4大類(lèi)凹凸棒石的加工與高端應(yīng)用方向

/4大類(lèi)凹凸棒石的加工與高端應(yīng)用方向凹凸棒石黏土是我國(guó)特色非金屬礦產(chǎn)資源，依據(jù)其形成機(jī)制可分為4種礦石類(lèi)型：高品位凹凸棒石黏土；蛋白石凹凸棒石黏土；白云石凹凸棒石黏土；蒙脫石凹凸棒石黏土。不同類(lèi)型的凹凸棒石黏土，其礦物構(gòu)成、化學(xué)構(gòu)成以及黏土的物理化學(xué)性質(zhì)在礦體橫向和縱向上都有很大變化，其加工利用必需依照礦石類(lèi)型分層開(kāi)采、分別加工處理和利用，這樣既可實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)礦石優(yōu)先利用于高附加值產(chǎn)品，避開(kāi)資源的揮霍，又可實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用。1、高品質(zhì)凹凸棒石黏土原材料特征：凹凸棒石含量大于85%，重要雜質(zhì)為微米級(jí)碎屑石英、長(zhǎng)石，以及少量自生蛋白石和白云石。加工產(chǎn)品：系列凹凸棒石納米材料及衍生材料。技術(shù)關(guān)鍵：凹凸棒石平行連生呈現(xiàn)晶束結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵是促使晶束解聚。技術(shù)路線：濕法解聚分散、提純、改性、納米復(fù)合。加工工藝：制漿－蒸汽噴爆－（溶劑熱處理、酸處理）－旋流分別除雜－回收－改性。凹凸棒石納米材料應(yīng)用：（1）塑料注塑成型結(jié)晶促進(jìn)劑。該促進(jìn)劑為凹凸棒石與塑料粒子復(fù)合（含量5%—10%）的塑料母粒，凹凸棒石在最后塑料制品中添加量0.2%—0.3%。其功效是促進(jìn)塑料注塑成型過(guò)程中結(jié)晶速度，調(diào)制塑料晶體結(jié)構(gòu)，提高工熱塑性程塑料強(qiáng)度，提高成型效率200%—300%。（2）鋰離子電池陽(yáng)極隔膜用納米棒狀活性二氧化硅。鹽酸溶蝕掉凹凸棒石晶體結(jié)構(gòu)八面體中的鎂、鋁、鐵后，保留凹凸棒石的晶體假象形態(tài)。在鋰離子電池陽(yáng)極隔膜材料中添加凹凸棒石制備的納米棒狀活性二氧化硅電池表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。（3）高級(jí)潤(rùn)滑脂添加劑。解聚分散提純制得的凹凸棒石納米材料，經(jīng)過(guò)有機(jī)改性獲得親有機(jī)的材料，添加到固體潤(rùn)滑中具有較大的進(jìn)展前景。其具有觸變作用，納米顆粒潤(rùn)滑減磨作用，納米富鎂礦物對(duì)氣缸磨損的自修復(fù)功能。（4）高分子材料導(dǎo)電添加劑。解聚分散提純制得的凹凸棒石納米材料，經(jīng)過(guò)包覆導(dǎo)電加強(qiáng)納米粒子，獲得導(dǎo)電加強(qiáng)材料，添加到塑料中。凹凸棒石棒狀晶體包覆導(dǎo)電加強(qiáng)納米粒子后，在塑料等聚合物中構(gòu)成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，降低材料的電阻率，除去靜電危害。（5）類(lèi)瑪雅藍(lán)顏料。凹凸棒石與靛藍(lán)及其相近的有機(jī)染料分子復(fù)合形成的一類(lèi)顏料。有機(jī)染料分子與凹凸棒石發(fā)生強(qiáng)化學(xué)結(jié)合，類(lèi)瑪雅藍(lán)顏料具有耐酸堿、耐老化的優(yōu)點(diǎn)。可用于藝術(shù)作品顏料、古建筑修復(fù)、建筑裝修等。2、蛋白石凹凸棒石黏土原材料特征：重要礦物組分是凹凸棒石和蛋白石，蛋白石含量大于35%，重要雜質(zhì)為自生白云石和蒙脫石。干法選礦工藝：依據(jù)凹凸棒石與蛋白石水理性質(zhì)不同，人工強(qiáng)化千濕交替風(fēng)化，通過(guò)自碎裂、選擇性碎裂、篩分把物料分成兩：富凹凸棒石物料和富蛋白石物料。富凹凸棒石物料加工產(chǎn)品和應(yīng)用：（1）催化劑凈化揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）—甲醛吸附劑。凹凸棒石納米復(fù)合鈣鈦礦等活性組分，具有對(duì)VOC強(qiáng)吸附、催化氧化作用?？捎糜诟邷?zé)煔庵蠽OCs深度凈化，也可用于室內(nèi)甲醛等VOCs凈化。（2）泡沫驅(qū)采油泡沫穩(wěn)定劑。泡沫驅(qū)采油是新的采油技術(shù)，正在各大油田推廣應(yīng)用。在地下深層較高溫度、壓力下泡沫具有較高的穩(wěn)定性，是泡沫驅(qū)采油的關(guān)鍵。由于凹凸棒石屬于納米棒狀晶體、具有較高的熱穩(wěn)定性，耐鹽、耐熱的獨(dú)特膠體性能，凹凸棒石納米材料在泡沫驅(qū)采油泡沫穩(wěn)定劑領(lǐng)域具有很大應(yīng)用前景。（3）中空玻璃干燥劑、油脂脫色吸附劑。從蛋白石凹凸棒石黏土礦石中回收的富凹凸棒石物料，含有少量的蛋白石，包括Opal—CT、OpalA，并且蛋白石與凹凸棒石呈現(xiàn)交織、鑲嵌狀態(tài)。用于生產(chǎn)中空玻璃干燥劑，可以使用含蛋白石稍高的物料，具有肯定的顆粒強(qiáng)度，碎裂、篩分、拋光、煅燒，可避開(kāi)困難的滾球造粒，提高中空玻璃干燥劑的生產(chǎn)率和成本。用于生產(chǎn)油脂脫色吸附劑，由于少量蛋白石存在，在脫色操作后的油土分別環(huán)節(jié)濾餅吸持油量降低，可降低油脂脫色油料損失率。富蛋白石物料加工產(chǎn)品和應(yīng)用：（1）液體水玻璃。富蛋白石物料中重要組分是蛋白石，并含有少量的凹凸棒石。蛋白石重要是Opal—CT。Opal—CT呈現(xiàn)葉片狀，具有較高的堿反應(yīng)活性，可以通過(guò)氫氧化鈉水熱溶解生產(chǎn)水玻璃。液體水玻璃可以用于生產(chǎn)干燥劑、包裝紙箱的粘結(jié)劑以及建筑材料材料等。（2）合成沸石分子篩。在富蛋白石物料氫氧化鈉水熱堿溶生產(chǎn)的液體水玻璃中，依照比例加入富鋁原材料，混合液水熱合成沸石分子篩。合成沸石分子篩在工業(yè)領(lǐng)域有廣泛的用途。蘇皖地區(qū)凹凸棒石黏土加工企業(yè)每年消耗10萬(wàn)噸以上的分子篩原材料。3、白云石凹凸棒石黏土原材料特征：富含白云石、凹凸棒石，含有少量的蛋白石，白云石含量大于35%。白云石微米—亞微米粒徑，具有納米孔結(jié)構(gòu)特征，凹凸棒石與白云石鑲嵌共生。加工：納米結(jié)構(gòu)化，焙燒活化。加工產(chǎn)品：系列環(huán)保材料。技術(shù)關(guān)鍵：顆粒粒徑與熱活化溫度、時(shí)間耦合，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物相組合和納米結(jié)構(gòu)化。白云石凹凸棒石黏土應(yīng)用：（1）顆?；孜絼?，富營(yíng)養(yǎng)化水處理；（2）顆?；亟饘俟潭▌?，處理含重金屬?gòu)U水；（3）土壤修復(fù)劑，土壤Cd、Pb原位鈍化；（4）酸泄露應(yīng)急處理劑和酸性氣體處理劑。4、蒙脫石凹凸棒石黏土原材料特征：重要礦物是凹凸棒石、蒙脫石，凹凸棒石＋蒙脫石含量大于85%，結(jié)構(gòu)特征是礦物轉(zhuǎn)化形成凹凸棒石蒙脫石復(fù)合體，具有較強(qiáng)的吸水膨脹性。加工產(chǎn)品：吸附劑、粘結(jié)劑系列產(chǎn)品。技術(shù)關(guān)鍵：加強(qiáng)風(fēng)化、水化，差動(dòng)對(duì)輥剪切擠壓促使復(fù)合體解聚，提高復(fù)合體分散度，實(shí)現(xiàn)凹凸棒石棒與蒙脫石篇層形成卡房式納米結(jié)構(gòu)。蒙脫石凹凸棒石黏土應(yīng)用：（1）催化石油脫烯烴。復(fù)合納米活性組分，提高催化劑脫烯烴性能和催化劑壽命，替代現(xiàn)有的膨潤(rùn)土制備的顆粒白土，在石化行業(yè)有巨大潛力；（2）飼料中玉米烯酮毒素吸附劑。詞料原材料及其保存過(guò)程發(fā)生霉變都會(huì)產(chǎn)生玉米烯酮等毒素。飼料中玉米烯酮毒素存在不僅會(huì)影響?zhàn)B殖動(dòng)物食欲、健康發(fā)育、