一種用于使添加了高分子有機分散劑泥漿沉降分離的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于使添加了高分子有機分散劑粘土泥漿的沉降分離的方法，屬于礦物分離提純【技術領域】。其步驟包括：將添加有機分散劑的粘土制漿，經沉降分離去除碎屑后對上層相對較純的泥漿進行臭氧曝氣。通過本發(fā)明臭氧的強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。實現泥漿的土-水分離，獲得粘土礦粉產品。
【專利說明】一種用于使添加了高分子有機分散劑泥漿沉降分離的方法
【技術領域】
[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【技術領域】，特別涉及一種用于使添加了高分子有機分散劑泥漿沉降分離的方法，具體的說是一種通過往泥漿中加入臭氧等強氧化劑，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，從而實現將粘土顆粒從泥漿中分離出來的方法。
【背景技術】
[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，在短時間內就會沉降，發(fā)生泥水分離。在粘土礦選礦領域，當粘土的純度不高時，為了去除其中的雜質碎屑物和提升粘土純度，常需要在泥漿中加入有機高分子分散劑制成懸浮性和穩(wěn)定性很好的泥漿，通過沉降分離使雜質碎屑物能在穩(wěn)定性很好的泥漿中，在重力作用下沉降到容器的底部，實現分離提純的目的。但接下來的問題通常都很棘手。去除了雜質碎屑的泥漿(通常位于容器的上部)，需要脫水以獲得粉末狀粘土產品。但由于靠有機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。對于大片的高嶺土、蒙脫石等粘土泥漿，一般是通過超細過濾或高速離心將泥漿中的水排出，留下粉體粘土。但對于納米級細小粉體粘土，如坡縷石或凹凸棒石來說，由于粘土礦物的粒徑比現有的最細的網篩還細，超細過濾的方法會造成流失，降低回收率。
【發(fā)明內容】
[0003]1、發(fā)明要解決的技術問題
[0004]本發(fā)明的主要目的在于針對現有粘土礦沉降提純中的問題，提供一種用于使添加了高分子有機分散劑泥漿沉降分離的方法，通過臭氧的強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。實現泥漿的土-水分離。
[0005]2、技術方案
[0006]發(fā)明原理
[0007]臭氧，03，是一種強氧化劑，能氧化絕大多數有機化合物。有機分散劑，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構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。分離出沉降物就達到了泥漿脫水的目的。
[0008]技術內容:
[0009]一種用于使添加了高分子有機分散劑粘土泥漿的沉降分離的方法，其步驟為:
[0010](I)將高分子有機分散劑溶解于水中，配制含質量百分比為0.2%。~0.5%。高分子有機分散劑的混合溶液；[0011](2)向步驟⑴配置的混合溶液中加入粘土配制質量百分比為I~15%的懸浮液，，經浸泡后用制漿設備打成泥漿；
[0012](3)將該泥漿置于沉降柱中沉淀分離2~24小時，然后去除沉降柱底部的碎屑雜質；
[0013](4)通入臭氧，對經步驟(3)處理后剩余的懸浮于沉降柱上部的泥漿進行臭氧曝氣;
[0014](5)曝氣后靜置，實現泥水分離，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。
[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的質量比通入臭氧。
[0019]所述的步驟(2)中經浸泡后用制漿設備打成泥漿，包括浸泡、對輥、搗漿、攪拌、超聲、均質機、分子磨、膠體磨方法和設備，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)新點及特點在于:
[0022](I)本發(fā)明的用于打碎高分子分散劑的臭氧，在完成強氧化作用后殘留的最終碎片只有CO2和H2O,對粘土產品的屬性幾乎沒有破壞，也沒有形成新的有毒有害物質。這點對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)沉淀的與傳統粘土礦提純分離非常相近的工藝，原有粘土提純工藝無需巨大改造。
【具體實施方式】
[0024]實施例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，配制成質量百分比濃度為1%的凹凸棒石粘土懸浮液。經半小時浸泡后，用制漿設備打碎成泥漿。將該泥漿置于沉降柱中沉淀分離，經3小時沉降分離后，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。按照臭氧重量:聚丙烯酸鈉=1:1的質量比通入臭氧，對沉降柱上部的剩余泥漿進行臭氧曝氣。經6小時曝氣后停止通氣。再靜置10小時后，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。如果不實施臭氧曝氣，對比組經10小時靜置后上清液的比例幾乎是O。其中經浸泡后用制漿設備打成泥漿步驟，包括浸泡、對輥、搗漿、攪拌、超聲、均質機、分子磨、膠體磨方法和設備，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]實施例2:
[0027]步驟同實施例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，配制成質量濃度為3%的凹凸棒石粘土懸浮液。經半小時浸泡后，用制漿設備打碎成泥漿。經6小時沉降分離后，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的質量比通入臭氧進行曝氣，對沉降柱上部的剩余泥漿進行臭氧曝氣。經8小時曝氣后停止通氣。再靜置10小時后，上清液的比例已占到45%。說明由分散劑聚丙烯酸鈉引起的膠體分散作用已不存在。
[0028]實施例3:
[0029]步驟同實施例1，不同之處在于，將分子量為100萬的聚丙烯酸鈉溶解于1000毫升水中，配制成質量濃度為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量濃度為7%的凹凸棒石粘土懸浮液。經半小時浸泡后，用制漿設備打碎成泥漿。經8小時沉降分離后，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的質量比通入臭氧進行曝氣，對沉降柱上部的剩余泥漿進行臭氧曝氣。經8小時曝氣后停止通氣。再靜置10小時后，上清液的比例已占到35%。說明由分散劑聚丙烯酸鈉引起的膠體分散作用已不存在。
[0030]實施例4:
[0031]步驟同實施例1，不同之處在于，步驟同實施例1.將聚乙二醇溶解于1000毫升水中，配制成質量濃度為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量濃度為10%的高嶺土粘土懸浮液。經2小時浸泡后，用制漿設備打碎成泥漿。經2小時沉 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的質量比通入臭氧進行曝氣。經3小時曝氣后停止通氣。再靜置10小時后，上清液的比例已占到80%。說明由分散劑聚乙二醇引起的膠體分散作用已不存在。
[0032]實施例5:
[0033]步驟同實施例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量濃度為15%的高嶺土粘土懸浮液。經2小時浸泡后，用制漿設備打碎成泥漿。經12小時沉降分離后，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的質量比通入臭氧進行曝氣。經3小時曝氣后停止通氣。再靜置24小時后，上清液的比例已占到50%。說明由分散劑聚丙烯酰胺引起的膠體分散作用已不存在。
[0034]實施例6:
[0035]步驟同實施例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，配制成質量濃度為4%的凹凸棒石粘土懸浮液。經半小時浸泡后，用制漿設備打碎成泥漿。經24小時沉降分離后，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的質量比通入臭氧，對沉降柱上部的剩余泥漿進行臭氧曝氣。經8小時曝氣后停止通氣。再靜置10小時后，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。如果不實施臭氧曝氣，對比組經10小時靜置后上清液的比例幾乎是O。
[0036]綜合上述實施例可以看出，經過臭氧的超級氧化作用，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)，形成沉降柱中見到的50%的泥水分離。與之對比的是沒有臭氧曝氣的泥漿泥水分離率幾乎為零。因此可以說，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)泥漿中水分的運行成本。
【權利要求】
1.一種用于使添加了高分子有機分散劑粘土泥漿的沉降分離的方法，其步驟為: (1)將高分子有機分散劑溶解于水中，配制質量百分比為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，配制質量百分比為I~15%的懸浮液，經浸泡后用制漿設備打成泥漿； (3)將該泥漿置于沉降柱中沉淀分離2~24小時，然后去除沉降柱底部的碎屑雜質； (4)通入臭氧，對經步驟(3)處理后剩余的懸浮于沉降柱上部的泥漿進行臭氧曝氣； (5)曝氣后靜置，實現泥水分離，去除上層清水，獲得高濃度泥漿，干后制得粘土礦粉。
2.根據權利要求1所述的用于使添加了高分子有機分散劑粘土泥漿的沉降分離的方法，其特征在于，所述的高分子有機分散劑為聚丙烯酸鈉、聚乙二醇或聚丙烯酰胺。
3.根據權利要求2所述的用于使添加了高分子有機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。
4.根據權利要求1所述的用于使添加了高分子有機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.根據權利要求1所述的用于使添加了高分子有機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的質量比通入臭氧。
6.根據權利要求1-5任意一項所述的用于使添加了高分子有機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)中經浸泡后用制漿設備打成泥漿，包括浸泡、對輥、搗漿、攪拌、超聲、均質機、分子磨、膠體磨方法和設備，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】C01B33/40GK103979565SQ201410244902
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權日:2014年6月4日
【發(fā)明者】尹琳, 楊玉珍, 陸現彩, 徐金覃 申請人:南京大學