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膨润土是国民经济建设中用途广、用量大的一种非金属矿产资源。我国膨润土生产厂家有几百家,其中90%左右为钙基膨润土。目前以膨润土为原料开发的各种深加工产品如钠基土、有机土、活性白土、分子筛等已广泛应用于石油钻井、石油化工、冶金铸造、医药卫生、农业、环保、化妆品等领域中。
本文通过对内蒙古赤峰某地膨润土物化性质的研究及X-射线衍射结果进行分析表明,该膨润土蒙脱石含量高达99.2%,是国内较为罕见的高纯膨润土。其蒙脱石层间距为1.502nm,属于典型的钙基膨润土,其膨胀容和胶质价分别为7.2ml/g、3.74ml/g,阳离子交换容量(CEC)为143.67mmol/100g。通过等离子体发射光谱仪的测定,测得膨润土中铅的含量为49.6ppm。
由于该膨润土蒙脱石的含量较高,因此是一种良好的制药原料,但其含铅量超过国家和出口标准(<10ppm),因此,如何降低该膨润土的含铅量至关重要,也是本课题的研究目的。本文系统的研究了料浆浓度、络合剂用量络合剂种类、反应温度、反应时间、等因素对该膨润土除铅效果的影响,并对除铅作用的机理进行了分析,得到了如下成果:
1)该膨润土除铅的最佳工艺条件为:络合剂为柠檬酸,反应温度为150℃,反应时间为300min,料浆浓度6%,最佳柠檬酸用量为50g/L,在上述最佳条件下,得到的膨润土固体中铅的含量为9.15ppm,去除率为81.55%,达到了国家标准。可作为生产药用膨润土的原料。
2)通过对膨润土原料二次络合的研究表明,从经济的角度考虑,对膨润土原矿进行二次络合,在两次络合后所用的柠檬酸总量为22.6g/L时,膨润土固体中铅的含量仅为9.76ppm,去除率为56.91%。对原矿和产品所做X-射线结果表明,络合反应并没有改变膨润土原矿的结构。
3)膨润土除铅机理研究表明,柠檬酸能和铅形成稳定的络合物。
上述的研究成果对利用赤峰高纯膨润土制备药用膨润土具有一定的指导意义。