高性能活性白土制备工艺及其机理的研究

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1、高性能活性白土的制备工艺及其机理研究摘要活性白土是膨润土原矿经过无机酸活化后得到的一种层状材料，具有许多微孔，比表面积很大，物理化学性能突出，目前已广泛应用于石油、化工、医药、环境保护等各个领域，活性白土的研究具有广阔的应用开发前景。为了进一步提高活性白土的性能，减少生产过程中无机酸的使用量以及废酸的排放量，本文对活性白土的生产工艺进行了创新和改进，并对其反应过程机理进行了探索，对活性白土的工业化生产提供了指导依据。半干法活性白土制备工艺解决了传统湿法生产中膨润土晶体结构破坏严重，废酸排放量大，产品性能不高等缺点，通过对工艺条件的优化，

2、制备出高活性度、高脱色率的活性白土。结果表明：半干法能够大大降低无机酸的浓度、酸的用量和反应温度，节约了生产成本，与传统湿法生产工艺相比，活性白土的晶体结构稳定，未造成严重的晶体溶解。半干法制备工艺中无机酸改性剂一次性加入到反应体系中，起始反应时体系呈现与传统湿法相同的状态，不利于膨润土的活化，为此，提出制浆干燥法制备活性白土工艺，该工艺中无机酸改性剂分次加入到反应体系中，维持反应体系湿含量在一定范围内，使其处于液一固界面反应状态。结果表明：制浆干燥法无机酸改性剂的酸浓度和酸用量进一步降低，产品性能有所提高。其机理研究表明：维持物料的湿

3、含量在一定范围内时，水份和HCl分子的汽化速率较快，增加改性剂的湍动程度，能够明显提高酸改性剂中H+的传质速率，反应时间与半干法相比有所缩短；反应过程中酸的浓度会随着补加酸次数的增多而逐渐提高；铝离子溶出量较传统法小，对膨润土晶体的破坏程度减小；XRD结果表明制浆干燥法制备的活性白土结构优于传统湿法。废酸循环法是对传统硫酸湿法的改进，解决了传统湿法生产中对膨润土结构破坏严重，废酸排放量过大等问题，废酸循环工艺可以对全部废酸进行回收再利用，而且由于改性剂中存在大量金属离子，在活化过程中能够限制膨润土晶层中的金属离子溶出，起到保护作用。结果

4、表明：硫酸用量比传统湿法减少50％以上，活性白土的活性度和菜油脱色率明显提高。机理研究表明：单因素实验中，活性度和脱色率达到最佳值后保持稳定；硫酸反应前后的损耗量明显减少；活性白土的密度大于传统湿法的密度，且铝离子溶出量相对传统湿法较低，XRD结果也表明对膨润土结构的破坏较小。活性白土制备工艺的创新和改进，不仅能够得到高性能的活性白土，而且高性能的活性白土可以用于膨润土的深加工领域，填补国内对高性能活性白土的巨大需求空白，具有广阔的市场应用前景。关键词：活性白土半干法制浆干燥法废酸循环法机理USTUDYoNPI冱PAR』钔[’IoNAN

5、DMECHANISMoFHIGH．PERFoRMANCESACTIV舡EDCLAYABSTRACTActivatedclaywasactivatedfrombentonitebyacidmodifyingagent，whichhasalayer-structurewithlotsofmilliporesandahugespecificsurfacearea．Duetoitsfavorablephysicalandchemicalperformances，activatedclayhasbeenwidelyusedinmanyfields

6、，suchasoilrefining，chemicalindustry,medicalindustryandenvironmentprotection，etc．Forincreasingtheperformancesofactivatedclayanddecreasingtheusageofacidandwasteacidrelease，itisessentialtoimprovethepreparationprocessandstudythemechanismtoguardthecommercialproduction．Half-dr

7、yprocesssolvedproblems，structuredamagedbadly,hugeamountofwasteacidreleasedandlowperformancesofactivatedclay,gainedbytraditionalmethod．Activatedclaywithhighactivationdegreeandhighdecolorizationratiowaspreparedwiththeimprovedhalf-dryprocess．Theresultsshowed：Half-dryprocess

8、greatlyreducedtheconcentrationandtheusageofacid，aswellasthereactiontemperature，comparedtothetraditional