專利名稱：白云石/凹凸棒土組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種白云石/凹凸棒土組合物及其制備方法，具體涉及一種用氫氧化鋁和硅酸鋁協(xié)同改性和增白白云石/凹凸棒土的方法，屬于非金屬礦深加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
蘇皖地區(qū)凹凸棒石粘土礦床中含有大量的白云石，白云石/凹凸棒土是該礦帶重要的礦石類型之一。由于此種礦石具有結(jié)構(gòu)松散、粒徑小和易于分散的優(yōu)點(diǎn)而具有潛在的應(yīng)用價值。目前，白云石/凹凸棒土的白度一般為80左右，只能用作低檔填料使用，售價低廉，造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)。因此，為了提高白云石/凹凸棒土的使用價值，還需進(jìn)一步提高其 白度。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于背景技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種白云石/凹凸棒土組合物及其制備方法，通過該制備方法獲得高白度的白云石/凹凸棒土組合物。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是在白云石/凹凸棒土表面分別沉積氫氧化鋁和硅酸鋁，利用氫氧化鋁和硅酸鋁協(xié)同增白改性白云石/凹凸棒土，得到高白度的白云石/凹凸棒土組合物，該白云石/凹凸棒土組合物由白云石/凹凸棒土、氫氧化鋁和硅酸鋁組成，組合物中氫氧化鋁與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為0. 3^0. 6 :1，硅酸鋁與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為0. 4、. 8 :1。該白云石/凹凸棒土組合物的制備方法包括如下特征步驟
步驟I、白云石/凹凸棒土漿液的制備向去離子水中加入分散劑和白云石/凹凸棒土，分散劑與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為0. OfO. 05 :1，分散處理0. 5 3小時，制得質(zhì)量百分含量為59^30%的白云石/凹凸棒土漿液；
步驟2、氫氧化鋁包覆將步驟I所得的白云石/凹凸棒土漿液溫度控制在5(T70°C，用堿液調(diào)節(jié)體系的PH值為8 10，邊攪拌，邊并流加入0. n. 6摩爾/升的偏鋁酸鈉水溶液和0. 2^0. 8摩爾/升的鋁鹽水溶液，維持體系的pH值不變；
步驟3、硅酸鋁處理將步驟2所得漿料的溫度升至75、0°C，加入0. 3^1. 0摩爾/升的硅酸鹽水溶液，邊攪拌，邊加入0. 2^0. 8摩爾/升的鋁鹽水溶液，鋁鹽水溶液加完后，繼續(xù)保溫攪拌反應(yīng)0. 5 3小時，過濾，洗滌，干燥，粉碎，得到經(jīng)由氫氧化鋁和硅酸鋁協(xié)同改性和增白的白云石/凹凸棒土組合物。其中，步驟I所述的分散劑為六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸銨中的一種。其中，步驟I所述的分散處理是超聲分散、砂磨分散和高剪切乳化機(jī)分散中的一種。其中，步驟2和步驟3所述的鋁鹽為硫酸鋁、硝酸鋁和氯化鋁中的一種。其中，步驟2所述的偏鋁酸鈉水溶液和鋁鹽水溶液的加入量按它們完全反應(yīng)所生成的氫氧化鋁質(zhì)量計，氫氧化鋁與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為0. 3^0. 6 :1(氫氧化鋁白云石/凹凸棒土 =0. 3 0.6 :1)。其中，步驟2所述的堿液為氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液和氨水中一種。其中，步驟3所述的硅酸鹽為硅酸鈉和硅酸鉀中的一種。其中，步驟3所述的硅酸鹽水溶液和鋁鹽水溶液的用量按它們完全反應(yīng)所生成硅酸招的質(zhì)量計，娃酸招與凹凸棒石的質(zhì)量比為0. 4^0. 8 :1。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
(I)利用氫氧化鋁和硅酸鋁協(xié)同改性和增白白云石/凹凸棒土，可以獲得高白度的白z 石/凹凸棒土組合物，大幅提聞了廣品的附加值。
(2)由于白云石/凹凸棒土組合物含有氫氧化鋁，在高分子材料中不僅具有填充補(bǔ)強(qiáng)的作用，而且具有阻燃作用。(3)本發(fā)明所述方法步驟簡單易行，反應(yīng)條件溫和，適合規(guī)?；a(chǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例和比較例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，這些實(shí)施例不能理解為是對技術(shù)方案的限制。實(shí)施例和比較例中的白度的測量是按照GB/T5950-1996《建筑材料與非金屬礦產(chǎn)品白度測量方法》進(jìn)行。實(shí)施例I :
(1)向1895克的去離子水中加入5克六偏磷酸鈉和100克白度為78的白云石/凹凸棒土粉體，用ME100型高剪切混合乳化機(jī)高速(7000轉(zhuǎn)/分鐘)分散3小時，配制成質(zhì)量百分含量為5%的白云石/凹凸棒土漿液；
(2)將步驟I所得的白云石/凹凸棒土漿液的溫度調(diào)節(jié)并保持在50°C，用質(zhì)量百分含量為8%的氫氧化鈉水溶液，調(diào)節(jié)體系的pH值為10，一邊攪拌，一邊向漿液中并流滴加I. 6摩爾/升的偏鋁酸鈉水溶液240毫升和0. 4摩爾/升的硫酸鋁水溶液480毫升，滴加過程保持體系PH不變；
(3)將步驟2所得漿料的溫度升至90°C，先加入0.6摩爾/升的硅酸鈉溶液709毫升，邊攬祥，邊加入0. 4摩爾/升的硫Ife招水溶液355暈升，硫Ife招水溶液加完后，繼續(xù)保溫攬拌反應(yīng)0. 5小時，過濾，并用去離子水反復(fù)洗滌除去可溶性鹽，干燥，粉碎，得到經(jīng)由氫氧化鋁和硅酸鋁協(xié)同改性增白的白云石/凹凸棒土組合物。白云石/凹凸棒土組合物中氫氧化鋁與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為0. 6 :1，硅酸鋁與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為0. 4 :1，白度為91。實(shí)施例2:
(1)向897克的去離子水中加入3克三聚磷酸鈉和100克白度為78的白云石/凹凸棒土粉體，用JYD650智能型超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)超聲分散0. 5小時，配制成質(zhì)量百分含量為10%的白云石/凹凸棒土漿液；
(2)將步驟I所得的白云石/凹凸棒土漿液的溫度調(diào)節(jié)并保持在70°C，用質(zhì)量百分含量為5%的氨水溶液，調(diào)節(jié)體系的pH值為8，一邊攪拌，一邊向漿液中并流滴加0. 8摩爾/升的偏鋁酸鈉水溶液240毫升和0. 8摩爾/升的氯化鋁水溶液240毫升，滴加過程保持體系pH不變；(3)將步驟2所得漿料的溫度升至80°C，先加入0. 3摩爾/升的硅酸鉀溶液2837毫升，邊攪拌，邊加入0. 8摩爾/升的氯化鋁水溶液709毫升，氯化鋁水溶液加完后，繼續(xù)保溫攪拌反應(yīng)3小時，過濾，并用去離子水反復(fù)洗滌除去可溶性鹽，干燥，粉碎，得到經(jīng)由氫氧化鋁和硅酸鋁協(xié)同改性增白的白云石/凹凸棒土組合物。白云石/凹凸棒土組合物中氫氧化鋁與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為0. 3 :1，硅 酸鋁與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為0. 8 :1，白度為92。實(shí)施例3:
(1)向697克的去離子水中加入3克聚丙烯酸鈉和300克白度為78的白云石/凹凸棒土粉體，用SK2型砂磨機(jī)砂磨分散2小時，配制成質(zhì)量百分含量為30%的白云石/凹凸棒土漿液；
(2)將步驟I所得的白云石/凹凸棒土漿液的溫度調(diào)節(jié)并保持在60°C，用質(zhì)量百分含量為3%的氫氧化鉀水溶液，調(diào)節(jié)體系的pH值為9，一邊攪拌，一邊向漿液中并流滴加0. 4摩爾/升的偏鋁酸鈉水溶液2404毫升和0. 2摩爾/升的硝酸鋁水溶液4808毫升，滴加過程保持體系PH不變；
(3)將步驟2所得漿料的溫度升至75°C，先加入I.0摩爾/升的硅酸鈉溶液1915毫升，邊攪拌，邊加入0. 2摩爾/升的硝酸鋁水溶液6383毫升，硝酸鋁水溶液加完后，繼續(xù)保溫攪拌反應(yīng)2小時，過濾，并用去離子水反復(fù)洗滌除去可溶性鹽，干燥，粉碎，得到經(jīng)由氫氧化鋁和硅酸鋁協(xié)同改性增白的白云石/凹凸棒土組合物，白云石/凹凸棒土組合物中氫氧化鋁與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為0. 5 :1，硅酸鋁與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為0. 6 :1，白度為93。比較例I :
(1)向1895克的去離子水中加入5克六偏磷酸鈉和100克白度為78的白云石/凹凸棒土粉體，用ME100型高剪切混合乳化機(jī)高速(7000轉(zhuǎn)/分鐘)分散3小時，配制成質(zhì)量百分含量為5%的白云石/凹凸棒土漿液；
(2)將步驟I所得的白云石/凹凸棒土漿液的溫度調(diào)節(jié)并保持在50°C，用質(zhì)量百分含量為8%的氫氧化鈉水溶液，調(diào)節(jié)體系的pH值為10，一邊攪拌，一邊向漿液中并流滴加I. 6摩爾/升的偏鋁酸鈉水溶液240毫升和0. 4摩爾/升的硫酸鋁水溶液480毫升，滴加過程保持體系PH不變；
(3)將步驟2所得漿料的溫度繼續(xù)維持在50°C，先加入0.6摩爾/升的硅酸鈉溶液709毫升，邊攪拌，邊加入0. 4摩爾/升的硫酸鋁水溶液355毫升，硫酸鋁水溶液加完后，繼續(xù)保溫攪拌反應(yīng)0. 5小時，過濾，并用去離子水反復(fù)洗滌除去可溶性鹽，干燥，粉碎，得到經(jīng)由氫氧化鋁和硅酸鋁協(xié)同改性的白云石/凹凸棒土產(chǎn)品。產(chǎn)品中氫氧化鋁與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為0. 6 :1，娃酸招與白z 石/凹凸棒土的質(zhì)量比為0. 4 :1，測得廣品的白度為88。比較例2:
(1)向1895克的去離子水中加入5克六偏磷酸鈉和100克白度為78的白云石/凹凸棒土粉體，用ME100型高剪切混合乳化機(jī)高速(7000轉(zhuǎn)/分鐘)分散3小時，配制成質(zhì)量百分含量為5%的白云石/凹凸棒土漿液；
(2)將步驟I所得的白云石/凹凸棒土漿液的溫度調(diào)節(jié)并保持在50°C，用質(zhì)量百分含量為8%的氫氧化鈉水溶液，調(diào)節(jié)體系的pH值為10，一邊攪拌，一邊向漿液中并流滴加I. 6摩爾/升的偏鋁酸鈉水溶液400毫升和0. 4摩爾/升的硫酸鋁水溶液800毫升，滴加過程保持體系PH不變，加完后，繼續(xù)保溫攪拌反應(yīng)0. 5小時，過濾，并用去離子水反復(fù)洗滌除去可溶性鹽，干燥，粉碎，得到經(jīng)由氫氧化鋁改性的白云石/凹凸棒土產(chǎn)品。產(chǎn)品中氫氧化鋁與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為I :1，測得產(chǎn)品的白度為85。比較例3
(1)向1895克的去離子水中加入5克六偏磷酸鈉和100克白度為78的白云石/凹凸棒土粉體，用ME100型高剪切混合乳化機(jī)高速(7000轉(zhuǎn)/分鐘)分散3小時，配制成質(zhì)量百分含量為5%的白云石/凹凸棒土漿液； (2)將步驟I所得的白云石/凹凸棒土漿液的溫度升至90°C，先加入0.6摩爾/升的硅酸鈉溶液1773毫升，邊攪拌，邊加入0. 4摩爾/升的硫酸鋁水溶液887毫升，硫酸鋁水溶液加完后，繼續(xù)保溫攪拌反應(yīng)0. 5小時，過濾，并用去離子水反復(fù)洗滌除去可溶性鹽，干燥，粉碎，得到經(jīng)由硅酸鋁改性的白云石/凹凸棒土產(chǎn)品。產(chǎn)品中硅酸鋁與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為I :1，測得產(chǎn)品的白度為86。
權(quán)利要求
1.白云石/凹凸棒土組合物，其特征在于在白云石/凹凸棒土表面分別沉積氫氧化鋁和硅酸鋁，利用氫氧化鋁和硅酸鋁協(xié)同增白改性白云石/凹凸棒土，得到高白度的白云石/凹凸棒土組合物，該白云石/凹凸棒土組合物由白云石/凹凸棒土、氫氧化鋁和硅酸鋁組成，組合物中氫氧化鋁與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為0. 3^0. 6 :1，硅酸鋁與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為0. 4^0. 8:1。
2.白云石/凹凸棒土組合物的制備方法，其特征在于該制備方法包括如下特征步驟 步驟I、白云石/凹凸棒土漿液的制備向去離子水中加入分散劑和白云石/凹凸棒土，分散劑與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為0. oro. 05 :1，分散處理0. 5^3小時，制得質(zhì)量百分含量為59^30%的白云石/凹凸棒土漿液； 步驟2、氫氧化鋁包覆將步驟I所得的白云石/凹凸棒土漿液溫度控制在5(T70°C，用堿液調(diào)節(jié)體系的PH值為8 10，邊攪拌，邊并流加入0. n. 6摩爾/升的偏鋁酸鈉水溶液和0.2^0. 8摩爾/升的鋁鹽水溶液，維持體系的pH值不變； 步驟3、硅酸鋁處理將步驟2所得漿料的溫度升至75、0°C，加入0. 3^1. 0摩爾/升的硅酸鹽水溶液，邊攪拌，邊加入0. 2^0. 8摩爾/升的鋁鹽水溶液，鋁鹽水溶液加完后，繼續(xù)保溫攪拌反應(yīng)0. 5^3小時，過濾，洗滌，干燥，粉碎，得到經(jīng)由氫氧化鋁和硅酸鋁協(xié)同改性和增白的白云石/凹凸棒土組合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的白云石/凹凸棒土組合物的制備方法，其特征在于其中，步驟I所述的分散劑為六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸銨中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的白云石/凹凸棒土組合物的制備方法，其特征在于其中，步驟I所述的分散處理是超聲分散、砂磨分散和高剪切乳化機(jī)分散中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的白云石/凹凸棒土組合物的制備方法，其特征在于其中，步驟2和步驟3所述的鋁鹽為硫酸鋁、硝酸鋁和氯化鋁中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的白云石/凹凸棒土組合物的制備方法，其特征在于其中，步驟2所述的偏鋁酸鈉水溶液和鋁鹽水溶液的加入量按它們完全反應(yīng)所生成的氫氧化鋁質(zhì)量計，氫氧化鋁與白云石/凹凸棒土的質(zhì)量比為0. 3^0. 6 :1。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的白云石/凹凸棒土組合物的制備方法，其特征在于其中，步驟2所述的堿液為氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液和氨水中一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的白云石/凹凸棒土組合物的制備方法，其特征在于其中，步驟3所述的娃酸鹽為娃酸鈉和娃酸鉀中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的白云石/凹凸棒土組合物的制備方法，其特征在于其中，步驟3所述的硅酸鹽水溶液和鋁鹽水溶液的用量按它們完全反應(yīng)所生成硅酸鋁的質(zhì)量計，硅酸鋁與凹凸棒石的質(zhì)量比為0. 4^0. 8 :1。
全文摘要
本發(fā)明公開了白云石/凹凸棒土組合物及其制備方法，在白云石/凹凸棒土表面沉積氫氧化鋁和硅酸鋁得白云石/凹凸棒土組合物；去離子水中加入分散劑和白云石/凹凸棒土分散處理0.5~3小時，得質(zhì)量百分含量為5%~30%白云石/凹凸棒土漿液；將漿液溫度控制在50~70℃，用堿液調(diào)節(jié)體系pH值為8~10，邊攪拌邊并流加入0.4~1.6摩爾/升偏鋁酸鈉水溶液和0.2~0.8摩爾/升鋁鹽水溶液，維持體系的pH值不變；將漿料溫度升至75~90℃，加入0.3~1.0摩爾/升硅酸鹽水溶液，邊攪拌邊加入0.2~0.8摩爾/升鋁鹽水溶液，繼續(xù)保溫反應(yīng)0.5~3小時，過濾，洗滌，干燥，粉碎，得白云石/凹凸棒土組合物。本發(fā)明利用氫氧化鋁和硅酸鋁協(xié)同增白改性白云石/凹凸棒土，簡單易行，條件溫和，適合規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號C09C1/42GK102660158SQ20121010484
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者于海洋, 劉文杰, 吳鳳芹, 姚超, 孔泳, 左士祥, 朱斌 申請人:盱眙華洪礦業(yè)有限公司