膨潤土的加工是指利用各種方法、措施提高天然膨潤土的質量，改變天然膨潤土的礦物結構，化學組成等以提高或改變膨潤土的物理性能和化學性能，擴大膨潤土的應用領域的工藝過程。包括膨潤土的提純、改性、幹燥、鈉化等。

（1）提純

膨潤土的提純方法一般分為化學提純方法和物理提純方法，其中物理提純方法又分為手選、風選（幹法提純）和水選（濕法提純）。

化學提純法即利用化學試劑與膨潤土中的雜質礦物反應而将其除去的方法。通常是利用強堿與膨潤土中的石英和方石英雜質反應進而達到除去的目的。再利用連二亞硫酸鈉（俗稱保險粉）或次硫酸鹽消除Fe2O3，達到對粘土漂白的效果。利用化學提純法可制得高純度的的膨潤土。

物理提純法中手選主要是用于原土蒙脫石含量較高的膨潤土。将開采出來的礦石中大塊的廢石挑選出來，也可以根據應用領域的技術指标要求分地段、分層位采礦，分開堆放後進行單獨加工。

幹法提純即采用風選，是近年來普遍采用的膨潤土提純方法。風選的一般要求是入料含蒙脫石達80%以上。先将礦石存放在料場上自然幹燥，使其中水分降至25%以下，然後進行粗碎至産品粒度達到30～40mm，并在250℃以下的溫度進一步烘幹，一般用氣流幹燥和流态化幹燥，時間不易過長，使水分降到10%以下。最後對烘幹的礦石進行粉磨、分級、包裝。具體風選的原則流程如下圖。

圖：膨潤土幹法提純工藝流程圖

對于原礦中那些蒙脫石含量小于80%的中低品味膨潤土資源，則采用濕法提純工藝。濕法提純法是首先将膨潤土原礦破碎至小于5mm，加水攪拌制成約25%的礦漿，然後靜置是長石、石英、碳酸鹽等砂質礦物自然沉降，這樣制得的膨潤土即為陶瓷級原料。此外還可以在剩餘的懸浮液中加入絮凝劑促進蒙脫石的沉降，這樣可以得到更純的産品但是生産效率較低。将自然沉降後的懸浮液倒入螺旋分級器或其他水力分級機分離出剩餘沙粒和碳酸鹽，剩餘的懸浮液再進入高速旋轉的離心沉降分離機，進一步分離細粒碳酸鹽和長石等雜質。得到粒度小于5µm的膨潤土漿料或懸浮液，然後将漿料過濾、幹燥、打散後即得到高純度的膨潤土産品。其中分離後的沉降物除去細粒碳酸鹽和長石雜質外還含有較多膨潤土，這部分膨潤土符合生産活性白土的要求，因此将其與一定量的酸反應後可生産白土。綜上所述濕法提純法的主要工藝流程如下圖。

圖：膨潤土濕法提純工藝流程圖

膨潤土的濕法提純方法還有電泳法。電泳法是将膨潤土加入水和分散劑後制成均勻的漿料，然後再利用電泳現象是具有負電荷的膨潤土顆粒聚集在陽極，從而與雜質分離達到提純的目的。電泳法要求膨潤土顆粒在2 µm以下，這種方法制得的膨潤土純度較高，但因為成本高的原因使這種方法在工業上難以得到廣泛的應用。

（2）改性

膨潤土的表面改性是指根據對其應用的需要，用物理、化學、機械等方法對膨潤土的表面進行處理，達到改變表面物理性質和化學性質的目的。常使用的的方法有熱活化、酸活化、機械力活化等。

熱活化是指在不同的溫度下焙燒，通過揮發和燃燒使蒙脫石表面及結構層間的水分子和有機質蒸發掉，使黏土礦物結構變疏松。同時，随着溫度的升高，黏土礦物的部分羟基脫失。裸露的在外的斷鍵增多使得礦物比表面積增大，膨潤土的活性提高。張培萍對熱活化前後的膨潤土進行了差熱分析及紅外光譜分析。結果顯示200℃以内蒙脫石及其他礦物表面吸附水脫失；200～300℃之間蒙脫石層間水脫失；300～600℃ 之間有機物分解；600℃後蒙脫石結構中M-OH鍵部分斷裂，結構水開始脫失；700℃後蒙脫石結構破壞，開始形成新的物相。不同的焙燒溫度對膨潤土的比表面積和在有機溶液中的分散性也存在影響。下表是熱活化前後膨潤土比表面積的測定結果。

表：焙燒前後膨潤土比表面積對比數據

膨潤土比表面積面積随着焙燒溫度升高而增大，但當溫度超過450℃時焙燒膨潤土的比表面積則開始減小，600 ℃時急劇下降。這是由于在450℃以下時，焙燒溫度的提高，蒙脫石及其他礦物表面的吸附水，蒙脫石的層間水脫失，有機物也不斷分解，蒙脫石層間通道不斷加大，比表面積不斷增大。但當溫度超過450 ℃以後，蒙脫石的結構水損失，繼而結構坍塌破壞，導緻内表面積消失，所以膨潤土的比表面積反而減小。

不同溫度下焙燒的膨潤土在有機溶劑中的分散性不同，張培萍實驗表明，當焙燒溫度較低的時，膨潤土在有機溶劑中的分散性随溫度的提高而增大，但當溫度超過600℃後焙燒土分散性開始下降，700 ℃的焙燒土分散性開始急劇下降。即膨潤土在400～450℃溫度下焙燒即能保證蒙脫石的結構不被破壞，又可使膨潤土具有足夠的活性以便與有機物吸附或結合。

膨潤土熱活化是與活化程度和焙燒時間有關，張培萍對不同焙燒時間的膨潤土在有機溶劑中分散性進行了測定，結果顯示随着時間的增加焙燒膨潤土在有機溶劑中的分散性變好，但1h後逐漸趨于穩定，結果生産成本考慮，所以在膨潤土熱活化焙燒時間上選擇1h最佳。

綜上所述，膨潤土在高溫焙燒下，随着溫度的升高會逐漸失去表面吸附水、層間水、結構水，當溫度達到600℃以上後，蒙脫石的結構遭到破壞，層間的陽離子也縮合到結構骨架上，使其失去離子交換能力。所以将膨潤土在400～450℃下焙燒1h既驅除了通道中的表面水，又保持了蒙脫石的結構完整，提高了吸附能力。

膨潤土酸活化是指利用各種酸（硫酸、鹽酸、硝酸、草酸等）以不同濃度在一定條件下對膨潤土進行活化處理。目的是為了提高膨潤土産品的吸附性能，用于漂白、脫色、淨化等方面。酸活化還可以提高膨潤土的白度，所以工業上将酸活化後的膨潤土稱為白土或漂白土。酸化改性膨潤土的機理是利用不同濃度的酸除去分布于蒙脫石孔道結構中的雜質，如有機物等，使通道疏通後有利于吸附物質的分散。

目前酸活化的方法主要 有幹法和濕法兩種。幹法相對較簡單，即将一定細度的膨潤土（120～200目）浸漬于硫酸、鹽酸或磷酸溶液中充分混合，經過擠壓後幹燥，然後發散解聚得到活性白土産品。濕法是将酸溶液和膨潤土混合後在一定的水浴溫度下加熱攪拌一定時間，然後抽濾去液，并将濾後的膨潤土洗至中性，在150℃下幹燥，然後打散解聚即可。

濕法酸活化中，酸液可以循環使用，并與熱活化共同作用，這樣既達到了更好的活化效果，也節約了生産成本。主要的工藝流程如下圖。

圖：膨潤土循環活化酸浸流程圖

為了進一步提高膨潤土的白度，可在酸活化的過程中加入其他漂白劑。造成膨潤土白度下降的主要原因是鐵氧化物，如赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦等。所以提高膨潤土白度的過程主要是一個除鐵的過程，由于Fe2O3和二價鐵離子的水合物不溶于水也不溶于稀酸，所以很難除去。但在漿料中加入适量漂白劑，它們就能直接與膨潤土中的三價鐵及其氧化物起反應，三價鐵還原成能溶于水的Fe2 ，然後将其過濾，便達到了除鐵增白的效果。目前的酸法還原法漂白膨潤土常用的還原劑是連二亞硫酸鈉Na2S2O4(俗稱保險粉）、硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉、水合肼（聯氨）和非硫系還原劑Pc。

（3）鈉化

鈉基膨潤土的工藝性能明顯優于鈣基膨潤土，如吸水性、膨脹容量、陽離子交換容量等。所以膨潤土的鈉化是其主要加工技術之一。膨潤土的鈉化主要是用Na 将膨潤土晶層間中可置換的陽離子Ca2 或Mg2 置換出來，反應式如下：

Ca2 -蒙脫石 2Na ＝2Na -蒙脫石 Ca2

将鈣基膨潤土轉化為鈉基膨潤土。使用的鈉化劑隻要有Na2CO3、NaF、NaCl、NaOH、Na2SO4、水玻璃和氟矽酸鈉等。MgCl2作為鈉化時的助劑。膨潤土鈉化的方法主要有擠壓法、懸浮液法（濕法）、堆場鈉化法（陳化法）。

擠壓法包括輪碾擠壓法（德國）、雙螺旋擠壓法（日本）、阻流擠壓法（中國）、對輥擠壓法（中國）等。在人工鈉化過程中，除了一定濃度的鈉離子外，還必須是施加一定的剪切力，由于鈣基膨潤土不溶于水且以集合體形式懸浮在水中，被鈉化後顆粒表面形成一層隔水膜又阻止顆粒内部鈣基膨潤土的進一步鈉化，所以擠壓可以促進鈉化過程的進一步進行。

懸浮液法是在配漿的同時向水中加入鈣基膨潤土和鈉化劑，一般是Na2CO3，然後長時間預水化，是混合更加均勻，鈉化徹底。一般的工藝流程如下圖。

圖：膨潤土濕法鈉化工藝流程圖

堆場鈉化法則是在原礦堆場中，将2%～4%的Na2CO3撒在含水量大于25%的膨潤土原礦中，翻動攪拌，混合碾壓，老化7～10天，然後幹燥粉碎。

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