數的原料制備而成:98%濃硫酸3-5份,水95-97份;所述鈣基膨潤土和稀硫酸的重量比例是85:40。
實施例3
一種鈉化膨潤土,由下列重量份數的原料制備而成:鈣基膨潤土93-95份,聚丙烯酸鈉3-8份,氧化鎂1.5-2份,聚丙烯酰胺0.8-1份,羥丙基甲基纖維素0.03-0.1份。
一種鈉化膨潤土制備方法,包括:
s1、將鈣基膨潤土在稀硫酸中酸化1小時,在250℃條件下焙燒3小時,得到酸化膨潤土;
s2、將所述酸化膨潤土與聚丙烯酸鈉混合,加水浸泡24小時后,在80℃條件下烘干3小時,得到鈉化膨潤土半成品;
s3、將所述鈉化膨潤土半成品與氧化鎂,聚丙烯酰胺,羥丙基甲基纖維素混合,在15℃條件下孕育時間為7天,得到所述鈉化膨潤土。
其中,所述稀硫酸是由以下的重量份數的原料制備而成:98%濃硫酸1-3份,水97-99份;所述鈣基膨潤土和稀硫酸的重量比例是60:15。
實施例4
一種鈉化膨潤土,由下列重量份數的原料制備而成:鈣基膨潤土93-95份,聚丙烯酸鈉3-8份,氧化鎂1.5-2份,聚丙烯酰胺0.8-1份,羥丙基甲基纖維素0.03-0.1份。
一種鈉化膨潤土制備方法,包括:
s1、將鈣基膨潤土在稀硫酸中酸化1小時,在350℃條件下焙燒1小時,得到酸化膨潤土;
s2、將所述酸化膨潤土與聚丙烯酸鈉混合,加水浸泡72小時后,在100℃條件下烘干1小時,得到鈉化膨潤土半成品;
s3、將所述鈉化膨潤土半成品與氧化鎂,聚丙烯酰胺,羥丙基甲基纖維素混合,在35℃條件下孕育時間為3天,得到所述鈉化膨潤土。
其中,所述稀硫酸是由以下的重量份數的原料制備而成:98%濃硫酸3-5份,水95-97份;所述鈣基膨潤土和稀硫酸的重量比例是85:40。
實施例5
一種鈉化膨潤土,由下列重量份數的原料制備而成:鈣基膨潤土95-98份,聚丙烯酸鈉8-10份,氧化鎂2-3份,聚丙烯酰胺1-2份,羥丙基甲基纖維素0.1-1份。
一種鈉化膨潤土制備方法,包括:
s1、將鈣基膨潤土在稀硫酸中酸化1小時,在250℃條件下焙燒3小時,得到酸化膨潤土;
s2、將所述酸化膨潤土與聚丙烯酸鈉混合,加水浸泡24小時后,在80℃條件下烘干3小時,得到鈉化膨潤土半成品;
s3、將所述鈉化膨潤土半成品與氧化鎂,聚丙烯酰胺,羥丙基甲基纖維素混合,在15℃條件下孕育時間為7天,得到所述鈉化膨潤土。
其中,所述稀硫酸是由以下的重量份數的原料制備而成:98%濃硫酸1-3份,水97-99份;所述鈣基膨潤土和稀硫酸的重量比例是60:15。
實施例6
一種鈉化膨潤土,由下列重量份數的原料制備而成:鈣基膨潤土95-98份,聚丙烯酸鈉8-10份,氧化鎂2-3份,聚丙烯酰胺1-2份,羥丙基甲基纖維素0.1-1份。
一種鈉化膨潤土制備方法,包括:
s1、將鈣基膨潤土在稀硫酸中酸化1小時,在350℃條件下焙燒1小時,得到酸化膨潤土;
s2、將所述酸化膨潤土與聚丙烯酸鈉混合,加水浸泡72小時后,在100℃條件下烘干1小時,得到鈉化膨潤土半成品;
s3、將所述鈉化膨潤土半成品與氧化鎂,聚丙烯酰胺,羥丙基甲基纖維素混合,在35℃條件下孕育時間為3天,得到所述鈉化膨潤土。
其中,所述稀硫酸是由以下的重量份數的原料制備而成:98%濃硫酸3-5份,水95-97份;所述鈣基膨潤土和稀硫酸的重量比例是85:40。
本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述,各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可,每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其,對于設備實施例而言,由于其基本相似于方法實施例,所以描述得比較簡單,相關之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所述,僅為本發明的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,可輕易想到的變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此,本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。