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本研究基于物化耦合工艺优化山西浑源膨润土中蒙脱石提纯过程。首先,结合扫面电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析技术分析了山西浑源膨润土原矿组分特性,从而确定影响膨润土中蒙脱石提纯过程杂质的种类及含量;其次,通过对原矿进行磨碎和筛分等预处理,从而确定限制蒙脱石提纯效率的影响因素;再次,通过物理湿法提纯工艺,即沉降、超声和离心等方法对预处理后的膨润土进行处理,结合膨胀容、吸蓝量和色度值等表征技术手段,确定了膨润土最佳的物理提纯工艺参数;最后,研究了 NaOH溶液作为钠化剂时,NaOH浓度、加热温度和加热时间等化学工艺参数对膨润土中蒙脱石提纯和钠化性能的影响。主要研究成果如下:山西省浑源县膨润土为钙基膨润土,样品中蒙脱石含量为68%,主要杂质为钙长石、石英。杂质呈现粒径较大、膨胀容和胶质价低等特点,不利于工业化生产使用,需进一步处理后提纯。通过对原矿土磨碎和筛分等预处理,研究发现:膨润土中蒙脱石与钙长石等杂质之间的结合力较弱,易粉碎,可通过球磨和筛分等方法提纯膨润土中的蒙脱石,但提纯效率很低,极易造成资源的浪费。通过控制单因素变量法研究了膨润土矿浆浓度、(NaP03)6质量分数和超声时间等三个工艺参数,借助膨胀容、吸蓝量和色度值等技术分析发现:当膨润土矿浆浓度为10%、(NaPO3)6质量分数为0.08%、超声时间为30min时,膨胀容、色度值甘茨白度和吸蓝量分别为20.1mL/g、93.09 和 0.4083g/g,蒙脱石含量从 68%提升到了 92.37%,回收率超过了 53.24%。数据表明,湿法可以很好地去除膨润土中的钙长石,但无法去除石英,仍需进一步结合化学钠化法处理。选用NaOH溶液作为提纯钙基膨润土的钠化剂,结合NaOH溶液浓度、加热温度、加热时间等控制参数的试验。研究发现:当NaOH的质量分数为3.13%、反应温度为800C、加热时间为1.5h时,钠基膨润土性能较佳;高浓度的NaOH对Si02去除效果明显,但同时也会在一定程度上破坏蒙脱石的结构。此外,结合XRD和膨胀容分析结果发现,钠化后膨润土层间距由15.120 A减小到11.748 A,膨胀容从不到10 mL/g提高到91mL/g,结合SEM分析结果表明膨润土片层更分散,属于钠基膨润土。本研究对提高火山沉积型蒙脱石的提纯和钠化改型以及山西省浑源县膨润土资源的综合利用具有重要的意义。