專利名稱：：一種除去硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠中有害元素Pb、Hg、As的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種除去無(wú)機(jī)凝膠中有害元素Pb、Hg、As的方法，特別涉及一種除去以粘土礦物為原料制備得到的硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠中有害元素Pb、Hg、As的方法。技術(shù)背景硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠是以含有天然硅酸鎂鋁為主要成分的粘土礦物，如鎂鋰蒙皂石、鎂鋁蒙皂石、凹凸棒石、膨潤(rùn)土、皂石等為原料，經(jīng)礦石粉碎、浸泡和攪拌制漿、除砂提純、改性、洗滌、干燥等工藝流程，制備得到的天然硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有非常優(yōu)良的膨脹性、懸浮性、觸變性、膠體穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于化工、建材、石油鉆井、醫(yī)藥、食品、日化、涂料、造紙、農(nóng)藥等領(lǐng)域。在制取硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠方面，2006年5月24日，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授權(quán)公告了發(fā)明專利《高純度硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠的制備方法》，專利號(hào)ZL200410039840.5。該發(fā)明的主要內(nèi)容是1、礦石粉碎，細(xì)度控制在100325目；2、礦粉加水浸泡、攪拌制漿(同時(shí)加入少量降粘劑)；3、采用離心分離方法，提純礦漿；4、提純后的礦漿通過(guò)強(qiáng)磁選機(jī)除鐵；5、在提純、除鐵后的礦漿中加入A改性劑進(jìn)行第一次化學(xué)改性；6、在第一次改性后的礦漿中加入B改性劑進(jìn)行第二次化學(xué)改性；7、兩次改性后的礦漿進(jìn)行離心濃縮；8、濃縮后的礦漿用乙醇進(jìn)行真空抽濾洗漆；9、醇洗后的礦槳進(jìn)行干燥等后處理。上述發(fā)明在硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠的制備和提高產(chǎn)品純度方面取得了很好的效果，但仍然存在著下述缺陷蒙皂石等天然礦物不可避免含有一定量的有害元素Pb、Hg、As，這些有害元素多以硫化物或氧化物等不溶于水的化合物形式存在于礦物中，按照前述發(fā)明專利的制備工藝，難以除去。按照國(guó)家對(duì)藥用輔料、化妝品的質(zhì)量要求，有害元素Pb、Hg、As—旦超標(biāo)，硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠將不能用于藥用輔料和化妝品，這樣將極大地降低了該產(chǎn)品的應(yīng)用范圍和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述
背景技術(shù)：
的缺陷，有效除去硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠中有害元素Pb、Hg、As，本發(fā)明釆用了在原有工藝流程中，增加了以醇類制劑為介質(zhì)，用具有氧化性的酸對(duì)脫水濃縮后的礦漿進(jìn)行酸化、氧化回流反應(yīng)處理步驟。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是以天然蒙皂石為原料，按下列步驟進(jìn)行制備1、礦石粉碎控制細(xì)度為100325目；2、浸泡、攪拌制漿礦粉加水浸泡，加入礦槳固含量0.212%的降粘劑并攪拌制成固含量為1040%的礦漿；3、除砂提純采用連續(xù)離心分離設(shè)備，對(duì)礦漿進(jìn)行離心除砂提純；4、磁選除鐵提純后的礦漿通過(guò)磁選機(jī)磁選除鐵；5、第一次化學(xué)改性反應(yīng)在提純除鐵后的礦漿中，加入A改性劑Li2S04、K2S04，進(jìn)行第一次化學(xué)改性反應(yīng)。Li2S04與K2S04的重量比為1:(0.510)，加量為礦槳固含量的212%，ra控制在55.5，反應(yīng)溫度為3095°C，反應(yīng)時(shí)間為2050分鐘；6、第二次化學(xué)改性反應(yīng)在第一次化學(xué)改性反應(yīng)后的礦漿中，加入B改性劑MgS04、A12(S04)3，進(jìn)行第二次化學(xué)改性反應(yīng)。MgS04與Al2(S04)3的重量比為1:(11.5)，加量為礦漿固含量的11.5%，控制PH為89(用Na2C03調(diào)節(jié))，反應(yīng)溫度為3060°C，反應(yīng)時(shí)間1020分鐘；7、脫水濃縮化學(xué)改性后的礦漿，通過(guò)離心機(jī)離心脫水濃縮，也可以通過(guò)蒸發(fā)器蒸發(fā)脫水濃縮，濃縮至礦漿中水分含量小于50%;8、洗滌用醇類制劑作為洗滌劑，對(duì)酸化、氧化后的礦漿進(jìn)行多次真空抽濾洗滌，蒸餾回收濾液中的醇；9、噴霧干燥和消毒醇洗后的礦槳進(jìn)行噴霧干燥和消毒，制得產(chǎn)品。上述技術(shù)方案中，本發(fā)明所述的礦物原料可以是鎂鋰蒙皂石、鎂鋁蒙皂石、凹凸棒石、,土或皂石。上述技術(shù)方案中本發(fā)明的特征之處是采用了以醇類制劑為介質(zhì)，用具有氧化性的酸對(duì)脫水濃縮后的礦漿進(jìn)行酸化、氧化回流反應(yīng)處理。所述的醇類制劑可以是甲醇、乙醇、異丙醇，醇類制劑的加量為脫水濃縮后礦漿用量的25倍，醇類制劑的濃度為8095%。所述的具有氧化性的酸可以是高氯酸、氯酸、硝酸，具有氧化性的酸的加量為醇類制劑用量的210%，具有氧化性的酸的濃度為5065%。所述的酸化、氧化回流反應(yīng)溫度為78°C，反應(yīng)時(shí)間為15小時(shí)。上述技術(shù)方案中本發(fā)明的特征之處是以醇類制劑為介質(zhì)，用具有氧化性的酸對(duì)脫水濃縮后的礦漿進(jìn)行酸化、氧化回流反應(yīng)處理。礦漿中有害的金屬元素Pb、Hg，在酸性體系中被H+置換而溶出；礦漿中有害的非金屬元素As，從不溶性的三價(jià)砷化合物被氧化成可溶性的五價(jià)砷化合物。最后通過(guò)醇洗，將礦漿中可溶性的Pb、Hg、As的化合物洗滌除去。由于上述技術(shù)方案特征之處的應(yīng)用，使礦漿中有害元素Pb、Hg、As的除去率分別達(dá)到69%以上、70%以上、66%以上，從而使產(chǎn)品達(dá)到國(guó)家藥用輔料和化妝品對(duì)有害元素含量的要求，極大地拓寬了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍和提高了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。附圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的工藝流程圖；附圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的工藝流程圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的具體描述。實(shí)施例1:見(jiàn)附圖1所示。一種除去硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠中有害元素Pb、Hg、As的方法，以鎂鋁蒙皂石為原料，按下列步驟進(jìn)行制備1、礦石粉碎粒度控制在150目左右；2、礦粉加水浸泡4小時(shí)，攪拌制漿，礦漿濃度控制在20%30%。攪拌開(kāi)始時(shí)，加入降粘劑六偏磷酸鈉，其加量為礦漿固含量的0.25%左右；3、除砂提純礦漿通過(guò)水力旋流器離心除砂提純；4、磁選除鐵除砂后的礦漿通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度1900高斯的強(qiáng)磁選機(jī)磁選除鐵;5、第一次化學(xué)改性反應(yīng)在提純除鐵后的礦漿中，加入A改性劑Li2S(X、K2S04，進(jìn)行第一次化學(xué)改性反應(yīng)。Li2S04與I^S04的重量比為1:5，加量為礦漿固含量的3%。PH控制在55.5，反應(yīng)溫度為8085°C，反應(yīng)時(shí)間為50分鐘；6、第二次化學(xué)改性反應(yīng)在第一次化學(xué)改性反應(yīng)后的礦槳中，加入B改性劑MgS04、A12(S04)3，進(jìn)行第二次化學(xué)改性反應(yīng)。MgS04與Al2(S0》3的重量比為1:1，加量為礦漿固含量的1%?？刂芇H為89(用Na2C03調(diào)節(jié)),反應(yīng)溫度為4550°C，反應(yīng)時(shí)間20分鐘；7、脫水濃縮化學(xué)改性后的礦漿通過(guò)臥螺離心機(jī)進(jìn)行離心脫水濃縮，濃縮至礦漿含水量小于50%;8、以乙醇為介質(zhì)，用硝酸對(duì)脫水濃縮后的礦漿進(jìn)行酸化、氧化回流反應(yīng)處理在脫水濃縮后的礦漿中，加入濃度為95%的乙醇和濃度為65%的硝酸進(jìn)行酸化、氧化回流反應(yīng)。乙醇加量為礦漿重量的5倍，硝酸加量為乙醇用量的4%,回流反應(yīng)的溫度為78°C，回流反應(yīng)時(shí)間1.52小時(shí)；9、洗滌用濃度95%的乙醇為洗滌劑，對(duì)酸化、氧化后的礦漿進(jìn)行真空抽濾洗滌。每次洗滌，乙醇用量為礦漿重量的3倍。洗滌3次后，從濾出物中取樣檢測(cè)Pb、Hg、As含量已合格，停止洗滌；10、醇洗后的物料通過(guò)氣流干燥和消毒，獲得產(chǎn)品。實(shí)施例2:見(jiàn)附圖2所示。一種除去硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠中有害元素Pb、Hg、As的方法，以鎂鋁蒙皂石為原料，按下列步驟進(jìn)行制備1、礦石粉碎粒度控制在150目左右；2、礦粉加水浸泡4小時(shí)，攪拌制漿，礦漿濃度控制在20%30%。攪拌開(kāi)始時(shí)，加入降粘劑六偏磷酸鈉，其加量為礦漿固含量的0.25%左右；3、除砂提純礦漿通過(guò)水力旋流器離心除砂提純；4、磁選除鐵除砂后的礦漿通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度1900高斯的強(qiáng)磁選機(jī)磁選除鐵;5、第一次化學(xué)改性反應(yīng)在提純除鐵后的礦槳中，加入A改性劑Li2S04、K2S04，進(jìn)行第一次化學(xué)改性反應(yīng)。LisS04與K2S04的重量比為1:6，加量為礦漿固含量的5%。PH控制在55.5，反應(yīng)溫度為859(TC，反應(yīng)時(shí)間為50分鐘；6、第二次化學(xué)改性反應(yīng)在第一次化學(xué)改性反應(yīng)后的礦槳中，加入B改性劑MgS04、A12(S04)3，進(jìn)行第二次化學(xué)改性反應(yīng)。MgS(^與Al2(S04)3的重量比為1:1.5,加量為礦漿固含量的1.5%?？刂芇H為89(用Na2C0:,調(diào)節(jié))，反應(yīng)溫度為5055。C，反應(yīng)時(shí)間20分鐘；7、脫水濃縮化學(xué)改性后的礦漿通過(guò)蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)脫水濃縮，濃縮至礦漿含水量小于50%;8、以乙醇為介質(zhì)，用硝酸對(duì)脫水濃縮后的礦漿進(jìn)行酸化、氧化回流反應(yīng)處理在脫水濃縮后的礦漿中，加入濃度為95%的乙醇和濃度為60%的硝酸進(jìn)行酸化、氧化回流反應(yīng)，乙醇加量為礦漿重量的4.5倍，硝酸加量為乙醇用量的5%,酸化、氧化回流反應(yīng)的溫度為78t:，回流反應(yīng)時(shí)間22.5小時(shí)；9、洗滌用濃度95%的乙醇為洗滌劑，對(duì)酸化、氧化后的礦漿進(jìn)行真空抽濾洗滌。每次洗漆，乙醇用量為礦漿重量的3.5倍。洗滌4次后，從濾出物中取樣檢測(cè)Pb、Hg、As含量已合格，停止洗滌；10、醇洗后的物料通過(guò)氣流干燥，獲得產(chǎn)品取一定數(shù)量的蒙皂石為樣品，經(jīng)粉碎(300目)、混勻后，測(cè)定其有害元素的含量分別為Pb52.81ppm，Hg0.25ppm，As5.73ppm。再將上述樣品分成3份，按照原專利(專利號(hào)ZL200410039840.5，發(fā)明名稱高純度硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠的制備方法)技術(shù)工藝流程、實(shí)施例1和實(shí)施例2的技術(shù)工藝流程分別制取硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠產(chǎn)品，測(cè)定有害元素Pb、Hg、As的含量，并計(jì)算相應(yīng)的除去率，其結(jié)果如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由上表數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明可以極好地除去硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠中的有害元素Pb、Hg、As,對(duì)該產(chǎn)品應(yīng)用于藥用輔料和化妝品，創(chuàng)造了良好的條件，同時(shí)大大提高了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。權(quán)利要求1.一種除去硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠中有害元素Pb、Hg、As的方法，包括礦石粉碎、浸泡和攪拌制漿、除砂提純、磁選除鐵、第一次化學(xué)改性反應(yīng)、第二次化學(xué)改性反應(yīng)、脫水濃縮、洗滌、噴霧干燥和消毒，其特征之處是增加了以醇類制劑為介質(zhì)，用具有氧化性的酸對(duì)脫水濃縮后的礦漿進(jìn)行酸化、氧化回流反應(yīng)處理步驟。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征之處在于所述的醇類制劑可以是甲醇、乙醇、異丙醇，醇類制劑的加量為脫水濃縮后的礦漿用量的25倍，醇類制劑的濃度為8095%。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征之處在于所述的具有氧化性的酸可以是高氯酸、氯酸、硝酸，具有氧化性的酸的加量為醇類制劑用量的210%,具有氧化性的酸的濃度為5065%。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征之處在于所述的酸化、氧化回流反應(yīng)的溫度為78°C,反應(yīng)時(shí)間為15小時(shí)。全文摘要一種除去硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠中有害元素Pb、Hg、As的方法，以天然鎂鋰蒙皂石、鎂鋁蒙皂石、膨潤(rùn)土、凹凸棒石和皂石為原料，按下列步驟制備硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠1.礦石粉碎，2.浸泡和攪拌制漿，3.除砂提純，4.磁選除鐵，5.第一次化學(xué)改性反應(yīng)，6.第二次化學(xué)改性反應(yīng)，7.脫水濃縮，8.以醇類制劑為介質(zhì)，用具有氧化性的酸對(duì)脫水濃縮后的礦漿進(jìn)行酸化、氧化回流反應(yīng)處理，9.洗滌，10.噴霧干燥和消毒，制得產(chǎn)品。本產(chǎn)品廣泛用于化工、石油、建材、鑄造等行業(yè)。本發(fā)明的核心是以醇類制劑為介質(zhì)，用具有氧化性的酸對(duì)脫水濃縮后的礦漿進(jìn)行酸化、氧化回流反應(yīng)處理，在原有技術(shù)基礎(chǔ)上，有效地除去了硅酸鎂鋁無(wú)機(jī)凝膠中有害元素Pb、Hg、As，使產(chǎn)品達(dá)到了藥用和化妝品的要求，拓寬了該產(chǎn)品在醫(yī)藥、食品、個(gè)人護(hù)理用品和化妝品等領(lǐng)域的應(yīng)用，極大地提高了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。文檔編號(hào)C01B33/20GK101249966SQ20071000681公開(kāi)日2008年8月27日申請(qǐng)日期2007年1月25日優(yōu)先權(quán)日2007年1月25日發(fā)明者王道容申請(qǐng)人:王道容