膨润土矿物资源常见深加工技术选择

膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的黏土矿物，常含有石英、长石、伊利石、沸石、高岭石、方解石等。

目前，我国膨润土资源丰富，但深加工技术水平和生产规模与发达国家相比差距很大，特别是产品质量差、品种单一，缺乏竞争力，使这一优势资源未能得到有效的利用。因此，加强膨润土深加工技术研究，特别是加强其提纯、活化和改性等方面精细加工技术研究，稳定和提高产品质量，是实现我国膨润土资源合理、有效利用的重要发展方向。

膨润土具有优异的工艺技术性能和可控改造性，在产品开发中主要深度加工技术包括选矿提纯、改型（人工钠化、锂化）、活化（活性白土制备）、改性（有机膨润土制备）、无机矿物凝聚制备、柱撑蒙脱石制备等。

1、膨润土选矿提纯

我国80%以上的天然膨润土原矿为钙基膨润土，并且蒙脱石质量分数介于30%-60%，属于中低品位膨润土矿。除蒙脱石之外，还有含量不等的石英、长石、云母等脉石矿物，达不到现代工业生产的纯度要求，因此必须要进行选矿提纯。

目前，膨润土的提纯方法主要有风选法、自然沉降法、离心法、水力分级法、絮凝法、重液法、磷酸盐法、电泳法、超声波振荡法、化学提纯法等，其中以水为介质的湿法提纯，是膨润土工业采用最广泛的方法。面对诸多的膨润土提纯工艺，选择合理的方法进行不同品级蒙脱石产品的提取显得尤为重要。

2、钙基膨润土制备钠基膨润土

钠基膨润土的工艺性能明显优于钙基膨润土，然而在膨润土矿床中，钙基膨润土占主导地位，因而膨润土的钠化改型，是膨润土的主要加工技术之一。

膨润土钠化改型是用Na+将蒙脱石晶层中可置业换的阳离子Ca2+或Mg2+置换出来，将钙基膨润土转换成钠基膨润土。一般方法是在钙基膨润土中加入钠盐（通常是Na2CO3），使其发生离子变换反应。

膨润土人工挤压钠化原则流程

钠化改型主要有悬浮液法（湿法）、堆场钠化法（陈化法）、挤压法等。钠基膨润土的制备流程较为简单，所以在选择设备时，主要考虑设备的批处理能力和能耗。粉碎机需满足膨润土初选、破碎以及最后产品的粉碎；混合机主要实施钠化过程。

3、钙基膨润土制备锂基膨润土

锂基膨润土在水中、低级醇及低级酮中有优良的膨胀性、增稠性和悬浮性，因而被广泛用于建筑涂料，乳胶漆，铸造涂料等产品中取代各种有机纤维素悬浮剂，人工锂化是制备锂基膨润土的主要方法之。

人工锂化是用锂离子置换蒙脱石层间可交换Ca2+或Mg2+等阳离子，将钙基膨润土改型为锂基膨润土，一般用Li2CO3进行改型。

膨润土人工锂化原则流程

锂盐的加入量直接关系到改型效果，根据膨润土原料的阳离子交换容量确定锂盐的加入量，一般不超过5%。在一定范围内，随锂盐加入量的增加制得的改性膨润土的膨胀值增大；但锂盐加入量超过一定值后，膨胀值不再增加。

4、活性白土制备（活化）

钠基膨润土许多物化性能优于钙、镁基，但其比表面积及吸附能力仍不如酸活化产品。因此，国内外许多厂家依然生产酸活化产品（活性白土）。

活性白土是以粘土（主要是膨润土）为原料，经无机酸化或盐处理而得，是一种具有微孔结构、比表面积很大的多孔型白色-灰白色粉末，具有强的吸附性。

膨润土湿法制备活性白土工艺

目前，国内外生产活性白土的工艺有3种：湿法、干法、半湿（或半干）法。湿法是将水、酸和膨润土按—定的比例在反应罐中混合，在100℃左右加热2-6h，反应产物经洗涤、烘干、粉碎得活性白土，该方法生产的活性白土的脱色力和活性度等指标均较高，质量稳定，是国内最常见的生产工艺。

5、膨润土制备有机膨润土

有机膨润土是指用有机铵阳离子置换蒙脱石中的可交换阳离子，使其覆盖于蒙脱石的表面，堵塞了水的吸附中心，使其失去吸水的作用，变成疏水亲油的有机膨润土络合物，可广泛应用于涂料、鞋油、环保、油漆、石油钻井、塑料、化妆品、铸造、调稠剂、染色剂、高温润滑脂、纳米复合材料等行业，是近年来行业关注的重点方向之一。

有机膨润土湿法制备原则流程

目前，有机膨润土的制备工艺可分为湿法、干法、预凝胶法3种。影响有机插层膨润土性能的因素有很多，如原土样的选择、反应环境的选择、有机改性剂的选择等。表面活性剂的选择和使用在有机膨润土制备过程十分重要，可以使用单阳离子或双阳离子表现活性剂、阴阳离子表面活性剂、非离子或阳非离子表面活性剂以及其他的复合改性剂等。

6、膨润土制备无机凝胶

无机凝胶是以膨润土为主要原料，经提纯、钠化改型、磷化改性及胶化等工序生产出来的一种具有高附加值的胶体类产品，具有增稠、触变、抗电解质盐类、抗酸性能好，耐酸、碱，性能稳定等特点，因而广泛应用于日化、制药、洗涤、陶瓷、玻璃、造纸、铸造、电池等行业。

膨润土制备无机凝胶原则流程

无机凝胶制备过程主要包括膨润土原矿提纯、钠化改型、磷化改性及胶化四大工序，原矿应选用低层电荷、蒙脱石含量一般要大于95%的原矿，选矿提纯是膨润土生产无机凝胶的关键。

7、膨润土制备柱撑蒙脱石

柱撑蒙脱石是由聚合无机阳离子或有机离子（分子）插入粘土矿物中而形成的具有二维孔洞的一种矿物材料，具有比表面积大，热稳定性能好、表面酸性强以及孔径可变等特性，因此在石油化工、污水处理、抗菌材料等领域有着广阔的应用前景。

膨润土制备柱撑蒙脱石原则流程

柱撑蒙脱石的制备原理，就是离子交换原理，指由于蒙脱石层间多为范德华力、静电力和氢键力这些较弱的作用力，用制得的柱化剂中的多核离子去取代原来蒙脱石层间的水合离子，如Na+、K+、Ca2+、Mg2+等，粘土矿物层间的多核阳离子重新组建化学键，新的化学键具有更大的键能，因此形成柱撑蒙脱石具有更加优良的性质。