關(guān)鍵詞 |
工業(yè)膨潤土,湖南膨潤土,泥漿膨潤土,工業(yè)膨潤土 |
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膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn),蒙脫石結構是由兩個(gè)硅氧四面體夾一層鋁氧八面體組成的2:1型晶體結構,由于蒙脫石晶胞形成的層狀結構存在某些陽(yáng)離子,如Cu、Mg、Na、K等,且這些陽(yáng)離子與蒙脫石晶胞的作用很不穩定,易被其它陽(yáng)離子交換,故具有較好的離子交換性。國外已在工農業(yè)生產(chǎn)24個(gè)領(lǐng)域100多個(gè)部門(mén)中應用,有300多個(gè)產(chǎn)品,因而人們稱(chēng)之為“土”。
膨潤土也叫斑脫巖,皂土或膨土巖。我國開(kāi)發(fā)使用膨潤土的歷史悠久,原來(lái)只是做為一種洗滌劑。(四川仁壽地區數前就有露天礦,當地人稱(chēng)膨潤土為土粉)。真正被廣泛使用卻只有百來(lái)年歷史。美國早發(fā)現是在懷俄明州的古地層中,呈黃綠色的粘土,加水后能膨脹成糊狀,后來(lái)人們就把凡是有這種性質(zhì)的粘土,統稱(chēng)為膨潤土。其實(shí)膨潤土的主要礦物成分是蒙脫石,含量在85-90%,膨潤土的一些性質(zhì)也都是由蒙脫石所決定的。蒙脫石可呈各種顏色如黃綠、黃白、灰、白色等等??梢猿芍旅軌K狀,也可為松散的土狀,用手指搓磨時(shí)有滑感,小塊體加水后體積脹大數倍至20-30倍,在水中呈懸浮狀,水少時(shí)呈糊狀。蒙脫石的性質(zhì)和它的化學(xué)成分和內部結構有關(guān)。
膨潤土遇水就膨脹,這種自然現象產(chǎn)生的主要原因是膨潤土礦物晶層間距加大,水分子進(jìn)入了礦物的晶層,另外引起膨潤土膨脹的原因還有膨潤土礦物的陽(yáng)離子交換作用。膨脹性與膨潤土的屬性和蒙脫石含量關(guān)系,鈉質(zhì)膨潤土的膨脹性明顯比鈣質(zhì)膨潤土要強,另外純度較高、蒙脫石含量高的膨潤土的膨脹性要強。
膨潤土的主要礦物成分是蒙脫石,含量在85-90%,膨潤土的一些性質(zhì)也都是由蒙脫石所決定的。蒙脫石可呈各種顏色如黃綠、黃白、灰、白色等等??梢猿芍旅軌K狀,也可為松散的土狀,用手指搓磨時(shí)有滑感,小塊體加水后體積脹大數倍至20-30倍,在水中呈懸浮狀,水少時(shí)呈糊狀。蒙脫石的性質(zhì)和它的化學(xué)成分和內部結構有關(guān)。
層間陽(yáng)離子為Na+時(shí)稱(chēng)鈉基膨潤土;層間陽(yáng)離子為Ca2+時(shí)稱(chēng)鈣基膨潤土;層間陽(yáng)離子為H+時(shí)稱(chēng)氫基膨潤土(活性白土、天然漂白土-酸性白土);層間陽(yáng)離子為有機陽(yáng)離子時(shí)稱(chēng)有機膨潤土。
活性白土是用粘土(主要是膨潤土)為原料,經(jīng)無(wú)機酸化處理,再經(jīng)水漂洗、干燥制成的吸附劑,外觀(guān)為乳白色粉末,無(wú)臭,無(wú)味,,吸附性能很強,能吸附有色物質(zhì)、有機物質(zhì)。在空氣中易吸潮,放置過(guò)久會(huì )降低吸附性能。但是,加熱至300攝氏度以上便開(kāi)始失去結晶水,使結構發(fā)生變化,影響褪色效果?;钚园淄敛蝗苡谒?、有機溶劑和各種油類(lèi)中,幾乎完全溶于熱燒堿和鹽酸中,相對密度2.3~2.5,在水及油中膨潤極小。
膨潤土吸附可以分為物理吸附、化學(xué)吸附和離子交換吸附三種類(lèi)型。
l)物理吸附。物理吸附是靠吸附劑與吸附質(zhì)之間分子間引力產(chǎn)生的,即我們常說(shuō)的范德華力產(chǎn)生的。物理吸附是一種可逆的吸附過(guò)程,吸附速度與脫附速度在一定條件下呈動(dòng)態(tài)平衡。產(chǎn)生物理吸附的主要原因是膨潤土表面分子其有表面能。由于膨潤土在水中高度分散,物理吸附現象十分明顯。
2)化學(xué)吸附?;瘜W(xué)吸附是靠吸附劑與吸附質(zhì)之間的化學(xué)鍵力而產(chǎn)生的,化學(xué)吸附作用一般不可逆。在鉆井泥漿中應用化學(xué)處理劑就是化學(xué)吸附作用的典型例子,如鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽加入到膨潤土泥漿中就是利用鉻離子在膨潤土晶體的邊緣上發(fā)生整合吸附。這種化學(xué)吸附作用明顯比物理吸附作用要穩定。因此用鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽處理的膨潤土泥漿具有較高的抗溫能力,可作為地熱和超深井的抗高溫泥漿體系。
3)離子交換吸附。膨潤土礦物晶體一般帶負電荷,因此在膨潤土顆粒表面要吸附等當量的相反電荷的陽(yáng)離子。吸附的陽(yáng)離子可以和溶液中的陽(yáng)離子發(fā)生交換作用,這種作用稱(chēng)為離子交換吸附。離子交換吸附的特點(diǎn)是:同號離子相互交換,等電量相互交換。離子交換吸附的反應是可逆的,吸附和脫附的速度受離子濃度的影響,這種影響符合質(zhì)量作用定律。
影響膨潤土礦物吸附作用的因素是:
1)膨潤土類(lèi)型的影響。鈉質(zhì)膨潤土的吸附能力明顯比鈣質(zhì)等其他類(lèi)型的膨潤土礦物吸附能力強。
2)膨潤土顆粒粉碎粒度大小的影響。根據固體吸附的理論,進(jìn)行粉碎的膨潤土礦物的吸附能力明顯提高,粉碎礦物越細,吸附作用越強。
3)溶液介質(zhì)的影響。根據雙電層理論,膨潤土礦物晶體帶負電,在形成雙電層時(shí)會(huì )進(jìn)行離子交換。如果溶液中離子濃度過(guò)高會(huì )壓縮膨潤土顆粒雙電層,抑制膨潤土的分散和擴散,甚至使膨潤土產(chǎn)生凝聚和聚結。
如何識別?
肉眼鑒定中,膨潤土呈純白色,一般也有灰色或淺黃白色的,常因吸水或含有雜質(zhì)而呈淡綠、淡青、玫瑰紅等顏色。風(fēng)干后仍為純白色、灰色或淺黃白色。用手掰開(kāi)后斷面不平整,而呈凍膠狀。有油脂光澤,手觸有滑感。能吸水膨脹,好的可成為膠體狀。若經(jīng)長(cháng)期風(fēng)干水分散失后,又可變成松散狀。膨潤土因有強烈的離子交換力,所以能吸附或吸收各種顏色。把它與油脂混合,可使油脂更加滑潤。它的微細粉末加水的懸浮液,分散(散度)很好,不容易沉淀。天然膨潤土類(lèi)型,主要是按蒙脫石的陽(yáng)離子的種類(lèi)相對含量分為鈣、鈉、氫、鋰蒙脫石等,其中以鈣蒙脫石為主的粘土稱(chēng)為鈣基膨潤土。中國大部分膨潤土礦以生產(chǎn)鈣基膨潤土為主,鈣基膨潤土比鈉基膨潤土便宜,而且容易到手,所以我們在肉雞和蛋雞試驗上,都用的是鈣基土。用膨潤土添加料喂雞,因為適口性好,雞愛(ài)吃。
但只靠上面介紹的肉眼等感官鑒定是不夠準確的。中國尚無(wú)統一的鑒定膨潤土的國家標準。多數礦山執行一機部關(guān)于“鑄造用膨潤土、粘土的部頒標準”(1997)和企業(yè)標準。主要測定吸蘭量、水分、膠質(zhì)介、通過(guò)率、濕壓強度、膨脹系數、pH值等,測定方法和標準這里就從略了。
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