0 引言

膨潤(rùn)土是以蒙脫石為主要成分的黏土礦物， 屬２∶１型層狀硅酸鹽礦物。蒙脫石因其晶格 具有陽離子置換特性而使其具有一系列重要 性 能，如陽離子交換性、觸變性、黏結(jié)性、膨脹性、吸 附性、分散性、潤(rùn)滑性、可塑性、膠體性、耐火性以 及流變性等。膨潤(rùn)土也因其具有許多優(yōu)良性能 而廣泛應(yīng)用于鑄造、印染、輕工、冶金、建材和石油 鉆探等領(lǐng)域，被稱為“萬能黏土”。廣西膨 潤(rùn) 土 資源豐富，探明儲(chǔ)量６．４３億ｔ，但是易開發(fā)礦層 中蒙脫石質(zhì)量分?jǐn)?shù)普遍不高，含石英、長(zhǎng)石、云母 等雜質(zhì)，極大影響了其深加工利用，因此對(duì)廣西膨 潤(rùn)土原礦開展提純研究十分必要。

１ 試驗(yàn)部分

１．１ 試驗(yàn)原料

膨潤(rùn)土樣品取自廣西賓陽膨潤(rùn)土礦（ＢＹ），原 礦經(jīng)過風(fēng)干、破碎、制樣后備用。樣品的基礎(chǔ)物化 性能為：含水率８．７％、陽離子交換容量６３ｍｍｏｌ／ １００ｇ、蒙 脫 石 質(zhì) 量 分 數(shù) ６９．７％、膨 脹 容 低 于 １０ ｍＬ／ｇ、膠質(zhì)價(jià)１４．５ｍＬ／３ｇ、吸水率２４３％。 化學(xué)試劑為鹽酸、甲醛、焦磷酸鈉、氨水、亞甲 基藍(lán)、酚酞、乙醇、氯化銨、輕質(zhì)氧化鎂、氯化鈣、氫 氧化鈉，均為分析純。

１．２ 試驗(yàn)用儀器

恒 溫 磁 力 攪 拌 器 （７８ＨＷ－１）、電 子 天 平 （ ＦＡ１００４Ｂ）、電動(dòng) 離 心 機(jī)（ＬＤ－５）、電 熱 鼓 風(fēng) 恒 溫 干燥箱（DHG-9070A,上海一恒科學(xué)儀器有限公司）、超聲波清洗機(jī)（ＪＰ－０６０Ｓ）。

１．３ 試驗(yàn)方法與表征手段

自然沉降法：取賓陽膨潤(rùn)土配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為６％的礦漿置于容器中，攪拌浸泡２４ｈ后使其 充分解離。首先攪拌使膨潤(rùn)土懸浮在溶液中，靜 置沉淀１８ｍｉｎ，抽取上層懸濁液１２ｃｍ，分離大顆 粒物得到粗土（ＺＲ－１）；將去粗土的礦漿充分?jǐn)嚢?后，靜 置 沉 淀 １８ ｍｉｎ，再 次 抽 取 上 層 懸 濁 液 １２ ｃｍ，分離得到中 土（ＺＲ－２）；將 去 中 土 的 礦 漿 充 分 攪拌后，靜置 沉 淀１８ ｍｉｎ，再次抽取上層懸濁液 １２ｃｍ，分 離 得 到 精 土（ＺＲ－３）。將 粗 土、中 土、精 土烘干、研磨、過２００目篩后進(jìn)行分析。 水力旋流器法：膨潤(rùn)土提純采用底流口直徑 分別為７５、５０、２５ｍｍ 的三級(jí)旋流器，并以串聯(lián)的 形式連接。首先將膨潤(rùn)土配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為６％ 的礦漿，用１ｍｍ 的標(biāo)準(zhǔn)篩去除大顆粒雜質(zhì)后，在 攪拌桶中攪拌３０ｍｉｎ使其打散混勻，后以一定壓 力打入直徑為７５ｍｍ 的旋流器中，將得到的溢流 產(chǎn)品再次打入下一級(jí)旋流器中分選，最終得到底 流口直徑分別為７５、５０、２５ｍｍ 的溢流產(chǎn)品（ＳＬ－ １、ＳＬ－２、ＳＬ－３），烘 干、研 磨、過 ２００ 目 篩 后 進(jìn) 行 分析。 超聲波沉降法：取賓陽膨潤(rùn)土于１０００ｍＬ燒 杯中配制成質(zhì) 量 分 數(shù) 為６％的 礦 漿，使 用 超 聲 波 清洗機(jī) 分 別 對(duì) 試 樣 超 聲 作 用 １５、３０、４５、６０、７５ ｍｉｎ，后充分?jǐn)嚢枋古驖?rùn)土懸浮在溶液中，靜置沉 淀１８ ｍｉｎ，抽 取 上 層 清 液 ８ｃｍ，分 別 獲 得 超 聲 １５、３０、４５、６０、７５ ｍｉｎ的 提 純 土（ＣＳ－１、ＣＳ－２、ＣＳ－ ３、ＣＳ－４、ＣＳ－５），烘 干、研 磨、過 ２００ 目 篩 后 進(jìn) 行 分析。

２ 結(jié)果與討論

賓陽膨潤(rùn)土主要雜質(zhì)為石英，同 時(shí)含有少量高嶺土及赤鐵礦等。自然沉降法提純 賓陽膨潤(rùn)土，隨著提純次數(shù)的增加，石英峰衰減程 度越來越明顯，但赤鐵礦等雜質(zhì)峰無明顯變化；說 明自然沉降法可以很好地去除石英等雜質(zhì)，這是 因?yàn)槭⑽?后 的 密 度 約 為 蒙 脫 石 的１．５倍，沉 降速度快，易與蒙脫石顆粒分離，因此雜質(zhì)特征 衍射峰減弱；但赤鐵礦、高嶺土等雜質(zhì)去除率低， 可能是因?yàn)槌噼F礦等雜質(zhì)與蒙脫石顆粒聚集在一 起，在攪拌作用下難以分開。水力旋流器 離 心 提 純法得到的膨潤(rùn)土純度均高于同等提純次數(shù)的自 然沉降法得到的膨潤(rùn)土產(chǎn)品。這是因?yàn)橹唤?jīng)過簡(jiǎn) 單的攪拌處理，膨潤(rùn)土顆粒難以與其他雜質(zhì)礦物 充分解離，因此提純效果不是很理想，且提純耗時(shí) 較長(zhǎng)。當(dāng)采用水力旋流器離心提純時(shí)，離心作用 促進(jìn)分選，提高了提純效果。試驗(yàn)條件下，超聲波 提純效果最好，究其原因，很可能是在超聲波作用 下，蒙脫石易于分散成細(xì)小的顆粒，同時(shí)有利于進(jìn) 一步分離 包 裹 在 膨 潤(rùn) 土 卡 房 式 結(jié) 構(gòu) 中 的 細(xì) 小 雜 質(zhì)，從而達(dá)到較好的提純效果。另外，提純效果 還與提純次數(shù)成正相關(guān)，蒙脫石質(zhì)量分?jǐn)?shù)為６５％ 的賓陽鈣基膨潤(rùn)土經(jīng)過３級(jí)濕法提純后，蒙脫石 質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以提高至８５％左右，其物理化學(xué)性能 也相應(yīng)提高。

３ 結(jié)論

ａ．由 ＸＲＤ分析可知，賓陽提純土的 ｄ００１基本分布在１４．６～１５．４ｎｍ 之間，為鈣基土，主要雜質(zhì) 為石英，同時(shí)還含有少量高嶺土及赤鐵礦等，隨著 提純級(jí)別的增高和雜質(zhì)的去除，雜質(zhì)衍射峰逐漸 變低直至消失。
ｂ．超聲波法 對(duì) 石 英 雜 質(zhì) 的 去 除 效 果 明 顯，但 難以除去赤鐵礦等雜質(zhì)，同時(shí)超聲波自然沉降提 純的效果與超聲時(shí)間有關(guān)，超聲時(shí)間越長(zhǎng)，膨潤(rùn)土 與雜質(zhì)礦物的分離效果越好，相應(yīng)的提純效果也 越好；但超聲時(shí)長(zhǎng)超過１ｈ后，延長(zhǎng)超聲時(shí)間的提 純效果不明顯。水力旋流器離心法對(duì)赤鐵礦等雜 質(zhì)的去除效果最好；提純效果還與提純次數(shù)有關(guān)， 蒙脫石質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為６５％的鈣基膨潤(rùn)土，經(jīng)過３ 次濕法 提 純 后，蒙脫石質(zhì)量分 數(shù)可以達(dá)到 ８５％ 左右。
ｃ．自然沉降法提純工藝簡(jiǎn)單，但耗時(shí)較長(zhǎng)，且 提純程度有限；超聲波提純效果最好，所需時(shí)間最 短，樣品純度可達(dá)８６．７３％；水力旋流器法提純效 果次于超聲提純，但提純量較高，且對(duì)設(shè)備要求較 低，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
ｄ．提純產(chǎn)品的膠質(zhì)價(jià)和陽離子交換容量等隨 著蒙脫石質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高均有提高。
ｅ．濕法提純 普 遍 存 在 需 水 量 大、生 產(chǎn) 周 期 長(zhǎng) 等特點(diǎn)，在后續(xù)試驗(yàn)中可對(duì)提純水的回收利用以 及提純工藝的改進(jìn)進(jìn)行深入研究。