专利名称：一种湿法生产活性白土的制备方法
技术领域：
本发明涉及活性白土的制备方法，特别是一种无三废湿法生产高效活性白土的制备方法。
活性白土又叫漂白土，它是由天然膨润土类粘土矿经人工活化制成的。它是一种具有微孔网格结构，比表面积很大的多孔型白色粉末，是一种强吸附剂；可用于石油精练、动植物油脱色、除臭、绝缘油的净化吸附剂等，还可以是化妆品、医药、涂料的原料。颗粒状的活性白土可做芳烃重整、异构化、歧化的催化剂。将其进一步加工可制成钠型沸石代替磷酸盐用于洗涤剂工业。
生产活性白土一般用无机酸活化膨润土类粘土矿粉，根据工艺条件可分成干法、湿法和半湿法。干法是将少量的酸与膨润土充分混合，放置一定时间，然后烘干、粉碎而成；其工艺简单，不污染环境；由于酸与膨润土很难分散均匀，反应所生成的无机盐又不能除去，其质量一般较差。湿法是将水、酸、膨润土按一定比例在反应釜中混合，在100℃左右加热2-6h，反应产物经洗涤、烘干、粉碎而得活性白土，其优点是反应均匀而充分，产品性能稳定，脱色力强，是制造高效活性白土的主要方法；其缺点是耗酸量大，耗水量大，成本高，污染环境。这方面的专利有CN1072 869A(1993)。另外，周淑文等人还发明了半湿法生产活性白土的方法，专利号CN1061542A，其介绍的是用5％的硫酸水溶液在高压釜中，于200-250℃和15-20大气压下活化膨润土4小时；由于所用酸浓度低，洗涤产品所用水比较少，但是高温、高压操作困难，限制了它的推广应用。
本发明的目的是提供一个无三废湿法生产高效活性白土的制备工艺，可以充分利用洗涤水和回收的反应液，降低生产成本，解决废水污染环境问题。
本发明的湿法生产活性白土的制备方法包括将膨润土矿粗选、粉碎后，与酸在70-100℃下反应1.5-4.5小时，经8-6次离心分离和漂洗，然后将其中和，其PH控制在5-6，再经烘干、粉碎即得产品。
其中，所述膨润土可以包括钠基膨润土、钙基膨润土、坡缕石粘土、海泡石粘土和凹凸棒石粘土；所述膨润土矿粉的粒度控制在能通过80-250目筛。
所述酸可以是硫酸、盐酸或磷酸；所述酸的浓度在1.25-4.25mol/L。
所述膨润土在酸中的的活化反应中固液比为1∶1.5-2.5。
所述烘干过程可在气流风干机或转炉中进行，风干至水分少于8％即可。
所述反应后离心分离出的反应液可做为反应用稀酸而返回到反应釜中；而经过3-6次的漂洗后离心分离出的漂洗液可分别称做一洗水、二洗水、三洗水、四洗水、五洗水、六洗水，其中，一洗水可用做反应用酸的一部分而返回到反应釜中；而二洗水以后的漂洗水可分别用于下一过程的洗涤；所述洗涤过程的水温可控制在20-80℃。
所述中和过程是将反应后物质浸泡在清水中，加入碱中和，所述碱可以是氢氧化纳、氢氧化钾、碳酸钠、生石灰和氢氧化钙。
由于膨润土中富含硅铝酸盐，当加入硫酸时，可与铝盐反应生成硫酸铝，因此，本发明的湿法生产活性白土的制备方法还可以包括将反应液经浓缩、结晶生产硫酸铝粗品和精品，母液用于膨润土的活化反应或者用于污水处理。
本发明的湿法生产活性白土的制备方法充分利用了全部洗涤水和反应液，循环用于膨润土的活化和漂洗，生产活性白土的同时还可以生产硫酸铝，使酸的利用率提高到95％以上，而水的用量仅为一般湿法工艺的20％，其本发明的生产过程成本降低了40％，有效地解决了废水污染环境的问题。
本发明与现有技术相比较有如下优点1、全部回收利用反应液和洗涤水，不排废液，不污染环境。
2、生产高效活性白土的同时，可获得副产品硫酸铝，每生产一吨活性白土可获得硫酸铝0.3吨，综合利用了膨润土。
3、洗涤水和反应液循环用于膨润土的活化与产品的洗涤，提高了水和酸的利用率。每生产一吨活性白土耗膨润土1.3吨；耗酸0.25-0.30吨，酸耗下降40％；耗水为7吨，减少到一般湿法工艺的15-20％，使生产成本下降。
4、用本发明的制备方法生产的活性白土质量均一、性能稳定，其脱色率与活性度都比一般湿法生产的产品高。
下面结合实施例进一步对本发明进行详细的描述。
实施例1在反应釜中加入浓度为1.25mol/L的硫酸溶液1000ml，加入内蒙古兴和地区膨润土粉(过200目筛)500g，在90-100℃搅拌反应3小时后用离心机进行液固分离。固体每次用1000ml水漂洗，离心甩干，反复进行三次；然后再用1000ml清水浸泡，分散后用3％的碳酸钠水溶液中和至PH=5-6，离心甩干，用气流风干机粉碎、风干至含水量少于8％，包装。其脱色率95.6％，活性度206。离心分离出的反应液送到反应器用于膨润土活化。四次洗涤水分别称一洗水、二洗水、三洗水、四洗水，一洗水用于膨润土活化，其余用做下一过程产品的洗涤。
实施例2在反应釜中加入一洗水(含硫酸浓度0.75mol/L)700ml，回收反应液(含硫酸浓度1.6mol/L)255ml，浓硫酸45ml，加入内蒙古兴和地区膨润土450g，在90-100℃搅拌反应3小时后用离心机进行固、液分离，固体分别用二洗水、三洗水、四洗水，1000ml洗涤，甩干。然后用1000ml清水浸泡、分散，用石灰水中和至PH=5-6，离心甩干，烘干、粉碎。其脱色率为99.2％，活性度226。离心分离出的反应液经蒸发，浓缩至一定密度后，放冷结晶，获得硫酸铝；其母液称回收酸，用于膨润土活化。
由例1与例2比较看出，用洗涤水和回收的反应液活化膨润土制备的活性白土，其质量优于清水配酸对膨润土的活化。
实施例3在反应器中加入一洗水(含硫酸浓度0.75mol/L)930ml，浓硫酸70ml，加入河北省宣化地区膨润土500g，在90-100℃搅拌反应3小时。其它操作同例2。所得活性白土脱色率98.7％，活性度221。
实施例4在反应器中加入一洗水(硫酸浓度0.76mol/L)550ml，回收酸(硫酸浓度1.58mol/L)400ml，浓硫酸50ml，加入河北省阳原地区膨润土500g，在90-100℃搅拌反应2.5小时。其它操作同例2。所得活性白土脱色率97.6％，活性度218。活化膨润土的反应液中，洗涤水和回收酸占0％-100％。
权利要求
1.一种湿法生产活性白土的制备方法，其特征是包括将膨润土矿粗选、粉碎后，与酸在70-100℃下反应1.5-4.5小时，经3-6次离心分离和漂洗，然后将其中和，将其PH控制在5-6，再经烘干、粉碎即得产品。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征是所述膨润土包括钠基膨润土、钙基膨润土、坡缕石粘土、海泡石粘土和凹凸棒石粘土。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征是所述膨润土矿粉的目数在粒度控制在能通过80-250目筛。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征是所述酸是硫酸、盐酸或磷酸。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征是所述酸的浓度在1.25-4.25mol/L。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征是所述膨润土在酸中的活化反应中固液比为1∶1.5-2.5。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征是所述烘干过程在气流风干机或转炉中进行。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征是所述反应后离心分离出的反应液做为反应用稀酸而返回到反应釜中；而经过3-6次的漂洗后离心分离出的漂洗液分别称做一洗水、二洗水、三洗水、四洗水、五洗水、六洗水，其中，一洗水用做反应用酸的一部分而返回到反应釜中；而二洗水以后的漂洗水分别用于下一过程的洗涤；所述洗涤过程的水温控制在20-80℃。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征是所述中和过程是将反应后物质浸泡在清水中，加入碱中和，所述碱是氢氧化纳、氢氧化钾、碳酸钠、生石灰和氢氧化钙。
10.如权利要求1所述的制备方法，其特征是还包括将反应液经浓缩、结晶生产硫酸铝粗品和精品，母液用于膨润土的活化反应或者用于污水处理。
全文摘要
本发明为一种湿法生产活性白土的制备方法。本发明的湿法生产活性白土的制备方法包括将膨润土矿粗选、粉碎后,与酸在70—100℃下反应1.5—4.5小时,经多次离心分离和漂洗,然后将其中和,并控制其pH,再经烘干、粉碎即得产品。本发明的湿法生产活性白土的制备方法充分利用了全部洗涤水和反应液,循环用于膨润土的活化和漂洗,生产活性白土的同时还可以生产硫酸铝,使酸的利用率提高到95%以上,而水的用量仅为一般湿法工艺的20%,其本发明的生产过程成本降低了40%,有效地解决了废水污染环境的问题。
文档编号C01B33/40GK1236732SQ9910567
公开日1999年12月1日 申请日期1999年4月21日 优先权日1999年4月21日
发明者张永华, 王淑萍, 乔世德, 樊祥禧, 张敏, 乔赤兵 申请人:首都师范大学