本發(fā)明涉及凹凸棒土加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高粘度改性凹凸棒土的制備方法。

背景技術(shù)：

凹凸棒土是一種富鎂的硅酸鹽，晶體結(jié)構(gòu)屬于2∶1型層鏈狀粘土礦物。凹土特殊的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)賦予其很高的應(yīng)用價值，使其在水質(zhì)凈化、粘結(jié)劑、農(nóng)藥載體、分子篩、干燥劑、吸附劑、涂料、鉆井泥漿等方面獲得廣泛應(yīng)用。凹土良好的膠體性能是凹土應(yīng)用最重要的性能之一，但是天然凹土礦物中的棒晶纖維體形成的晶束十分致密而牢固，即使是粉碎至0.1毫米以下的微粒也難以在分散介質(zhì)中均勻分散，從而在很大程度上限制了凹土膠體性能的發(fā)揮。粘度是凹土制備鉆井泥漿、防沉劑和粘結(jié)劑等產(chǎn)品的重要指標(biāo)，也是此類凹土產(chǎn)品等級劃分的重要依據(jù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高粘度改性凹凸棒土的制備方法，以凹凸棒土粉末為原料，制作成本低，制備效率高，得到的高粘度改性凹凸棒土粘結(jié)強(qiáng)度高、耐久性好。

本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：一種高粘度改性凹凸棒土的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）、選取天然凹凸棒土礦作為原料，對天然凹凸棒土礦進(jìn)行粉碎，得到天然凹凸棒土粉；

（2）、配置一定濃度的分散劑水溶液，恒溫攪拌下加入步驟（1）中的天然凹凸棒土粉，固液比控制為1：25~1：30，以轉(zhuǎn)速200-300r/min攪拌10~30min，得到凹凸棒土懸濁液，將凹凸棒土懸濁液置超聲波震蕩30～60min，使凹凸棒土懸濁液置中的凹凸顆粒充分水化分散，得到的凹凸棒土懸浮液；

（3）、向步驟（2）得到的凹凸棒土懸浮液中加入濃度為5~10%的酸溶液，加熱至40~45℃，加熱攪拌1~2h后過濾，干燥，得到改性凹凸棒土粉末半成品；

（4）、將改性凹凸棒土粉末半成品經(jīng)擠壓機(jī)擠壓成薄片，其厚度控制在1~1.5mm，擠壓后的凹凸棒土與清水按重量比1.5∶1的比例充分混合，攤薄，入冷庫快速冷凍1~1.5h，冷庫溫度-18~-20℃，冷凍后的凹凸棒土取出后入烘箱烘1~1.5h，烘箱溫度70~75℃，將烘制后的凹凸棒土經(jīng)粉碎機(jī)粉碎得到改性凹凸棒土粉末；

（5）、向改性凹凸棒土成品吹60~75℃的熱空氣使其翻騰，再向翻騰的粉末中噴入霧狀的增稠劑和增粘劑，充分混合后，保持溫度為50~60℃，繼續(xù)翻騰30~40min，將所得物料將物料轉(zhuǎn)移至噴霧干燥裝置，通過噴霧干燥制得的粉末即為所高粘度改性凹凸棒土。

優(yōu)選地，所述步驟（1）中采用的粉碎方式為中速剪切力或超聲波振蕩。

優(yōu)選地，所述步驟（1）中天然凹凸棒土礦粉碎后過100~150目篩。

優(yōu)選地，所述步驟（2）中的分散劑水溶液為六偏磷酸鈉水溶液。

優(yōu)選地，所述步驟（3）中的酸溶液為鹽酸溶液或者硝酸溶液或者硫酸溶液中的任一種。

優(yōu)選地，所述步驟（5）中的增粘劑按重量份計包括純丙乳液20~30份、聚乙烯醇20~30份、二甘醇20~30份、羥乙基甲基纖維素20~30份、石英砂10~18份、植物纖維10~18份、明礬石粉10~18份、苯磺酰肼2~8份、白云石粉2~8份、爐渣粉2~5份、硼砂2~5份和三乙醇胺2~5份。

優(yōu)選地，所述步驟（5）中的增粘劑按重量份計包括焦磷酸鈉22~28份、淀粉微球22~28份、三丙二醇22~28份、二丙烯酸酯22~28份、乙烯基三甲氧基硅烷22~28份、純丙乳液22~28份、聚乙烯醇22~28份、二甘醇22~28份、羥乙基甲基纖維素22~28份、石英砂12~16份、植物纖維12~16份、明礬石粉12~16份、苯磺酰肼4~6份、白云石粉4~6份、爐渣粉3~4份、硼砂3~4份和三乙醇胺3~4份。

優(yōu)選地，所述步驟（5）中的增稠劑為羧甲基纖維素鈉、羧甲基纖維素、羧丙基甲基纖維素中的任一種。

優(yōu)選地，所述步驟（5）中增稠劑、增粘劑和改性凹凸棒土粉末的重量比為2：1：300。

本發(fā)明的有益效果：以凹凸棒土粉末為原料，制作成本低，制備效率高，得到的高粘度改性凹凸棒土粘結(jié)強(qiáng)度高、耐久性好，具體如下：

（1）、通過增粘劑和增稠劑協(xié)同相應(yīng)的物理處理法提高粘度；

（2）、冷凍時，水結(jié)冰導(dǎo)致其體積膨脹，崩解凹凸棒土團(tuán)粒，特別是分散致密、牢固的凹土棒晶結(jié)合體-晶束，擠壓有助于將凹土的晶束分離和撕開，處理后凹凸棒土的粘度明顯提高；

（3）、本發(fā)明中對凹凸棒土進(jìn)行改性處理，改性方法操作簡單，環(huán)境污染小，改性均勻。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。

實施例1

一種高粘度改性凹凸棒土的制備方法，包括如下步驟：

（1）、選取天然凹凸棒土礦作為原料，對天然凹凸棒土礦進(jìn)行粉碎，得到天然凹凸棒土粉；

（2）、配置一定濃度的分散劑水溶液，恒溫攪拌下加入步驟（1）中的天然凹凸棒土粉，固液比控制為1：25，以轉(zhuǎn)速200r/min攪拌10min，得到凹凸棒土懸濁液，將凹凸棒土懸濁液置超聲波震蕩30min，使凹凸棒土懸濁液置中的凹凸顆粒充分水化分散，得到的凹凸棒土懸浮液；

（3）、向步驟（2）得到的凹凸棒土懸浮液中加入濃度為5%的酸溶液，加熱至40℃，加熱攪拌1h后過濾，干燥，得到改性凹凸棒土粉末半成品；

（4）、將改性凹凸棒土粉末半成品經(jīng)擠壓機(jī)擠壓成薄片，其厚度控制在1mm，擠壓后的凹凸棒土與清水按重量比1.5∶1的比例充分混合，攤薄，入冷庫快速冷凍1h，冷庫溫度-18℃，冷凍后的凹凸棒土取出后入烘箱烘1h，烘箱溫度70℃，將烘制后的凹凸棒土經(jīng)粉碎機(jī)粉碎得到改性凹凸棒土粉末；

（5）、向改性凹凸棒土成品吹60℃的熱空氣使其翻騰，再向翻騰的粉末中噴入霧狀的增稠劑和增粘劑，充分混合后，保持溫度為50℃，繼續(xù)翻騰30min，將所得物料將物料轉(zhuǎn)移至噴霧干燥裝置，通過噴霧干燥制得的粉末即為所高粘度改性凹凸棒土。

所述步驟（1）中采用的粉碎方式為中速剪切力。

所述步驟（1）中天然凹凸棒土礦粉碎后過100目篩。

所述步驟（2）中的分散劑水溶液為六偏磷酸鈉水溶液。

所述步驟（3）中的酸溶液為鹽酸溶液。

所述步驟（5）中的增粘劑按重量份計包括純丙乳液20份、聚乙烯醇20份、二甘醇20份、羥乙基甲基纖維素20份、石英砂10份、植物纖維10份、明礬石粉10份、苯磺酰肼2份、白云石粉2份、爐渣粉2份、硼砂2份和三乙醇胺2份。

所述步驟（5）中的增稠劑為羧甲基纖維素鈉。

所述步驟（5）中增稠劑、增粘劑和改性凹凸棒土粉末的重量比為2：1：300。

實施例2

一種高粘度改性凹凸棒土的制備方法，包括如下步驟：

（1）、選取天然凹凸棒土礦作為原料，對天然凹凸棒土礦進(jìn)行粉碎，得到天然凹凸棒土粉；

（2）、配置一定濃度的分散劑水溶液，恒溫攪拌下加入步驟（1）中的天然凹凸棒土粉，固液比控制為1：30，以轉(zhuǎn)速300r/min攪拌30min，得到凹凸棒土懸濁液，將凹凸棒土懸濁液置超聲波震蕩60min，使凹凸棒土懸濁液置中的凹凸顆粒充分水化分散，得到的凹凸棒土懸浮液；

（3）、向步驟（2）得到的凹凸棒土懸浮液中加入濃度為10%的酸溶液，加熱至45℃，加熱攪拌2h后過濾，干燥，得到改性凹凸棒土粉末半成品；

（4）、將改性凹凸棒土粉末半成品經(jīng)擠壓機(jī)擠壓成薄片，其厚度控制在1.5mm，擠壓后的凹凸棒土與清水按重量比1.5∶1的比例充分混合，攤薄，入冷庫快速冷凍1.5h，冷庫溫度-20℃，冷凍后的凹凸棒土取出后入烘箱烘1.5h，烘箱溫度75℃，將烘制后的凹凸棒土經(jīng)粉碎機(jī)粉碎得到改性凹凸棒土粉末；

（5）、向改性凹凸棒土成品吹75℃的熱空氣使其翻騰，再向翻騰的粉末中噴入霧狀的增稠劑和增粘劑，充分混合后，保持溫度為60℃，繼續(xù)翻騰40min，將所得物料將物料轉(zhuǎn)移至噴霧干燥裝置，通過噴霧干燥制得的粉末即為所高粘度改性凹凸棒土。

所述步驟（1）中采用的粉碎方式為超聲波振蕩。

所述步驟（1）中天然凹凸棒土礦粉碎后過150目篩。

所述步驟（2）中的分散劑水溶液為六偏磷酸鈉水溶液。

所述步驟（3）中的酸溶液為硝酸溶液。

所述步驟（5）中的增粘劑按重量份計包括純丙乳液30份、聚乙烯醇30份、二甘醇30份、羥乙基甲基纖維素30份、石英砂18份、植物纖維18份、明礬石粉18份、苯磺酰肼8份、白云石粉8份、爐渣粉5份、硼砂5份和三乙醇胺5份。

所述步驟（5）中的增稠劑為羧甲基纖維素。

所述步驟（5）中增稠劑、增粘劑和改性凹凸棒土粉末的重量比為2：1：300

實施例3

一種高粘度改性凹凸棒土的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）、選取天然凹凸棒土礦作為原料，對天然凹凸棒土礦進(jìn)行粉碎，得到天然凹凸棒土粉；

（2）、配置一定濃度的分散劑水溶液，恒溫攪拌下加入步驟（1）中的天然凹凸棒土粉，固液比控制為1：27，以轉(zhuǎn)速250r/min攪拌20min，得到凹凸棒土懸濁液，將凹凸棒土懸濁液置超聲波震蕩45min，使凹凸棒土懸濁液置中的凹凸顆粒充分水化分散，得到的凹凸棒土懸浮液；

（3）、向步驟（2）得到的凹凸棒土懸浮液中加入濃度為7%的酸溶液，加熱至42℃，加熱攪拌1.5h后過濾，干燥，得到改性凹凸棒土粉末半成品；

（4）、將改性凹凸棒土粉末半成品經(jīng)擠壓機(jī)擠壓成薄片，其厚度控制在1.2mm，擠壓后的凹凸棒土與清水按重量比1.5∶1的比例充分混合，攤薄，入冷庫快速冷凍1h，冷庫溫度-19℃，冷凍后的凹凸棒土取出后入烘箱烘1.5h，烘箱溫度72℃，將烘制后的凹凸棒土經(jīng)粉碎機(jī)粉碎得到改性凹凸棒土粉末；

（5）、向改性凹凸棒土成品吹68℃的熱空氣使其翻騰，再向翻騰的粉末中噴入霧狀的增稠劑和增粘劑，充分混合后，保持溫度為55℃，繼續(xù)翻騰35min，將所得物料將物料轉(zhuǎn)移至噴霧干燥裝置，通過噴霧干燥制得的粉末即為所高粘度改性凹凸棒土。

所述步驟（1）中采用的粉碎方式為超聲波振蕩。

所述步驟（1）中天然凹凸棒土礦粉碎后過125目篩。

所述步驟（2）中的分散劑水溶液為六偏磷酸鈉水溶液。

所述步驟（3）中的酸溶液為硫酸溶液。

所述步驟（5）中的增粘劑按重量份計包括純丙乳液25份、聚乙烯醇25份、二甘醇25份、羥乙基甲基纖維素25份、石英砂14份、植物纖維14份、明礬石粉14份、苯磺酰肼5份、白云石粉5份、爐渣粉3份、硼砂3份和三乙醇胺3份。

所述步驟（5）中的增稠劑為羧丙基甲基纖維素。

所述步驟（5）中增稠劑、增粘劑和改性凹凸棒土粉末的重量比為2：1：300

參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。