凹凸棒石发展现状及存在问题的可行性研究

第一节 凹凸棒石的定义

凹凸棒石又称坡缕石或坡缕缟石，是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。其结构属2：1型粘土矿物。在每个2：1单位结构层中，四面体晶片角顶隔一定距离方向颠倒，形成层链状。在四面体条带间形成与链平行的通道，通道横断面约3.7*6.3A°。通道中充填沸石水和结晶水，见凹凸棒石粘土晶体结构图 （可行性 研究 ）。

第二节 凹凸棒石的发展现状

凹凸棒石矿物几乎遍及世界各地，但具有工业意义的矿床所占比例不大，仅限于美国、中国、西班牙、法国、土耳其、塞内加尔、南非、澳大利亚、巴西、以色列、沙特阿拉伯、瑞士、英国 、俄罗斯（Irkutsk ,伊尔库茨克）、吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦、乌克兰、亚美尼亚、阿塞拜疆、白俄罗斯、尼泊尔等国，据不完全统计,世界探明储量约14亿吨。

1976年中国学者许冀泉等在中国江苏省南京市六合区竹镇小盘山发现该矿，许冀泉根据奥特堡之音同时兼顾该矿的晶体结构特征，译成“凹凸棒石”，1982年江苏盱眙县雍小山等发现凹凸棒石粘土矿，经江苏地勘部门勘查评价，为大型矿床规模；1984年在南京地质矿产 研究 所帮助下安徽嘉山县明光一带也找到了凹凸棒石粘土，之后相继在全国14个省区发现凹凸棒石粘土矿床（点）。

盱眙地区的品位高、储量大，该地区优质凹凸棒石粘土已探明储量在6700万吨以上，有用粘土总量达5亿吨。其中深圳海扬粉体凹凸棒土最为出名。

  第三节 凹凸棒的提纯技术

（1）凹凸棒湿法提纯

湿法提纯技术主要依据凹凸棒石与杂质矿物的物理和结构特性差异进行分离，其过程主要包括：

①将凹凸棒破碎或粉磨，并加水浸泡；

②湿法提纯技术的关键是分散，一般要加入适量分散剂（六偏磷酸钠、焦磷酸钠、聚丙烯酸、硅酸钠等），使固相含量控制在5%-22%；提纯要求越高，固相含量相对要低；相反，要求越低，固相含量可相对高些；对纳米级凹土，则固相含量要更低，且要充分分散；

③沉降或离心分离，将制得的凹凸棒浆料通过自然沉降或旋水力流器进行分离，使杂质与矿浆分离得到凹土精矿浆；

④脱水与干燥，提纯过程中由于凹凸棒土本身的膨胀性、高粘性和胶体性，使得凹凸棒的脱水和干燥较为困难；脱水过程中在保持原矿物化性质不变的基础上可添加一些物质来降低矿浆的粘度，并选择高效的过滤设备。

凹凸棒湿法提纯工艺回收率偏低，资源浪费严重，生产成本高。湿法提纯的凹凸棒产品主要用在对凹土纯度要求较高的 行业 ，如化妆品、洗涤剂、医药、催化剂和助滤剂等。

（2）凹凸棒干法提纯

凹凸棒石干法提纯是，此法提纯工艺流程过于简单，提纯效果不能明显提高凹凸棒石的品质，对要求不高的产品可按此法。干法产品主要用于塑料、橡胶等 行业 ，常作为载体和填料。

凹凸棒干法提纯是利用凹凸棒土中物质的密度和粒度不同而进行的，通过将矿物粉碎，采用重力差异进行分离（如旋风分离、离心分离、分级机等），一般包括破碎、粉磨、分级等，该提纯方法的关键在于粉磨和分级工艺。一般采用雷蒙磨进行粉碎，可轻松除去凹凸棒土中不易磨碎的非粘土杂质，如石英砂、碳酸盐等。

该方法成本费用低，工艺流程简单，但提纯效果有限，只适用于原矿品位好、凹凸棒含量高的矿石，所得产品主要在橡胶、塑料等 行业 作载体和填料。

（3）凹凸棒挤压预处理

对凹凸棒进行机械挤压是简单、方便且广泛应用的预处理方法。凹凸棒粘土矿石经简单的机械挤压处理后，其内部的显微结构变得疏松多孔，原始晶束和聚集体形成细小的晶束与棒状晶体，晶束之间变得松散而杂乱交错，形成大量架空的孔洞，以及显微间隙和裂缝。

当制备凹凸棒土的悬浊液时，水分便可通过晶体内部的孔隙、孔道和微孔很容易的进入微粒的内部，并进一步渗透到棒晶束和纤维聚集体中，从而使颗粒的内部显微结构因水化作用而产生高强度的膨胀，待气泡淬灭时产生很高的压强，使大的晶束和聚集体发生解离，随着距离的拉大，引力逐渐减小，这时只要受到较小的外力作用（弱分散条件），凹凸棒土就很容易在分散介质中分散成细小的晶束甚至为棒晶。经过高度分散的晶束或棒晶便可在分散介质中形成立体的网状结构，从而将大量的自由水包围在里面，使其失去流动性，形成了具有较高粘度的溶液。

第四节 凹凸棒提纯存在的问题

虽然国内外的学者对于凹土提纯进行了许多有意义的 研究 ，获得了纯度很高的凹凸棒石，但是单从得到的凹凸棒石的纯度上来推测提纯工艺的优劣显得比较片面，还需考虑到提纯回收率的问题，而且在工业应用中，要解决凹凸棒提纯的问题，必须考虑到以下几个核心问题：

（1）凹凸棒石的分散问题

如何使凹凸棒石在水中更好的分散，采取哪种分散技术更有效、更节能环保是目前凹凸棒提纯中迫切需要解决的问题。

（2）凹凸棒矿石的选择

目前，如何将蒙脱石从凹凸棒中分离出来依然是个很困难的问题，故在选择提纯凹凸棒矿石的时候首先要考虑所选矿石类型，要选易于提纯的凹土矿石（即杂质矿物为石英或白云石的矿石）。

（3）水土分离的难题

在除去了凹凸棒中所含的杂质矿物之后，剩余水悬浮液中所含的凹凸棒石是分散在水中的，如何将这部分纯的凹凸棒石从水中分离出来，且不消耗大量的能量也是目前所需要解决的难题。

 

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