累托石的加工方法-汪志国课件

学生姓名：汪志国学号：10512839课程名称：矿物工程授课老师：传秀云二○○七年一月五日累托石的加工方法主要内容一.概述1.分布2.物理性质3.构成二.采矿三.选矿四.加工1.粉碎2.研磨3.提纯4.有机改性5.铁交联化反应6.羟基锆交联反应五.结论六.参考文献一.概述1.分布●累托石，为“Ｒectorite”的中文音译，被誉为世界矿产之宝；●1891年由Ｅ.Ｗ.Ｒector首次发现并命名；●1981年国际矿物学会新矿物和矿物命名委员会定义为“累托石是二八面体云母和二八面体蒙脱石组成的1：1规则间层矿物”，并指出，不需要进一步划分变种，只用前缀词Na-、K-或Ca-指明其主要层间阳离子即可；●世界上已知的累托石产地约40余处，主要分布在亚洲、欧洲和北美洲。大部分产地累托石与其他粘土矿伴生，品位较低,少数产地累托石在粘土中含量较为集中，形成矿化或矿点，能形成工业矿床很少；●目前全世界初步探明可供工业开采的矿床仅有5处，日本枥木县船生矿山、匈牙利托考伊山脉基拉伊海杰什矿山，美国犹他州中北部的矿床，我国发现了湖北省钟祥市境内和贵州省两处。图1累脱石3.构成●累托石由类云母单元层和类蒙脱石单元层在特殊自然条件下有规则地交替堆积，但又不是二者的简单组合，尤其是其条带状的微观结构颇为罕见。●累托石属规则间层矿物，晶体化学通式为：Kx(H2O){Al2[AlxSi4-xO10](OH)2}。一般结构式分为云母层和蒙脱石层二部分，是一种二八面体云母层和二八面体蒙皂石层1：1交替堆垛而成的规则间层粘土矿物。累托石结构单元层中有两个2:1层（TM-OM-TM-IM+Ts-Os-Ts-Is）。●云母层单元的2:1层的层间阳离子IM可以是Na+、K+、Ca2+，而蒙脱石层单元的2:1层间是可交换的水化阳离子Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+等（Is）；●两类层中的八面体晶片大部分被Al3+占据，约占据三分之二的八面体，即二八面体亚类。

二.采矿●该矿采矿方法应考虑的因素很多，在复杂的开采技术条件下,要解决直立软矿体小断面巷道的凿岩、软岩直立条件下的出矿、减少辅助作业和辅料消耗、控制软围岩条件的贫化、以及控制地压,防地表水渗漏而恶化采场条件等问题；●应根据不同围岩条件、不同应用需求，选用不同的采矿方法；●柔性假顶分层崩落采矿法适用于累托石品位较高的矿段,可在围岩混入前扒出未贫化矿石,而贫化的矿石另外出碴，将炭质围岩留在假顶之上；●分段崩落采矿法适用于含矿岩系中含有底层忌水和顶层易贫化的直接围岩条件。

三.选矿图2选矿的一般工艺流程图四.加工1.粉碎●采用FDV粉碎机（北京环亚天元机械技术有限公司）进行样品粉碎，该机器适于稍具粘性的物质，能将样品粉碎至极细的粒度，可达到80-300目的超微细粉。粉碎速度约为2Kg／h。操作简单，无需过筛。图4FDV粉碎机

2.粉磨●使用XZM型中速微粉磨机（上海西芝电力设备有限公司），对累脱石进行粉磨，产品细度可根据需要任意调节，产品细度一次性可达D97≦5um。图5XZM型中速微粉磨机●试验结果表明,上述分散剂对累托石均有分散作用(精矿品位>89%),尤其是焦磷酸钠Na4P2O7和六偏磷酸钠(NaPO3)6对累托石的分散效果更好,故可选择其中一种作为累托石分选的分散剂。分散剂加入量一般为矿量的3%～5%,应用时直接加入搅拌桶中搅拌即可。3.2矿浆浓度实验●随着矿浆浓度的增大,也就是矿浆粘度增大,分选效果不好,精矿中累托石的含量呈下降趋势。故矿浆浓度宜为5%～7%。当矿浆浓度为9%时,分选效果最差。图7矿浆浓度试验结果3.3分离因素实验●分离因素(=1112×半径×转速2/1000)增大，分选效果越好，累托石品位随之增加，分离因素大于1800时,精矿中累托石含量≥90%，经检测，该产品的阳离子交换总量为43193mmol/100g，比表面积60m2/g，中位径130nm。当分离因素达3400时，精矿品位达到96.12%，但是精矿产率呈下降趋势。实际工作中可根据用户对产品质量的要求，选择不同的分离因素。

图8分离因素试验结果图9累托石提纯工艺流程图4.1焙烧处理对累托石插层性能的影响●在插层改性前，将累托石原料置于瓷坩埚中,用马弗炉于600℃下氧化焙烧2h，结果表明:用CTAB进行插层改性时,在反应时间为1h、温度为70℃,pH值6.55的条件下,焙烧前CTAB的交换率是73.2%,而焙烧后CTAB的交换率是80.9%,说明氧化焙烧有助于消除累托石原料中少量黄铁矿和有机炭等有害成份的影响,有利于有机插层剂插入到REC层间，提高有机改性效果。4.2插层剂种类对插层效果的影响CTAB插层的累托石的d001=1.3598nm,而十二烷基磺酸钠插层的累托石的d001=1.1787nm，CTAB插层效果较十二烷基磺酸钠好，与累托石原料的d001=1.1392nm相比,插层后有机累托石的d001有所增加。4.3插层条件对交换率的影响①温度随着温度的升高CTAB的交换率开始是升高的,但当温度达到一定值后,CTAB的交换率反而下降,其原因可能是温度过高,阳离子表面活性剂活动加强,又从吸附过程转到脱落过程所致。图11温度对交换率的影响②pH随着pH值升高CTAB交换率也升高,但是当pH值达到7.37之后又降低了,原因可能是当pH值小于7.37时,溶液中的H+与阳离子存在着竞争吸附,当pH值高于7.37时,NH4+与溶液中的(OH)-生成NH4OH。图12pH对交换率的影响5.铁交联化反应●用累托石与铁交联剂进行交联反应，通过改变其孔道结构从而改善其吸附性能。在原土悬浮液为5％，铁交联剂投加质量分数为6％，pH值为3.00，温度为40℃，交联2h的条件下所得铁交联累托石，由X射线衍射(XRD)显示，其d00l由2.3nm提高到3.6～4.0nm；●对含硝基酚钠工业废水进行吸附处理试验，结果表明，吸附硝基酚钠效果较好，利用这一性能能很好的处理含硝基酚钠的工业废水。6.羟基锆交联反应●以钠化累托石为原料进行改性制备羟基锆交联累托石,影响因素包括交联剂的老化温度及时间、交联反应过程悬浮液的浓度、交联反应的温度、投料比等；●对于锆交联剂来说,高温回流有利于形成大粒径的聚合交联剂粒子，悬浮液浓度较高有利于形成吸附效果较好的交联土；●在65℃、悬浮液质量分数为6%、Zr/clay为4.0mmol/g，交联剂在85℃下回流12h等条件下得到的交联累托石对有机物的吸附作用较强,其比表面积大大增加，达9.250m2/g,对废水COD的吸附容量可达119mg/g。五.结论由于一般累托石选矿厂生产的累托石粘土由于纯度较低，开发应用受到一定的限制。本文介绍的提纯方法及提纯条件的优化方法，以及有机改性、铁交联化反应、羟基锆交联反应等深加工技术，实验结果表明，通过对累托石粘土进行进一步加工，可形成高纯度、高附加值的产品，增大了其开发其利用价值。

参考文献1陈克钧.钟祥杨榨累托石采矿方法探讨.化工矿物与加工，2003（3）：30-322梁景晖，毛艳.高纯纳米累托石制备方法研究.非金属矿，2005，25（3）：34-363张杰,胡文祥,张泽强.累托