论-低品位天然膨润土的深加工

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盐亭低品位膨润土及其作氮素肥缓释载体的研究

关键词低品位膨润土
物化性能
氮素肥
缓释栽体、
ＬｏａｅＢｅｏｔｒｍａｔｎ＆ＳｕｄｎＩｓＵｓｇｓＳｏ￣ｅｅｅＣａｔｅｗＧｒｄｎｔｎｉｅｆｏＹｎｉｇｔｖｏｔａｅａｌＷｌａｒｒｓｉ
１０ｍ．平均约１１矿石类型为含砂质膨润土、３宽１６ｍ。膨润土．为显微鳞片结构，密块状构造。致１．苟家嘴矿：产于苍溪组下部第一岩性段．１１
。
约仅占全国保有储量的１％。四川膨润土资源量Ｉ８％分布在绵阳地区，绵阳市的膨润土矿主要分布８在三台、盐亭两县，提交的膨润土矿储量三台县为
摘
要对四川省盐亭产出的低品位膨润土的地质特征、资源储量进行了初步评价：对几个矿山不同层位产出的膨润土的物化性能进行
了系统测试分析；此基础上，在对利用其作氮素肥缓释载体进行了系统研究，结果表明，直接利用这种低品位膨润土作氮素肥缓释栽体是其有效
利用途径之一。
ＮＯ，００Ｖ２６
一一 … 一一一一 … ．．．．．．一
一一
一
…
～
—
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一
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盐亭低品位膨润土及其作氮素肥缓释载体的研究
冯启明高德政王维清陈波孙新瑞
６１１）２００（西南科技大学环境与资源学院，￣Ｊｌ绵阳ｑＪ
ｓｃ，ｓｅｔｎｉ￣ｏｇｎｏｓｆｒｉｚｒｌｗｅｅｅｃｒｉｒｓｓｕｉｅｓｓｅｔｃｌ．ｅｒｓａｃｅｕｌｈｗｅａｉｃｅｌｗｒｄｅｔｎｉｉｕｅｂｎｏｔａｎｉｅｕｅｔｌｅｏｒｌａａｒｅｔｄｄｙｔｍａｉａｌＴｈｅｒｈｒｓｔｓｏｄｔｔｄｒｔｅｓｉｓｓｗａｙｅｓｈｅｕｓｏｇａｅｂｎｏｔｅ

低品位膨润土的提纯及其钠化工艺条件优化研究

维普资讯
第ｌ７卷
第３期
矿
冶
Ｖｏ．７，Ｎｏ．ｉ１３
ｅｔｍｂｒ２０Ｄｅｅ０８
２００８年９月
ＭＩＮＧ＆ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹＮＩ
文章编号：０５８４２０）３０１５１０ —７５（０８０ —０２ —０
低品位膨润土的提纯及其钠化工艺条件优化，京１０４）北北００４
摘要：以内蒙古某矿低品位钙基澎润土为试验研究对象，采用湿法提纯工艺，用０５选．％六偏磷酸钠
为分散剂，矿浆浓度１％，膨润土纯度从６５５将６．０％提高到９％；过正交试验确定了影响钠化的主要５通
１原料及实验方法
１．原料１
、
国天然产出的钠基膨润土却很少，大多数为钙基绝
土，钙基膨润土深加工性能较差，低品位矿较而中、
膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的铝硅酸盐，其结构是由两层硅氧四面体夹一层铝氧／面体构成的２１型晶体结构。由于八面体中部分：被Ｍ置换，四面体中部分ｓ‘ ｉ被置换，故膨润土层状结构间带有永久性负电荷，有Ｃ２含ａ、Ｍ、ａＫＮ、等可交换阳离子，通过与其它阳可离子的交换反应生成各种改性产物【。］我国膨润土资源丰富，储量居世界前列；我总但

低品位钙基膨润土矿粉的直接钠化研究

步做单因素实验，较低温度下看其钠化．．
件下特有的。因此本实验采用这两个指标来检验钠基土的质量。膨胀倍越大、质价越高，胶钠基土
原料性质：脱石含量５％，水量＜８蒙２含％，
收稿日期：０２—０２０７—１６
・
１・０
维普资讯
维普资讯
・
试验研究・
文章编号：０８—７２（０２１１０５４２０）０—０１００—０４
ＩＭ＆Ｐ化Ｉ矿物与加Ｉ
２００２年第１０期
低品位钙基膨润土矿粉的直接钠化研究
张颖心，大勇，天胜钟张
・
试验研究・
ＩＭ＆＿Ｐ化Ｉ矿物ｓ加Ｉ
２００２年第１０期
的性能越好，即钠化效果越好。２钠基膨润土制备条件的优化在探索实验的基础上，实验条件固定为矿将
粉量４ｇ加水量３０，统研究了钠化剂类０，０ｍＬ系
氧四面体夹一层铝氧八面体所组成的２１型晶体：
体悬浮液触变性、度、滑性好，Ｈ值高、稳粘润ｐ热
定性好等。钠基土还是许多其它膨润土深加工的基础。我国的膨润土资源，基土占９％以上，钙０生产过剩；钠基土储量少，品短缺。所以对钙而产基土的钠化改型很重要。

膨润土生产工艺

膨润土生产工艺
膨润土是一种天然矿物质材料，常见于黏土矿床中。

膨润土生产工艺主要包括：采矿、破碎、粉磨、膨胀和干燥等环节。

首先是采矿环节。

膨润土矿石一般位于地下10-50米深的膨润
土矿床中，采矿主要使用露天或地下矿井方式。

采矿过程中需要使用矿用设备进行矿石的挖掘和运输。

然后是破碎环节。

采矿得到的膨润土矿石通常含有较多的杂质，需要进行破碎处理。

破碎设备常用的有颚式破碎机和冲击式破碎机，通过机械的力量将矿石破碎成块状或颗粒状。

接下来是粉磨环节。

破碎后的膨润土矿石通常还需要经过粉磨处理，使其颗粒更细。

粉磨设备常用的有砂磨机、球磨机和立式磨机等，通过机械的摩擦力和冲击力使矿石颗粒逐渐细化。

然后是膨胀环节。

粉磨后的膨润土矿石需要经过水洗处理，去除杂质和细粉以提高产品的纯度。

然后将粉磨后的膨润土与热水或膨润土矿石一同加入膨胀设备中，通过加热和搅拌使膨润土产生膨胀，形成具有吸附性和离子交换性的膨润土颗粒。

最后是干燥环节。

膨胀后的膨润土颗粒含有一定的水分，需要进行干燥处理以获得所需的水分含量。

常用的干燥方法有自然干燥和机械干燥两种，通过空气流动、传导和辐射等方式使膨润土颗粒的水分逐渐蒸发，最终得到具有所需水分含量的膨润土成品。

以上是膨润土的生产工艺主要环节，通过采矿、破碎、粉磨、膨胀和干燥等多个环节的处理，最终得到纯度较高的膨润土成品，供应给各个行业进行使用。

低品位天然膨润土的深加工

摘要：利用寿光低品位膨润土，通过手选及湿法提纯得到蒙脱石含量为９０改型，得到层间距为１．２６２ｎｍ的钠基膨润土；用十六烷基三甲基溴化铵对
ａｇｅｎｔ，ｔｈｅｓｐａｃｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅａｄｊａｃｅｎｔｓｉｌｉｃａｔｅｓｌａｙｅｒｓｏｆＮｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅｉｓ１．２６２ｎｍｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇｌｏｗ— ｇｒａｄｅｂｅｎｔｏｎｉｔｅｆｒｏｍＳｈｏｕｇｕａｎｇａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｔｈｅｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅｃｏｎｔｅｎｔｗｅｒｅｒａｉｓｅｄｆｒｏｍ７６ｔＯ９０．５ａｆｔｅｒａｒｔｉｆｉｃｉａｌｃｈｏｏｓｅａｎｄｗｅｔｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．ＮａＦａｎｄＮａ２ＣＯ３ａｓＮａ＿
中图分类号：ＴＤ８７５．５文献标识码：Ａ文章编号：１００４ — ４０５１（２０１３）０３ — ００８７ — ０４
Ｄｅｅｐｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｌｏｗｇｒａｄｅｂｅｎｔｏｎｉｔｅ

膨润土的加工及其利用

膨润土的加工及其利用膨润土是一种具有良好的吸附性能和膨胀性能的粘土矿物，广泛应用于建筑材料、环境治理、石油开采、冶金等领域。

膨润土的加工及其利用方法有很多种，下面就对其进行详细介绍。

一、膨润土的加工方法首先，膨润土的初加工是指从矿石中提取膨润土矿物，常见的方法有机械破碎、磁选、洗选等。

一般经过初步加工后，膨润土的水分含量会较高，需要进行简单的干燥处理，以便进行后续的加工。

然后，膨润土的细加工是指对初级膨润土进行进一步的处理，以提高其物理和化学性能。

细加工包括粉碎、脱水除杂和改性等。

粉碎通常采用球磨机或者超细研磨机进行，以获得所需的颗粒度。

脱水除杂是通过离心分离、压滤或者真空过滤等方法去除膨润土中的水分和杂质。

改性是指通过添加剂或者化学反应对膨润土进行处理，以改善其性能。

常见的改性方法有防水处理、结构改变、酸洗等。

二、膨润土的利用方法1.建筑材料膨润土在建筑材料中的应用非常广泛，主要包括墙体材料、地坪材料和隔热材料等。

膨润土可以作为增塑剂和稳定剂添加到混凝土中，以提高其塑性和耐久性。

此外，膨润土还可以作为填料添加到灰浆中，以改善其粘附性和流动性。

2.环境治理膨润土具有良好的吸附能力，可以用于土壤修复、水体处理和污泥处理等环境治理过程中。

膨润土可以吸附重金属离子和有机物，净化土壤和水体。

此外，膨润土还可以与污泥混合，加速污泥中有机物的分解和稳定。

3.石油开采在石油开采过程中，膨润土被广泛应用于钻井液和堵漏剂。

膨润土可以增加钻井液的黏度和抗高温性能，减少井眼塌陷和溢流等问题。

同时，膨润土还可以作为堵漏剂添加到井眼中，以减少水和油之间的渗透，提高油井的开采效率。

4.冶金膨润土在冶金行业中有广泛的应用，主要用于稀土和稀有金属的提取和分离。

膨润土可以与金属离子形成络合物，从而实现金属的富集和分离。

此外，膨润土还可以作为炉料添加剂，改善炉料的流动性和熔化性。

总之，膨润土具有很多种加工和利用方法，可以在各个领域发挥重要作用。

最详细的膨润土的加工技术

最详细的膨润土的加工技术：提纯、改型、活化、改性2009-09-28 15:28目前，膨润土的加工技术主要是提纯、改型、活化、改性（有机土制备）。

（1）提纯膨润土的选矿提纯方法可分为三种，即手选、风选（干法）和水选（湿法）。

手选主要用于原矿蒙脱石含量较高的膨润土。

手选一般在采矿场进行，人工将矿石中的废石挑选出来。

也可以根据应用领域的技术指标要求分地段、分层位采矿，分别堆放，单独加工。

目前国内多用手选，加工流程如下：原矿→干燥→磨粉→风选分级→包装干燥一般分二段进行，先将矿石放在料场上进行自然干燥，使原矿水分从40％降到25％以下，然后进行粗破碎，破碎产品粒度为30～40mm。

将破碎产物进一步干燥，一般采用气流干燥和流态化干燥。

采用的干燥设备主要有流态化干燥机、回转百叶窗式烘干机、旋风式烘干机、回转干燥机等。

烘干温度250℃以下，产品水分控制在小于6％～12％。

烘干温度过高或烘干时间过长都会影响产品质量，甚至失去胶性。

磨粉一般采用雷蒙磨，产品细度根据用户要求而定，一般为100～325目。

粉磨后的产品用旋风器式分级机进行分级除砂（杂）后即得最终产品。

欲获得高纯度膨润土或蒙脱石，或加工利用蒙脱石含量为30％～80％的中低品位膨润土资源，要采用湿选或湿法提纯工艺。

膨润土的湿法提纯工艺流程，将膨润土原矿破碎至小于5mm，加水搅拌制成含量为25％左右的矿浆，然后用螺旋分级机或其他水力分级机分离出粒度较粗的砂粒和碳酸盐矿物，剩余的悬浮液进入高速旋转的离心沉降分离机，如卧式螺旋卸料沉降式离心机，进一步分离细粒碳酸盐和长石等杂质，得到粒度小于5um，膨胀倍数20以上的高纯度蒙脱石或膨润土浆料或悬浮液，将这种浆料过滤、干燥和打散解聚后即得到高纯度膨润土产品。

离心分离后的沉降物除了含有少部分细粒碳酸盐和长石等杂质外还含有较多的能够满足活性白土生产要求的膨润土，因此，将其与一定量的酸反应后可生产活性白土。

另一种湿法提纯方法是重偏磷酸盐法。

膨润土矿是人类社会最早利用的非金属矿产之一

膨润土开发与应用湖北省矿产开发总公司一、膨润土简介膨润土矿是人类社会最早利用的非金属矿产之一，如古代人们利用膨润土烧制陶瓷。

现代社会膨润土产品得到更广泛使用，随着科学技术的进步、社会经济的飞跃发展，膨润土资源日益受到世界大多数国家的重视，技术方法不断创新，新产品不断产生，应用领域不断拓展，已经成为一种十分重要的非金属矿产之一。

膨润土是以蒙脱石为主要成分所组成的粘土。

蒙脱石是由纳米级的颗粒组成，国外称其为天然纳米材料，也叫万用粘土。

膨润土又称斑脱岩和膨土岩，是一种含蒙脱石大于60%的优质粘土，它的物理化学性质、性能主要取决于所含蒙脱石的属性和相对含量。

准确的名字应为蒙脱石粘土，习惯称为膨润土。

因为，蒙脱石是在法国蒙摩里隆附近发现的，所以命名为蒙脱石。

但由于在美国蒙大拿州山福塔蒙脱附近首次发现了矿脉，所以又叫斑脱岩。

中国出现的膨润土译名为斑脱岩、般土、皂土、膨土岩等名称。

蒙脱石也称微晶高岭土。

蒙脱石的理论化学成分为：SiO2为66.7%，Al2O3为25.3%，H2O为5%。

粘土矿物的晶体构造单元是硅氧四面体和铝氧八面体。

每个硅氧四面体都有一个硅原子与四个氧原子以相等的距离相连，硅原子在四面体的中心，四个氧原子在四面体的顶角。

铝氧八面体由两层紧堆叠的氧原子和氢氧原子组成，而铝原子位居中心形成八面体。

同样氧原子还能和另外一个铝原子组成另一些八面体。

蒙脱石矿物的晶体结构是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体组成，四面体和八面体由共用的氧原子联结，因此称蒙脱石矿物为2∶1型粘土矿物。

蒙脱石矿物晶体结构特点是：⑴重叠的晶胞之间是氧层和氧层相对，期间的作用力是弱的分子间力。

因此，晶胞间联结不紧密，易分散。

在极性水分子或外界力的作用下，晶胞之间会产生相对运动而剥离。

⑵蒙脱石矿物晶格的同晶置换现象很多，即铝氧八面体中的铝离子可被镁、铁、锌等离子所置换，置换率可到达20%～35%。

硅氧四面体中的硅离子也可以被铝离子所置换，置换量较小，一般小于5%。

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ＺＨＡＮＧＸｉｕ — ｙｉｎｇ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｉｂｏ２５５０４９，Ｃｈｉｎａ）
２结果与讨论２．１膨润土的提纯
蒙脱石占７６、石英占１１．５、长石占１２．３。蒙脱石的ｄ值为１．５４６６ｎｍ，为钙基膨润土。
表１粗选后样品的化学组成
手选后的样品经过湿法提纯后，膨润土的性能指标对比见表２。
ｏｒｇａｎｉｃｂｅｎｔｏｎｉｔｅ．Ｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｔｈｅｓｐａｃｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅａｄｊａｃｅｎｔｓｉｌｉｃａｔｅｓｌａｙｅｒｓｆｒｏｍ１．２６ｎｍｔＯ４．０１０ｎｍ
２．２膨润土的钠化
１０２０２０／。３Ｏ
Ｏ
以提纯后的钙基土为原料，以无水ＮａＣＯ。、ＮａＦ为钠化剂，钠化剂的加入量均为膨润土的５９／６，钠化时间２ｈ，温度为６Ｏ ℃ 。钠化后样品的物化性能见表３，样品的ＸＤＲ图谱见图２。
中图分类号：ＴＤ８７５．５文献标识码：Ａ文章编号：１００４ — ４０５１（２０１３）０３ — ００８７ — ０４
Ｄｅｅｐｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｌｏｗｇｒａｄｅｂｅｎｔｏｎｉｔｅ
其进行了有机改性，所得有机土的表观黏度为１２１４ＭＰａ・Ｓ，满足高黏度型有机膨润土的质量指标。有机蒙脱石的层间距达到４．０１０ｎｍ，红外光谱（ＦＴＩＲ）分析说明有机阳离子已经进入蒙脱石的晶体结构中。扫描电镜（ＳＥＭ）照片显示有机土中蒙脱石片堆积松散。说明有机改性的效果良好。关键词：低品位膨润土；深加工；蒙脱石；表观黏度
我国低品位膨润土资源非常丰富，但开发利用
的程度很低［１］。在低品位膨润土中，黏土矿物蒙脱石的含量基本在４Ｏ～７０之间，其余的是非黏土矿物石英、长石等，因此难以进行深加工，更无法直接用于生产精细化工产品＿２］。所以，在膨润土深加
ｗｅｌ１．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌＯＷ— ｇｒａｄｅｂｅｎｔｏｎｉｔｅ；ｄｅｅｐｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ；ａｐｐａｒｅｎｔｖｉｓｃｏｓｉｔｙ
工之前必须先进行提纯。本文以寿光品位较低的膨润土为原料，通过手
细化工产品的原料，分选出来的砂子较纯净，可以综
合利用。本次探讨为低品位膨润土的开发利用提供
了一条经济、有效、实用的途径。
１实验
１．１试剂及测试仪器试剂：十六烷基三甲基溴化铵（ＣＡＴＢ），化学
纯；水碳酸钠（Ｎａ。ＣＯ。），分析纯；氟化钠（ＮａＦ），分
析纯。
工拣选及物理提纯得到蒙脱石含量为９０．５的膨润土；然后经过钠化改型，再用阳离子表面活性剂插层改性，得到有机膨润土。用红外（ＦＴＩＲ）和Ｘ一射
ｂｙＸＲＤ．ＴｈｅｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｏｒｇａｎｉｃｂｅｎｔｏｎｉｔｅｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｆｒｏｍＮａ — ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ，ＵｓｉｎｇＣＴＡＢａｓａｎ
ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｎｇａｇｅｎｔ，ｔｈｅａｐｐａｒｅｎｔｖｉｓｃｏｓｉｔｙｗａｓ１２１４ＭＰａ・Ｓ，ＳＯｉｔｃａｎｂｅｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｈｉｇｈ — ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ
第２２卷第３期
２０１３年３月
中国矿业
ＣＨＩＮＡＭＩＮＩＮＧＭＡＧＡＺＩＮＥ
Ｖｏ１．２２，Ｎｏ．３Ｍａｒ． Nhomakorabea Ｏ１３
低品位天然膨润土的深加工
张秀英
（山东理工大学材料科学与工程学院，山东淄博２５５０４９）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇｌｏｗ— ｇｒａｄｅｂｅｎｔｏｎｉｔｅｆｒｏｍＳｈｏｕｇｕａｎｇａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｔｈｅｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅｃｏｎｔｅｎｔｗｅｒｅｒａｉｓｅｄｆｒｏｍ７６ｔＯ９０．５ａｆｔｅｒａｒｔｉｆｉｃｉａｌｃｈｏｏｓｅａｎｄｗｅｔｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．ＮａＦａｎｄＮａ２ＣＯ３ａｓＮａ＿
射扫描电子显微镜（ＳＥＭ），荷兰ＦＥＩ公司；ＮＤＪ一７９型旋转黏度测试仪，上海光地仪器设备有限公司；
收稿日期：２０１２ — ０７１２
ＩＯＩＡ一１型电热恒温鼓风干燥箱，龙口市电炉制造
品的化学组成见表１，ＸＲＤ分析结果见图１。此时
提纯、改性膨润土的性能测试，依照参考文献［３ — ４］进行，有机化处理的效果通过黏度来衡量［５］。
用ＸＲＤ及ＦＴＩＲ对钠基土、有机土的结构进行表征，用ＳＥＭ观察有机土中蒙脱石片堆积的紧密程度。
中国矿业
厂；ＳＨＢ一 Ⅲ循环水式多用真空泵等等。
１．２原料
第２２卷
涤直至无Ｂｒ一；第四步，干燥得到有机膨润土样品。
１．６性能检测
实验样品取自山东寿光。原矿呈浅灰色，呈松散状，具有明显的砂、碎石块。经过手工拣选分级后，除去的杂质部分占样品总量的２３。拣选后样
线粉晶衍射仪（ＸＲＤ）对产品的结构进行了分析，通
过ＳＥＭ观察了有机处理后蒙脱石堆积的紧密程
度。实验所得有机膨润土可用做钻井泥浆及制备精
射线衍射仪，德国Ｂｒｕｃｋｅｒ公司；Ｓｉｒｉｏｎ２００型场发
表２提纯前后膨润土的性能
５０ｏＯ
４０００
３０００
嘣
嫠２０００
ｌＯｏｏ
比较表２的数据可以看出，提纯以后膨润土的指标有明显的提高。特别是胶质介由４８ｍＬ／１５ｇ上升为９０ｍＬ／１５ｇ，蒙脱石含量由６７．７提高到９０．５９／６，说明提纯效果非常好。
测试仪器：７８ＨＷ一１型恒温磁力搅拌器，江苏金
坛荣华仪器制造有限公司；ＨＨＳ－２Ｓ型电子恒温水浴锅，上海光地仪器设备有限公司；Ｎｉｃｏｌｅｔ５７００型
傅里叶变换红外光谱仪，美国；Ｄ８一ＡＤＶＡＮＣＥ型Ｘ
摘要：利用寿光低品位膨润土，通过手选及湿法提纯得到蒙脱石含量为９０．５的高品位膨润土。
用两种钠化剂对膨润土进行钠化改型，得到层间距为１．２６２ｎｍ的钠基膨润土；用十六烷基三甲基溴化铵对
表３钠基膨润土的物化性能
图１钙基土的ＸＲＤ图
１．３膨润土的提纯
在前面手工分级的基础上，再通过物理方法对膨润土进一步提纯。根据蒙脱石与长石、石英的比重不同进行湿法分选。首先按照膨润土：水为１：３的比例加入水，将拣选后的膨润土放在桶中浸泡４ｈ。然后，边搅拌边加入六偏磷酸钠作为分散剂，搅拌