摘 要

通过对不同粒度级别的新疆尉犁蛭石精矿进行了膨胀作业，研究了煅烧温度、煅烧时间、化学浸泡时间和药剂浓度等因素对蛭石膨胀效果的影响，系统分析了新疆尉犁蛭石的膨胀规律，获得了高膨胀率的蛭石产品。

论文主要研究了单一法和复合法对不同粒度级别的蛭石精矿进行膨胀作业，得到膨胀效果不同的蛭石产物，通过对这些产物进行膨胀率测定，确定高膨胀率膨胀蛭石的最佳工艺流程。

研究结果表明：

1. 采用高温法、微波法和化学法对0.3-1mm、0.71-2mm、1.4-4mm粒级蛭石进行膨胀试验，试验结果表明，当高温温度为800℃，作用时间为2min时，三种粒级的蛭石膨胀倍数分别达到4.33、6.23、7.45；当微波功率480W，作用20s时， 三种粒级蛭石的膨胀倍数分别为3.59、4.55、7.6；当双氧水浓度25%，作用25h时， 三种粒级蛭石膨胀倍数分别为3.7，6.44和10.17。
2. 采用化学-高温复合法制备膨胀蛭石的最佳工艺为固液比1:5、浸泡时间20h、高温温度600℃、高温时间2min，最终蛭石膨胀率为30.1435。
3. 采用化学-微波复合法制备膨胀蛭石的最佳工艺条件为固液比1:3、浸泡时间20h、微波功率400W、微波时间5min，最终蛭石膨胀率为28.9472。

关键词：膨胀蛭石；高温膨胀；微波膨胀；化学膨胀；复合法；膨胀率

Abstract

The effects of calcination temperature, calcination time, chemical immersion time and concentration on the expansion effect of vermiculite were studied. The effects of calcination temperature, calcination time, chemical immersion time and pharmacy concentration on the expansion of vermiculite were studied. The expansion of Weiwei plutonium in Xinjiang was systematically analyzed. Regular, obtained a high expansion rate of vermiculite products.

In this paper, we studied the expansion of vermiculite concentrate with different particle size by high temperature expansion, microwave expansion method, chemical expansion method and compound method. The vermiculite products with different expansion effects were obtained. The expansion rate of these products was determined by Vermiculite expansion production process.

Research indicates:

1. The experimental results show that when the high temperature temperature is 800 ℃ and the action time is 2min, the three kinds of granules can be used for the expansion test of 0.3-1mm, 0.71-2mm and 1.4-4mm granular vermiculite by high temperature method, microwave method and chemical method. And the expansion ratio of vermiculite was 3.59,4.55,7.6 when the microwave power was 480W and 20s, respectively. When the concentration of hydrogen peroxide was 25% The expansion ratios of the granule grade vermiculite were 3.7, 6.44 and 10.17, respectively.
2. The optimum conditions for the preparation of expanded vermiculite by chemical-high temperature composite method are solid-liquid ratio 1: 5, soaking time 20h, high temperature temperature 600 ℃, high temperature time 2min, final vermiculite expansion rate 30.1435;

(3)chemical-microwave composite method The optimum conditions for the expansion of vermiculite were solid - liquid ratio of 1: 3, immersion time of 20 h, microwave power of 400 W, microwave time of 5 min, and finally vermiculite expansion rate of 28.9472.

Key Words：expanded vermiculite;expansion through high temperature; microblogging expansion; chemicalexpansion; compound method; expansion rate

目 录

1.绪论 1

1.1蛭石资源概况 1

1.2蛭石的结构与性能 1

1.2.1蛭石的结构 1

1.2.2蛭石理化特性 2

1.2.3蛭石应用现状 3

1.3膨胀蛭石的研究现状 4

1.3.1热膨胀法 4

1.3.2微波膨胀法 5

1.3.3化学膨胀法 6

1.4研究的目的及意义 6

1.4.1研究的目的 6

1.4.2研究的意义 6

2.实验原料及研究方法 8

2.1 蛭石原料测试与分析 8

2.1.1 原料来源 8

2.1.2 XRF分析 8

2.1.3 XRD分析 8

2.1.4 DSG-TG分析 9

2.2 实验设备及药剂 10

2.3 研究方法 11

2.3.1 单一法 11

2.3.2 复合法 11

2.3.3 膨胀率的测试 11

3.单一法制备膨胀蛭石 13

3.1 高温法制备膨胀蛭石 13

3.1.1高温温度对蛭石膨胀性能的影响 13

3.1.2高温时间对蛭石膨胀性能的影响 14

3.2 微波法制备膨胀蛭石 15

3.2.1微波功率对蛭石膨胀性能的影响 15

3.2.2微波时间对蛭石膨胀性能的影响 17

3.3 化学法制备膨胀蛭石 18

3.3.1双氧水浓度对蛭石膨胀性能的影响 18

3.3.2双氧水浸泡时间对蛭石膨胀性能的影响 19

3.3.3固液比对蛭石膨胀性能的影响 21

3.4 本章小结 22

4.复合法制备高膨胀率蛭石 23

4.1化学-高温法制备膨胀蛭石 23

4.1.1 正交试验设计 23

4.1.2 正交试验直观分析 24

4.1.3正交试验因素指标分析 24

4.1.4正交试验方差分析 26

4.2化学-微波法制备膨胀蛭石 27

4.2.1 正交试验设计 27

4.2.2 正交试验直观分析 27

4.2.3正交试验因素指标分析 28

4.2.4正交试验方差分析 30

4.3 本章小结 31

5.结论 32

参考文献 33

致 谢 35

1.绪论

1.1蛭石资源概况

世界的蛭石总产量合计超过50万t。目前全世界上蛭石最主要的生产国为中国、美国、澳大利亚、津巴布韦以及南非。全世界拥有的蛭石储量大约为6亿t，其中中国和俄罗斯的储量之和约占世界总储量的三分之二，其余部分主要分布在南非和美国。蒙大拿州利比地区是美国蛭石的主要产地，其储量约占美国蛭石矿总储量的三分之二，约为8000万t；南非的蛭石总储量约为7300万t，其主要产地是帕拉博拉地区，储量占全南非蛭石总储量的90%以上，同时帕拉博拉地区也是世界最大的蛭石产地；俄罗斯共有蛭石矿床20余个，其中特大型蛭石矿床为波达宁和科尔多夫矿床，预计总储量为2亿t左右。

蛭石是我国具有潜在优势的非金属矿产之一，我国蛭石的分布较广，多分布在我国的北部地区，主要有河北、内蒙、新疆、陕西、辽宁、山西等省区；湖北、四川、江苏、甘肃、河南等省份也有一定分布，这些地区的蛭石主要产于变质岩区。新疆尉犁县且干布拉克蛭石矿的产量和储量最大，品质最高，新疆蛭石的总储量约占我国蛭石总储量的90%，仅次于帕拉博拉地区居世界第二位，预计远景蛭石储量约为一亿吨，其中二号矿体已探明的储量就已经有一千四百万吨，是世界范围内罕见的超大型矿床，其次我国蛭石的主产地为灵寿县金黄色蛭石，东海县石开境内具有丰富的蛭石资源。