專利名稱：一種消除水鎂石粉體色團雜質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機粉體材料表面改性技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種消除水鎂石粉體中色團雜質(zhì)，提高白度的方法。
背景技術(shù)：
所謂色團雜質(zhì)，是指水鎂石粉體與有機高分子混合后得到的復合材料顏色灰暗，影響材料色澤和外觀。
水鎂石是一種自然界存在的含鎂最高的礦物，主要成分為氫氧化鎂。而氫氧化鎂是重要的無機阻燃材料，與氫氧化鋁一起構(gòu)成所有阻燃劑用量的50％以上，并且出現(xiàn)逐年增加的趨勢。用水鎂石代替合成法得到的氫氧化鎂，在價格上表現(xiàn)出突出的競爭優(yōu)勢，因為水鎂石粉體成本只是合成氫氧化鎂成本的五分之一到六分之一。由此可見，開發(fā)利用水鎂石資源將會帶來廣闊的市場空間和經(jīng)濟效益。但是，由于水鎂石中各類雜質(zhì)的存在，特別是氧化鐵等雜質(zhì)嚴重影響水鎂石粉體白度，從而限制了它的應用領(lǐng)域和產(chǎn)品類別。目前關(guān)于水鎂石的純化方法通常是將其進行酸溶、中和過濾，然后經(jīng)沉淀法得到純凈的氫氧化鎂或氧化鎂產(chǎn)品。與此對比，本發(fā)明采用一種納米包覆改性的方法消除鐵等雜質(zhì)對水鎂石粉體白度的影響。這種表面處理的成本在水鎂石粉體加工總成本占3％-10％。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)技術(shù)問題是提供一種低成本的表面處理技術(shù)，通過該技術(shù)可消除水鎂石粉體中色團雜質(zhì)影響，增加粉體白度，從而滿足市場需求。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，以純度大于90％的水鎂石礦為原料，將其用破碎機破碎并粉碎得到粒度小于3mm粗礦粉，然后將其放入含有助磨劑的水溶液中浸泡一定時間后倒入球磨機中進行研磨；待水鎂石顆粒尺寸達到要求后，加入無機膠體(或其前驅(qū)物)或有機改性劑繼續(xù)研磨一段時間；然后進行過濾、干燥便得到需要的粉體產(chǎn)品；過程中的濾液循環(huán)使用。
本發(fā)明的效果和益處是整個制備過程沒有廢物排放，屬于環(huán)境友好性技術(shù)；粉體超細化與表面處理在同一設備中進行，并且通過簡單的表面包覆消除色團雜質(zhì)影響，使水鎂石加工工藝簡單，比傳統(tǒng)純化技術(shù)明顯降低成本。
具體實施例方式
以下結(jié)合技術(shù)方案詳細敘述本發(fā)明的具體實施方式
和步驟。
本發(fā)明的脫除水鎂石粉體中色團雜質(zhì)的方法，其特征在于水鎂石超細加工過程中使用的助磨劑以及水鎂石超細粉體表面改性過程中使用的表面包覆劑種類如下水鎂石超細研磨過程中使用的助磨劑在C6以下的胺、醇胺、酰胺、醇、三聚磷酸鹽(包括K、Na、Mg的磷酸鹽)中選取，可以同時含有兩種或三種組分；水鎂石超細粉體表面包覆劑在氫氧化鋁膠體或商品鋁醇鹽、二氧化鈦膠體或商品鈦酸酯、氧化硅膠體商品硅酸酯、C16以下烷基胺、C8以下磷酸酯或硼酸酯中選取，可以同時含有兩種或三種組分；制備技術(shù)的工藝流程如下步驟1以純度大于90％的水鎂石礦為原料，將其用破碎機破碎并粉碎得到粒度小于3mm粗礦粉，然后將其放入含有助磨劑的水溶液中浸泡，浸泡時間為0.5~24小時；其中助磨劑在水中的重量含量為0.05~3％；水鎂石粗礦粉與水溶液的固液比為1∶0.5~1∶20；
步驟2將步驟1中浸泡的固液混合體倒入球磨機中進行研磨，研磨時間根據(jù)顆粒尺寸要求在2~20小時內(nèi)選擇；其中球磨機中所有與粉體接觸的部件不能是金屬材質(zhì)；步驟3將表面包覆劑加入到步驟2研磨后的球磨機中與其中的物料混合并繼續(xù)研磨0.5~1小時，然后將研磨球與物料分離，再將物料進行固液分離；液相循環(huán)使用，固相物料經(jīng)干燥后得到納米包覆改性的水鎂石超細粉體，該粉體用于高分子材料阻燃劑或作為人造理石填料時不會使復合材料產(chǎn)生暗灰色色團，與化學純的試劑級氫氧化鎂粉體效果等同；本步驟中使用的表面包覆劑用量占粉體重量的0.1~5％；包覆劑中的無機膠體根據(jù)實際情況從商品中購買或自己合成，合成方法按步驟4進行；步驟4無機膠體的合成方法用溶膠-凝膠法，有大量文獻報道，以氫氧化鋁為例將含異丙醇鋁20％的異丙醇溶液在攪拌下慢慢倒入含水40~70％、醋酸3~5％的異丙醇溶液中，便得到氫氧化鋁溶膠；當用商品鋁醇鹽或酯時，將醇鹽(或酯)配成重量濃度為10~30％的有機溶液，然后直接加入到球磨機灌中，如直接將含異丙醇鋁20％的異丙醇溶液在攪拌下加入到球磨機灌中。
實施例1取水鎂石粗礦粉10~50克，加入30~50克含三乙醇胺重量為0.2~15％、乙醇0~20％的水溶液中；礦粉在溶液中浸泡1~4小時后將整體料漿倒入球磨機灌中進行研磨；研磨1~3小時后再加入含異丙醇鋁20％的異丙醇溶液1~10克、C8以下硼酸酯0~3克；然后繼續(xù)研磨0.5~2小時；最后經(jīng)物料與研磨球分離、物料液-固分離、固相物料干燥便得到改性水鎂石粉體，將其用于有機樹脂材料中不會產(chǎn)生任何暗灰色或其它色團。
權(quán)利要求
1.一種消除水鎂石粉體色團雜質(zhì)的方法，其特征在于水鎂石超細加工過程中使用的助磨劑以及水鎂石超細粉體表面改性過程中使用的表面包覆劑種類如下水鎂石超細研磨過程中使用的助磨劑在C6以下的胺、醇胺、酰胺、醇或三聚磷酸鹽中選取，可含有兩種以上組分；三聚磷酸鹽包括K、Na或Mg的磷酸鹽；水鎂石超細粉體表面包覆劑在氫氧化鋁膠體、二氧化鈦膠體、氧化硅膠體商品硅酸酯、C16以下烷基胺、C8以下磷酸酯或硼酸酯中選取，可含有兩種以上組分；其中的氫氧化鋁膠體可用商品鋁醇鹽替代，二氧化鈦膠體可用商品鈦酸酯替代；制備技術(shù)的工藝流程包括步驟1以純度超過90％的水鎂石礦為原料，將其用破碎機破碎并粉碎得到粒度3mm以下粗礦粉，然后將其放入含有助磨劑的水溶液中浸泡，浸泡時間為0.5~24小時；其中助磨劑在水中的重量含量為0.05~3％；水鎂石粗礦粉與水溶液的固液重量含量為1∶0.5~1∶20；步驟2將步驟1中浸泡的固液混合體倒入球磨機中進行研磨，研磨時間根據(jù)顆粒尺寸要求在2~20小時內(nèi)選擇；其中球磨機中所有與粉體接觸的部件不能是金屬材質(zhì)；步驟3將表面包覆劑加入到步驟2研磨后的球磨機中與其中的物料混合并繼續(xù)研磨0.5~1小時，然后將研磨球與物料分離，再將物料進行固液分離；液相循環(huán)使用，固相物料經(jīng)干燥后得到納米包覆改性的水鎂石超細粉體，該粉體用于高分子材料阻燃劑或作為人造理石填料時不會使復合材料產(chǎn)生暗灰色色團，與化學純的試劑級氫氧化鎂粉體效果等同；本步驟中使用的表面包覆劑用量占粉體重量的0.1~5％；包覆劑中的無機膠體根據(jù)實際情況從商品中購買或自己合成，合成方法按步驟4進行；步驟4無機膠體的合成方法用溶膠-凝膠法，以氫氧化鋁為例將含異丙醇鋁20％的異丙醇溶液在攪拌下慢慢倒入含水40~70％、醋酸3~5％的異丙醇溶液中，便得到氫氧化鋁溶膠；當用商品鋁醇鹽或酯時，將醇鹽(或酯)配成重量濃度為10~30％的有機溶液，然后直接加入到球磨機灌中，如直接將含異丙醇鋁20％的異丙醇溶液在攪拌下加入到球磨機灌中。
全文摘要
一種消除水鎂石粉體色團雜質(zhì)的方法，屬于無機粉體材料表面改性技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種消除水鎂石粉體中色團雜質(zhì)，提高白度的方法。本發(fā)明的特征是用水鎂石代替合成法得到的氫氧化鎂，在價格上表現(xiàn)出突出的競爭優(yōu)勢，前者成本只是后者的20％左右。但因水鎂石中各類雜質(zhì)的存在，嚴重影響水鎂石粉體白度，本發(fā)明采用一種納米包覆改性的方法消除雜質(zhì)對水鎂石粉體白度的影響。這種表面處理的成本在水鎂石粉體加工總成本占3％－10％；整個過程沒有廢物排放。
文檔編號C04B20/10GK1970486SQ20061004806
公開日2007年5月30日 申請日期2006年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月16日
發(fā)明者寧桂玲, 李鑫, 龐洪昌, 豐世鳳, 林 源 申請人:大連理工大學