專利名稱：一種微波活化制備活性白土的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種微波活化制備活性白土的方法，屬于粘土礦物深加工技 術領域。
技術背景膨潤土是以蒙脫石為主要成份的粘土礦物，價格低廉、儲量豐富。膨潤 土礦物具有良好的膨脹性、分散性、懸浮性、吸附性、可塑性、很高的離子 交換能力和干粘結(jié)強度、高剪切和高的抗壓強度以及良好的不滲透性等一系 列性質(zhì)，在許多工業(yè)部門中已得到廣泛的應用。漂白土。活性白、土的;'j備原理是利用無機酸中離子半徑較小的氫離子i換出 離子半徑較大的金屬陽離子和水分子，所述金屬陽離子和水分子吸附在膨潤土的主要礦物蒙脫石間；并利用無機酸的強氧化性溶蝕出蒙脫石層間所吸附 的其他雜質(zhì)，疏通和減少大半徑離子對蒙脫石層間通道的堵塞，使其吸附性 和對大分子的截留性增加，同時使其帶有大量的氫離子而在一定的條件下具 有較大的催化活性?；钚园淄潦且环N具有微孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、比表面積較大的多 孔型粉末狀產(chǎn)品，該產(chǎn)品可廣泛應用于石油化工、醫(yī)藥、油脂化工、動植物 油的脫色和凈化，并能有效地去除食用植物油中的色素、毒素及異味。作為 脫色劑，它還可應用于肥皂、塑料、樹脂、食品、去污粉、釀造等工業(yè)生產(chǎn) 中；作為吸附劑，可大量應用于有機磷、有積J克、黃曲霉素等有害物質(zhì)的去 除工藝中。目前，活性白土制備工藝為濕法反應釜酸活化工藝，其工藝流程圖如附 圖1所示，膨潤土原礦與水攪拌分散后形成的膨潤土漿料的質(zhì)量濃度為 15% ~ 30%,然后加入硫酸并通入熱蒸汽將膨潤土漿料加熱至100。C左右使膨 潤土與碌u酸發(fā)生活化反應，碌u酸的添加量一般為0.3 0.5p屯石克酸/p屯產(chǎn)品，活 化后的膨潤土釆用多次洗滌的方式進行脫酸， 一般需反復洗滌4 6次。濕 法工藝的缺點是1、硫酸用量大；2、活化反應時間長；3、洗滌用水多。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種微波活化制備活性白土方法，目的是解決現(xiàn)有的濕 法活性白土制備工藝硫酸用量大、活化反應時間長，以及洗滌用水多的問題。 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是 一種微波活化制備活性白3土的方法，由下列步驟依次構(gòu)成第一步將膨潤土原礦粉碎成直徑為小于或等于5mm的顆粒，得到膨潤 土原料；第二步將第一步得到的膨潤土原料與硫酸和水充分混合均勻得到膨潤 土漿料，該漿料中膨潤土原料占漿料整體的質(zhì)量濃度為40%~卯％，所述硫 酸的用量為每噸膨潤土原料4吏用50-250千克石克酸；第三步用微波輻射處理第二步得到的膨潤土漿料，使膨潤土進行活化 反應，得到活性白土混合物；第四步將第三步得到的活性白土混合物與水混合均勻后，采用真空過 濾機進行過濾，得到活性白土濾餅；第五步將第四步得到的活性白土濾餅加水洗滌，壓濾脫水后，再用強 力粉碎干燥機干燥，得到活性白土。上述技術方案中的有關內(nèi)容解釋如下本發(fā)明工作原理是微波作為一種高頻電磁波(0.3~300GHz),主要用 于通訊、廣播電視等領域。20世紀60年代，微波能開始應用于紙類、木材、 樹脂擠出等物理加工過程。近年來，微波能在高技術領域中新材料的合成， 化學化工領域中有機物、無機物合成與分解、化學分析以及化學冶金領域中 微波化學反應性等方面的理論和實踐研究取得了較大的進展。利用微波合成 和加工材料，具有溫度場均勻，能夠產(chǎn)生特殊的物理化學效應，對物質(zhì)選擇 性加熱和選擇性促進或加速化學反應，且易于快速控制等特點，因此，微波 技術是一種節(jié)能增效的清潔技術。微波加熱工藝同常規(guī)熱風加熱工藝相比還 具有反應時間短的優(yōu)點。本發(fā)明采用連續(xù)動態(tài)微波活化爐，微波頻率采用高頻2450MHz,與酸混 合均勻的物料處于高頻電磁場中，物料的極性分子在磁場的作用下發(fā)生振 動，分子與分子之間發(fā)生摩擦和碰撞，物料吸收電磁波后溫度升高，在分子 振動過程中加劇了離子之間的置換反應，有利于金屬陽離子和蒙脫石層間吸 附的其他雜質(zhì)的溶出，同時有效的疏通了大半徑離子對蒙脫石層間通道的堵 塞，有利于微孔結(jié)構(gòu)的形成，使其吸附性和對大分子的截留性增加，提高了 活性白土的性能和活化效果。由于上述技術方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點和效果 1 、本發(fā)明微波活化工藝較傳統(tǒng)的濕法反應釜酸活化工藝相比具有以下三 個方面的優(yōu)勢①、樣"皮半干法酸活化工藝碌^酸用量少， 一般50 ~ 250kg/t;傳統(tǒng)的濕法反應釜酸活化工藝硫酸用量高， 一般300 ~ 500kg/t。②、微波半 干法酸活化工藝反應時間短， 一般15min ~ 90min即可完成；傳統(tǒng)的濕法反 應釜酸活化工藝反應時間長， 一般4~8小時才能完成。③、微波半干法酸 活化工藝工作連續(xù)，穩(wěn)定性好，易于自動化操作；傳統(tǒng)的濕法反應釜酸活化 工藝工作間斷，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)上較難控制。2、本發(fā)明真空過濾機脫酸工藝較傳統(tǒng)的多次加水洗滌沉降脫酸工藝相比 具有以下兩個方面的優(yōu)勢①、真空過濾機脫酸工藝實現(xiàn)了流程的連續(xù)化作 業(yè)，而傳統(tǒng)工藝間斷作業(yè)，沉降需要時間長，且需多次洗滌。②、真空過濾 機脫酸工藝洗滌水用量少， 一般為10~20噸水/噸產(chǎn)品，且真空過濾機第一 過濾罐中的酸液酸濃度高，可進行綜合利用，大大減少后續(xù)酸液的處理成本； 傳統(tǒng)的加水洗滌沉降脫酸工藝洗滌水用量大， 一般為40~60噸水/噸產(chǎn)品， 且酸液難于綜合利用，酸液的處理成本高。


附圖1為現(xiàn)有技術濕法反應釜酸活化工藝流程圖； 附圖2為本發(fā)明微波活化制備活性白土工藝流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述實施例 一種微波活化制備活性白土的方法，由下列步驟依次構(gòu)成流程如附圖2所示第一步用安徽產(chǎn)鉤基膨潤土原礦進行活性白土制備，4丐基膨潤土原礦 的石皮石卒采用300 x 150對輥石皮石f才幾，石先碎后物津+粒度《5mm，得到膨潤土 原料；第二步將第 一步得到的膨潤土原料通過定量給料機加入到螺旋攪拌機 中，通過螺旋攪拌機的強力攪拌，使膨潤土原料與工業(yè)硫酸混合均勻，得到 膨潤土漿料，該漿料中膨潤土原料占漿料整體的質(zhì)量濃度為65%，所述^L酸 的用量為每噸膨潤土原料使用150千克^L酸；第三步微波活化將混合均勻的酸化膨潤土物料采用CYCM- I微波 爐進行活化，反應溫度為100°C,反應時間為60分鐘，微波頻率采用高頻 2450MHz。第四步真空過濾機脫酸將酸活化后的物料加水攪拌，攪拌設備采用 XQTO600xl000高速攪拌機，脫酸設備采用真空過濾才幾脫酸，并采用淋浴 水進行脫酸洗滌。第五步壓濾脫水將經(jīng)過真空過濾機脫酸的活性白土物料采用板框壓 濾機進行壓濾，除去漿料中大部分的水分，壓濾后濾餅濃度53.0%。粉碎干 燥采用強力粉碎干燥工藝，所得活性白土脫色力153.6,活性度268.6mmol/kg, 游離酸0.10%,脫色率98.7%,粒度-75 ju m95.0%,過濾速度10.4 ml/min。本發(fā)明采用連續(xù)動態(tài)微波活化爐，改變傳統(tǒng)濕法膨潤土酸活化反應時間 長、酸用量大、工作不連續(xù)、能耗高等缺陷。本發(fā)明采用真空過濾機脫酸膨潤土原料與硫酸通過微波活化反應后， 除能得到活性白土產(chǎn)品外，還會生成一定量的硫酸鋁、硫酸鈣、硫酸鐵等， 物料中還存留一定量未反應的硫酸，這些成分對活性白土產(chǎn)品質(zhì)量會產(chǎn)生嚴 重影響必須除去。本發(fā)明通過加水洗滌采用真空過濾機脫酸的方法除去這些 有害成分，該方法同傳統(tǒng)加水洗滌沉降脫酸工藝相比，大大降低洗滌水的用 量。本發(fā)明采用粉碎干燥將壓濾后的濾餅進行粉碎干燥，粉碎干燥采用強 力粉碎干燥機，強力粉碎干燥工藝干燥與碎散同時進行，使包裹在顆粒中的 水分及時暴露于表面，快速蒸發(fā)，既提高了干燥效率，又能在負壓下及時排 出，避免過分干燥而降低產(chǎn)品質(zhì)量。上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項 技術的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保 護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明 的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種微波活化制備活性白土的方法，其特征在于由下列步驟依次構(gòu)成第一步將膨潤土原礦粉碎成直徑為小于或等于5mm的顆粒，得到膨潤土原料；第二步將第一步得到的膨潤土原料與硫酸和水充分混合均勻得到膨潤土漿料，該漿料中膨潤土原料占漿料整體的質(zhì)量濃度為40％～90％，所述硫酸的用量為每噸膨潤土原料使用50～250千克硫酸；第三步用微波輻射處理第二步得到的膨潤土漿料，使膨潤土進行活化反應，得到活性白土混合物；第四步將第三步得到的活性白土混合物與水混合均勻后，采用真空過濾機進行過濾，得到活性白土濾餅；第五步將第四步得到的活性白土濾餅加水洗滌，壓濾脫水后，再用強力粉碎干燥機干燥，得到活性白土。
全文摘要
一種微波活化制備活性白土的方法，將膨潤土原礦粉碎成直徑為小于或等于5mm的顆粒，得到膨潤土原料，然后與硫酸和水充分混合均勻得到膨潤土漿料，該漿料中膨潤土原料占漿料整體的質(zhì)量濃度為40％～90％，所述硫酸的用量為每噸膨潤土原料使用50～250千克硫酸；用微波輻射處理得到的膨潤土漿料，使膨潤土進行活化反應，得到活性白土混合物；將得到的活性白土混合物與水混合均勻后，采用真空過濾機進行過濾，得到活性白土濾餅；將得到的活性白土濾餅加水洗滌，壓濾脫水后，再用強力粉碎干燥機干燥，得到活性白土。本發(fā)明可以實現(xiàn)生產(chǎn)操作連續(xù)化和封閉式加工，從而提高了膨潤土深加工的技術水平，在生產(chǎn)實踐中保證了產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、性能優(yōu)良。
文檔編號B01J20/30GK101580245SQ20091003382
公開日2009年11月18日 申請日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月31日
發(fā)明者王學群, 雷東升 申請人:蘇州中材非金屬礦工業(yè)設計研究院有限公司