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蒙皂石族矿物被专家称为世界稀有的“万能材料”。蒙皂石可广泛应用于食品添加剂、化妆品工业等领域,其中附加值最高的是用于医药辅料。以其为原料制成的无机凝胶产品广泛应用于牙膏、化妆品、医药、日化、涂料、橡胶、石油钻探等许多领域,特别是在制药行业潜力巨大。 本课题试验选用国内蒙皂石储量最大的新疆蒙皂石作为矿物原料,通过加入分散剂高速分散方法来进行提纯处理,使其蒙脱石含量提高到了95%以上,精矿性能得到改善,达到了药用辅料的要求;再采用活化剂、胶凝剂凝胶化试验制备无机矿物凝胶,凝胶粘度达到40mPa·s以上。并对其分散机理和凝胶流变特性进行了研究。 首先对原矿样A、B、C,进行了一系列矿物组成测试分析和试样制备。根据不同矿样不同性质,确定各矿样试验流程。A、C矿样为钠基膨润土,膨润性能好,加工简单;B矿样为镁钙基皂石,硬度大,加工困难。提纯结果表明,A、C矿提纯效果明显,工艺较简单;B矿加工困难,成本高,皂石吸附性能差,吸蓝量测试蒙皂石含量结果不理想。因此,本实验主要对A、C分别进行了浓度试验、转速试验、分散剂试验,确定了新疆蒙皂石提纯的最佳工艺条件。A矿样在矿浆浓度10%,分散机转速3000r/min,分散剂焦磷酸钠,用量2%时,提纯精矿蒙脱石含量可达97.49%,产率46.83%。C矿样在矿浆浓度10%,分散机转速3000r/min;分散剂六偏磷酸钠,用量3%时,提纯精矿蒙脱石含量可达96.66%,产率17.37%。 对分散提纯后的提纯精矿进行了活化试验研究。活性剂碳酸钠、硫酸镁、硫酸等对提纯精矿活化效果明显。对制备蒙皂石无机凝胶进行了试验研究。活化剂Na2CO3用量5%、胶凝剂MgO用量5%时,凝胶为塑性体,凝胶粘度达到40mPa·S以上。采用硫酸铝和氯化铝作胶凝剂,用量15%以上,凝胶粘度才能达到40mPa·s以上,该胶凝剂用量大,成本高,但其凝胶结构均匀稳定。分别采用碳酸钠、硫酸作活化剂,氧化镁和铝盐复配比为1:1作为复合胶凝剂,复合用量10%时,复合胶凝剂制得A凝胶粘度可达47.5mPa·s,C凝胶粘度可达46.5mPa·s。 最后进行了凝胶性能测试和机理研究,主要是凝胶流变性能和触变性能测试,对各凝胶流变流型、触变值进行分析。结果显示,本试验制备的无机凝胶均属于塑性流体,具有良好的触变性能。胶凝剂氧化镁用量5%时,A凝胶触变值为86.16dyne·s/cm2,C凝胶触变值为88.18dyne·s/cm2;复合胶凝剂2用量10%时,A凝胶触变值可达114.22dyne·s/cm2,C凝胶触变值为101.18dyne·s/cm2。 因此,本试验制备无机凝胶流变性和触变性能良好,满足无机凝胶药用要求。本试验无机凝胶试验研究为蒙脱石资源的开发利用提供了一个新的研究平台,为今后在蒙脱石深加工开发利用中提供了技术参考,具有重要的意义。