專利名稱：復合型Na基膨潤土及其制備方法
技術領域：
本發明涉及化學領域，具體地說，本發明涉及復合型Na基膨潤 土及其制備方法。
背景技術：
膨潤土是以蒙脫石為主要成份的非金屬粘土礦物，因其化學成份 穩定，被廣泛地用于鑄造、鉆井泥漿、鐵礦球團、油脂脫色等領域， 尤其在鋼鐵行業的球團生產、燒結生產中是不可或缺的輔助材料。膨潤土主要成份蒙脫石是一種具有膨脹性能、呈層狀結構、吸水 性能強的鋁硅酸鹽，因其具有較強的吸濕性、較大的膨脹性、高度的 分散性、極強的陽離子交換能力和吸附能力，在球團生產中能夠有效 地改善物料的成球性及生球、干球和焙燒球團的特性，可調節原料水 份，穩定造球過程，因此，多年來是鐵礦球團生產應用最廣實用最多 的粘結劑。但普通膨潤土中的硅、鋁含量高，用量大，可降低球團礦 品位，增加高爐冶煉的渣量，使高爐利用系數下降，焦比上升，所以， 降低膨潤土用量，對提高高爐利用系數和增加經濟效益具有非常顯著 的效果。多年來，尋找新型粘結劑代替膨潤土，以提高球團礦的含鐵品位 成為國內外球團生產企業矚目的課題，國外從70年代，國內從80年代開始，嘗試研究開發利用有機粘結劑代替常規膨潤土工業生產。但 有機粘結劑由于成本增加和某些技術指標未滿足生產需求而不能得 到廣泛應用。因此，具實用新型的產品始終未能問世。世界上膨潤土資源豐富，分布廣泛，總儲量約為25億噸，而美 國、原蘇聯和中國膨潤土就占世界儲量的3/4。我國膨潤土行業的開 發利用處初級階段，技術水平還處于簡單粗加工狀態，其技術和質量 水平還很低下。目前鋼鐵行業用膨潤土其技術工藝是采礦-晾曬-磨細-包裝。全部工藝僅是物理性處理，因此，用戶的使用也僅能依據其不 同膨潤土特有的物化性能有選擇地采購，其實用效果很難達到理想狀態，尤其投土量居高不下， 一般可達3-8%不等。給球團、燒結企業 帶來了較大的負擔和經濟損失。發明內容本發明的目的在于提供復合型Na基膨潤土。 本發明的目的還在于提供復合型Na基膨潤土的制備方法。 為了實現本發明的目的，本發明提供一種復合型Na基膨潤土的 制備方法，包括1)選料。膨潤土礦的成因分為火山巖型礦床、火山巖-沉積型礦 床、侵入巖型床等，膨潤土的目的礦物蒙脫石是一種含水的層狀鋁硅 酸鹽礦物，構成2: 1型結構。晶層具有水分子和可交換性陽離子， 八面體空隙中的陽離子為A13+離子，剩下兩個空位，為二八面體型。 蒙脫石晶體化學特點是類質同象種類多，使之化學成分復雜，變化大。 八面體空隙中的A"+常被低價的Mg2+、 F^+置換，四面體空隙中的 Si"被A"+置換，由于低價陽離子替代高價陽離子，使結構層產生多 余的負電價。為了電中性，在結構層之間，除水分子外，存在較大半 徑的陽離子Na+、 Ca2+、 Mg^等。這些陽離子是可以交換的，使蒙脫石族礦物具有離子交換性、吸水性、膨脹性、觸變性、粘結性、吸附 性等一系列很有價值的特性，根據膨潤土的這些特性人為的添加部分介質，以改變其特性，使之形成更有利用價值的產品，是復合型Na 基膨潤土的合成原理，但是，因為膨潤土的成礦類型不同，各地區膨 潤土的物理性能均有較大差異，各礦區層間差別也十分明顯，因此， 在復合型Na基膨潤土的制備過程中，必須精選優質礦床， 一般地說， 復合型Na基土所需的膨潤土原料應具備比表面積大，粘結性能好， 硅鋁含量低的膨潤土。在本發明中，所述膨潤土包含60重量％的蒙 脫石，所述膨潤土以重量％計包含以下成分Si0265%、 A1203 15.8%、 Fe2O33.10%、 Ca0 3.23%、 K20 0.80%、 Na20 0.65%和MgO 4,0%。并 且所述膨潤土的吸藍量>28，膨脹倍>8，膠質價ml/15g270。2) 烘干。優選的是將物料烘干至含水量12~14%。
3) 化學合成和粉碎。優選的是，加入重質Na2C03或輕質Na2C03，粉碎至90%的物料通過325目篩。
4) 再合成和后處理。優選的是，加入增氧劑、防爆劑或助溶劑。本發明還提供一種復合型Na基膨潤土，其是由上述方法所制造
的。優選的是，所述復合型Na基膨潤土的膨脹容ml/g210，膠質價ml/3g240,蒙脫石重量％254，吸水率％2160，水分％《15。
本發明所述的復合型Na基膨潤土既有別于普通膨潤土，又有別于純化學合成的粘結劑，其突出特點是粘結度高，分散性好，制粒效果好，防爆裂性能高。在球團和燒結生產中具有以下作用
1、 復合型Na基膨潤土中的有機質可增加供氧量，增加焙燒帶的氧化氣氛，使固體燃料成份發揮能量，有利于降低燃耗，提高球團礦的還原性，從而改善球團礦的冶金性能。
2、 提高生球強度，特別是提高生球的落下強度，提高物料的成核率，降低生球成長速度，使生球粒度小而均勻，提高成球率。
3、 提高生球的熱穩定性及干燥時的爆裂溫度，還可提高干球的強度及成品球團礦的強度。
4、 縮短球團礦高溫焙燒時間，提高球團礦品位及產量，降低能耗。
具體實施例方式
以下通過具體實施方式
的描述對本發明作進一步說明，但這并非是對本發明的限制，本領域技術人員根據本發明的基本思想，可以做出各種修改或改進，但是只要不脫離本發明的基本思想，均在本發明的范圍之內。
實施例l復合型Na基膨潤土的制備
選擇1000g膨潤土。所述膨潤土包含60重量％的蒙脫石，所述膨潤土以重量％計包含以下成分Si02 65%、 A1203 15.8%、 Fe2033.10%、 Ca0 3.23%、 K20 0.80%、 Na20 0.65%和MgO 4.0%。所述膨
5潤土的吸藍量>28，膨脹倍>8，膠質價ml/15g270。將物料自然晾曬，使其自然脫水，待含水量達到15~20%時，采用GXDF6型沸騰爐烘干設備，爐前溫度為700~800°C，爐尾溫度70 80'C，物料烘干至含水量為12%。加入物料重量10M的重質Na2CO3，經攪拌后，堆浸24小時以上備用。排產后，用4R3216雷蒙機磨細至90%通過325目篩。加入硝酸銨10g，混合，得到復合型Na基膨潤土。所述復合型Na基膨潤土的膨脹容ml/g為20，膠質價ml/3g為50，蒙脫石重量％為58%，吸水率％為170,水分％為12%。
經多年研究發現，在目前鋼鐵行業中， 一般投土量為3-8%，而采用本發明所述的復合型Na基膨潤土，投土量為1%即可達到相同的結果，大大降低了生產成本。
權利要求
1. 一種復合型Na基膨潤土的制備方法，包括1)選料，所述膨潤土包含60重量％的蒙脫石，所述膨潤土以重量％計包含以下成分SiO265％、Al2O315.8％、Fe2O33.10％、CaO3.23％、K2O0.80％、Na2O0.65％和MgO4.0％；2)烘干；3)化學合成和粉碎；以及4)再合成和后處理。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述膨潤土的吸 藍量>28,膨脹倍>8，膠質價ml/15g270。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟2) 中，將物料烘干至含水量12~14%。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟3) 中，加入重質Na2C03或輕質Na2C03，粉碎至卯％的物料通過325 目篩。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟4) 中，加入增氧劑、防爆劑或助溶劑。
6. 復合型Na基膨潤土，其是由權利要求1~5中任意一項所述 的方法制成的。
7. 如權利要求7所述的復合型Na基膨潤土，其特征在于，所 述復合型Na基膨潤土的膨脹容ml/g210，膠質價ml/3g240，蒙脫石 重量％254，吸水率％^160，水分°/^15。
全文摘要
本發明涉及一種復合型Na基膨潤土及其制備方法。所述復合型Na基膨潤土通過下述方法制成選料、烘干、化學合成和粉碎和再合成和后處理。按照這種方法制備的復合型Na基膨潤土實現了鋼鐵行業多年需解決而又不能解決的問題，使其在生產中大大降低了投土量，同時實現了節能降耗，提高產量，減少排渣，減少污染的多重綜合的經濟效益和環保效益。
文檔編號C01B33/00GK101519210SQ20081000786
公開日2009年9月2日 申請日期2008年2月26日 優先權日2008年2月26日
發明者劉天會 申請人:劉天會