阅读说明：本技术 一种非金属矿物精细化的加工方法 (Processing method for refining non-metallic minerals ) 是由 王力 高登征 刘丽华 郭清彬 薛真 于 2020-06-09 设计创作，主要内容包括：本发明属于材料加工技术领域,公开了一种非金属矿物精细化的加工方法,包括：将非金属矿物进行破碎得到非金属块状物质,室温下干燥后进行粗磨,将粗磨颗粒进行二次研磨,然后放入球磨机中球磨；对细磨后过筛得到的不同粒径的粉末进行划分,标注,确定粉末级别与对应用途；将非金属矿物粉末置于改性装置中进行改性,用筒式超细振动磨研磨,得到改性粉体；将改性粉体进行煅烧处理,室温下冷却后与强碱溶液混合,水浴反应；加入过量盐酸溶液进行抽滤,对得到的滤饼进行洗涤、干燥,即得。本发明通过对非金属矿物的细磨、分级、改性、提纯,能够实现非金属矿物的精细化加工,制得的超细非金属矿物的粒径小于200nm且杂质少,性能更优。(The invention belongs to the technical field of material processing, and discloses a processing method for refining a non-metallic mineral, which comprises the following steps: crushing the nonmetallic minerals to obtain nonmetallic bulk substances, drying at room temperature, performing coarse grinding, performing secondary grinding on coarse grinding particles, and then putting the coarse grinding particles into a ball mill for ball milling; dividing and marking the powder with different grain diameters obtained by sieving after fine grinding, and determining the grade and the corresponding application of the powder; placing the non-metallic mineral powder in a modification device for modification, and grinding by using a cylindrical superfine vibration mill to obtain modified powder; calcining the modified powder, cooling at room temperature, mixing with a strong alkali solution, and carrying out a water bath reaction; adding excessive hydrochloric acid solution for suction filtration, and washing and drying the obtained filter cake to obtain the filter cake. The invention can realize the fine processing of the nonmetallic minerals by finely grinding, grading, modifying and purifying the nonmetallic minerals, and the prepared superfine nonmetallic minerals have the particle size of less than 200nm, less impurities and better performance.)

一种非金属矿物精细化的加工方法

技术领域

本发明属于材料加工技术领域，尤其涉及一种非金属矿物精细化的加工方法。

背景技术

目前，非金属矿物材料与高新技术和新材料产业、传统产业升级以及生态环保等产业密切相关，其不仅广泛用于建材、冶金、化工、交通、机械、轻工等传统产业领域，而且在电子信息、生物医药、新能源、新材料、航空航天等高新技术产业领域有广阔的潜在市场；同时，又是环境保护、生态建设的高效、廉价材料。但是目前对非金属矿物材料的开发、利用率低，未进行精细化加工，难以实现其价值提升。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前对非金属矿物材料的开发、利用率低，未进行精细化加工，难以实现其价值提升。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种非金属矿物精细化的加工方法。

本发明是这样实现的，一种非金属矿物精细化的加工方法，所述非金属矿物精细化的加工方法包括以下步骤：

步骤一，将待加工的非金属矿物经颚式破碎机或锤式打砂机进行粗碎处理，得到非金属块状物质；采用分选磁感应强度在150～200mT的开梯度筒式和/或辊式低磁场磁选机，对粗颗粒高比磁化系数的磁性铁物进行干法清除。

步骤二，将非金属矿物中的粗颗粒高比磁化系数的磁性铁物清除后，于300℃以内的低温环境下进行烘干处理，并于室温下粗磨；将粗磨颗粒使用旋风式粉碎机进行粗磨颗粒的二次研磨，收集二次研磨粉末。

步骤三，将二次研磨粉末置于球磨机中，滴加少量无水乙醇，使其充分混匀；对混合物进行10～15min球磨，球磨介质为二氧化锆磨球；球磨后得到非金属矿物球磨粉末，进行晾干后过筛。

步骤四，将非金属矿物球磨粉末采用分选背景磁场在300～600mT闭梯度往复式永磁多梯度磁选机和/或分选背景磁场在600～1000mT的立环式多梯度磁选机，对中等比磁化系数的细颗粒金属铁进行湿法清除。

步骤五，对细磨后过筛得到的不同粒径的粉末先后经过

和

的水力旋流器进行精细分级、标注，确定粉末级别与对应用途。

步骤六，将粒度小于150μm的非金属矿物粉末通过进料管道输送至改性装置内部的原料仓，在改性装置搭载的风机的作用下将非金属矿物粉末均匀分散在脉冲式物料分散滤袋表面。

步骤七，当非金属矿物粉末离开脉冲式物料分散滤袋下降过程中通过扇形高压定量雾化喷头进行表面改性剂的涂覆操作；涂覆表面改性剂后，利用送风装置内输送的热风进行干燥。

步骤八，当物料下降至非金属矿物粉末收集装置后，通过原料仓下方设置的分料管及分料旋转阀物料再次由预热管道送至扇形高压定量雾化喷头进行涂覆改性循环3～5次；改性后，通过出料管道输出改性装置，并用筒式超细振动磨研磨，得到非金属矿物改性粉体。

步骤九，将步骤八得到的非金属矿物改性粉体置于煅烧炉中煅烧，冷却后粉碎至过200～250目筛，得到煅烧后的无机非金属矿物改性粉体。

步骤十，将步骤九得到的煅烧后的无机非金属矿物改性粉体与强碱溶液按质量比例1:3～8充分搅拌均匀制成混合液，置于恒温水浴锅中在60～90℃的条件下反应2～5h，得混合液。

步骤十一，向步骤十所得的混合液中缓慢的加入盐酸溶液，直至混合液中盐酸过量；将所得的混合液进行抽滤得滤饼，滤饼经过水洗后再抽滤，直至滤饼水洗至中性，然后对滤饼进行干燥，即得到提纯后的无机非金属矿物粉末。

进一步，步骤一中，所述非金属矿物为石墨、水晶、重晶石、刚玉、石棉、云母、石膏、萤石、宝石、玉石、玛瑙、石灰岩、白云岩、石英岩、硅藻土、陶瓷土、耐火粘土、大理岩、花岗岩、盐矿或磷矿中的一种或多种。

进一步，步骤六中，所述改性装置中的温度控制在150℃～180℃。

进一步，步骤六中，所述物料分散装置脉冲式物料分散滤袋在风机作用下的工作风量为10000～12000m³/min。

进一步，步骤七中，所述表面改性剂为硅烷类改性剂、钛酸盐类改性剂、铝酸盐类改性剂、硬脂酸盐类改性剂中的一种或多种。

进一步，步骤八中，所述用筒式超细振动磨研磨中，研磨介质为陶瓷球，球料重量比为8：1～10：1；研磨时间为30～60min。

进一步，步骤九中，所述将非金属矿物改性粉体置于煅烧炉中煅烧的温度为800～1200℃，煅烧时间为5～8h。

进一步，步骤十中，所述强碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的一种或多种；所述强碱溶液的浓度为4～6mol/L。

进一步，步骤十一中，所述盐酸溶液的浓度为0.5～1mol/L。

进一步，步骤十一中，所述滤饼水洗3～4次，滤饼置于烘箱在60～100℃下干燥0.5～2.5h。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明通过对非金属矿物的细磨、分级、改性、提纯，实现精细化加工，制得的超细非金属矿物的粒径小于200nm，并且非金属矿物中杂质少，性能更优。

本发明制得的非金属矿物，解决了制备超细粒子的技术难题，从而拓宽了超细非金属天然矿物在塑料、涂料、橡胶、造纸、医学、陶瓷以及复合材料等领域的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的非金属矿物精细化的加工方法的流程图。

图2是本发明实施例提供的将二次研磨后的非金属矿物颗粒放入球磨机中球磨的方法流程图。

图3是本发明实施例提供的对非金属矿物粉末进行改性处理的方法流程图。

图4是本发明实施例提供的对改性后的非金属矿物粉体进行提纯处理的方法流程图。

图5～图7是本发明实施例提供的非金属矿物精细化加工后产物的SEM图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种非金属矿物精细化的加工方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的非金属矿物精细化的加工方法包括以下步骤：

S101，将待加工的非金属矿物经颚式破碎机或锤式打砂机进行粗碎处理，得到非金属块状物质；采用分选磁感应强度在150～200mT的开梯度筒式和/或辊式低磁场磁选机，对粗颗粒高比磁化系数的磁性铁物进行干法清除。

S102，将非金属矿物中的粗颗粒高比磁化系数的磁性铁物清除后，于300℃以内的低温环境下进行烘干处理，并于室温下粗磨；将粗磨颗粒使用旋风式粉碎机进行粗磨颗粒的二次研磨后，放入球磨机中球磨。

S103，将非金属矿物球磨粉末采用分选背景磁场在300～600mT闭梯度往复式永磁多梯度磁选机和/或分选背景磁场在600～1000mT的立环式多梯度磁选机，对中等比磁化系数的细颗粒金属铁进行湿法清除。

S104，对细磨后过筛得到的不同粒径的粉末先后经过和

的水力旋流器进行精细分级、标注，确定粉末级别与对应用途。

S105，改性：将粒度小于150μm的非金属矿物粉末通过进料管道输送至改性装置，并在表面改性剂作用下改性；用筒式超细振动磨研磨，得到改性粉体。

S106，提纯：将改性粉体进行煅烧，室温下冷却后与强碱溶液混合，置于水浴锅中反应；加入过量盐酸溶液进行抽滤，对得到的滤饼进行洗涤、干燥。

本发明实施例提供的所述非金属矿物为石墨、水晶、重晶石、刚玉、石棉、云母、石膏、萤石、宝石、玉石、玛瑙、石灰岩、白云岩、石英岩、硅藻土、陶瓷土、耐火粘土、大理岩、花岗岩、盐矿或磷矿中的一种或多种。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。

实施例1

本发明实施例提供的非金属矿物精细化的加工方法如图1所示，作为优选实施例，如图2所示，本发明实施例提供的将二次研磨后的非金属矿物颗粒放入球磨机中球磨的方法包括：

S201，将二次研磨粉末置于球磨机中，滴加少量无水乙醇，使其充分混匀。

S202，对混合物进行10～15min球磨，球磨介质为二氧化锆磨球。

S203，球磨后得到非金属矿物球磨粉末，进行晾干后过筛。

实施例2

本发明实施例提供的非金属矿物精细化的加工方法如图1所示，作为优选实施例，如图3所示，本发明实施例提供的对非金属矿物粉末进行改性处理的方法包括：

S301，将粒度小于150μm的非金属矿物粉末通过进料管道输送至改性装置内部的原料仓，在改性装置搭载的风机的作用下将非金属矿物粉末均匀分散在脉冲式物料分散滤袋表面。

S302，当非金属矿物粉末离开脉冲式物料分散滤袋下降过程中通过扇形高压定量雾化喷头进行表面改性剂的涂覆操作；涂覆表面改性剂后，利用送风装置内输送的热风进行干燥。

S303，当物料下降至非金属矿物粉末收集装置后，通过原料仓下方设置的分料管及分料旋转阀物料再次由预热管道送至扇形高压定量雾化喷头进行涂覆改性循环3～5次；改性后，通过出料管道输出改性装置，并用筒式超细振动磨研磨，得到非金属矿物改性粉体。

本发明实施例提供的所述改性装置中的温度控制在150℃～180℃。

本发明实施例提供的所述物料分散装置脉冲式物料分散滤袋在风机作用下的工作风量为10000～12000m³/min。

本发明实施例提供的所述表面改性剂为硅烷类改性剂、钛酸盐类改性剂、铝酸盐类改性剂、硬脂酸盐类改性剂中的一种或多种。

本发明实施例提供的所述用筒式超细振动磨研磨中，研磨介质为陶瓷球，球料重量比为8：1～10：1；研磨时间为30～60min。

实施例3

本发明实施例提供的非金属矿物精细化的加工方法如图1所示，作为优选实施例，如图4所示，本发明实施例提供的对改性后的非金属矿物粉体进行提纯的方法包括：

S401，将得到的非金属矿物改性粉体置于煅烧炉中煅烧，冷却后粉碎至过200～250目筛，得到煅烧后的无机非金属矿物改性粉体。

S402，将得到的煅烧后的无机非金属矿物改性粉体与强碱溶液按质量比例1:3～8充分搅拌均匀制成混合液，置于恒温水浴锅中在60～90℃的条件下反应2～5h，得混合液。

S403，向S402得到的混合液中缓慢的加入盐酸溶液，直至混合液中盐酸过量；将所得的混合液进行抽滤得滤饼，滤饼经过水洗后再抽滤，直至滤饼水洗至中性，然后对滤饼进行干燥，即得到提纯后的无机非金属矿物粉末。

本发明实施例提供的所述将非金属矿物改性粉体置于煅烧炉中煅烧的温度为800～1200℃，煅烧时间为5～8h。

本发明实施例提供的所述强碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的一种或多种；所述强碱溶液的浓度为4～6mol/L。

本发明实施例提供的所述盐酸溶液的浓度为0.5～1mol/L。

本发明实施例提供的所述滤饼水洗3～4次，滤饼置于烘箱在60～100℃下干燥0.5～2.5h。

实施例4

将石墨进行破碎得到块状物质，室温下干燥后进行粗磨，将粗磨颗粒进行二次研磨，然后放入球磨机中球磨；对细磨后过筛得到的不同粒径的粉末进行划分，标注，确定粉末级别与对应用途；

在粒度小于150μm的石墨粉末中加入硅烷类改性剂，用筒式超细振动磨研磨，得到改性粉体；改性粉体进行1000℃煅烧6h，室温下冷却后与氢氧化钠溶液混合，水浴反应5h；加入过量盐酸溶液进行抽滤，对得到的滤饼进行洗涤、干燥，得到非金属矿物精细化加工的产物，其SEM图如图5～图7所示。

以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。