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因此,在實(shí)際應用時(shí),如果我們主要想利用膨潤土礦物的膨脹性,那么我們在考慮膨潤土礦物的種類(lèi)時(shí)要選擇鈉質(zhì)膨潤土礦,其次要考慮蒙脫石含量高的鈉質(zhì)膨潤土。在機械鑄造和鐵礦球團工作中,對膨脹性要求較高。大量的鈣質(zhì)膨潤土質(zhì),達不到使用要求,因此在使用前需要對鈣質(zhì)膨潤土進(jìn)行改性處理。
膨潤土,也叫斑脫巖,是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn),也是一種用途廣泛的天然礦物材料。
它由于有良好的物理化學(xué)性能,可做凈化脫色劑、粘結劑、觸變劑、懸浮劑、催化劑等,廣泛用于農業(yè)、輕工業(yè)及化妝品、藥品等領(lǐng)域。中國膨潤土的儲量居世界位,種類(lèi),分布廣。
膨潤土礦是一種多種用途的礦產(chǎn),其質(zhì)量和應用領(lǐng)域主要取決于其中蒙脫石含量和屬性類(lèi)型及其晶體化學(xué)特性。因而,其開(kāi)發(fā)利用因礦而異,因作用而異。如生產(chǎn)活性白土,鈣基轉鈉基,供石油鉆探用的鉆井注漿,代替淀粉用于紡紗、印染的漿料,建材上用內外墻涂料,制備有機膨潤土,用膨潤土合成4A沸石、生產(chǎn)白炭黑等等。
膨潤土的層間陽(yáng)離子種類(lèi)決定膨潤土的類(lèi)型,層間陽(yáng)離子為Na+時(shí)稱(chēng)鈉基膨潤土;層間陽(yáng)離子為Ca+時(shí)稱(chēng)鈣基膨潤土.鈉質(zhì)蒙脫石(或鈉膨潤土)的性質(zhì)比鈣質(zhì)的好。但世界上鈣質(zhì)土的分布遠廣于鈉質(zhì)土,因此除了加強尋找鈉質(zhì)土外就是要對鈣質(zhì)土進(jìn)行改性,使它成為鈉質(zhì)土。
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。
造漿率是膨潤土顆粒在水中分散形成懸浮液,并且這種懸浮液的表觀(guān)粘度為15*10-3Ps·s時(shí)每噸膨潤土造漿的立方數是衡量膨潤土質(zhì)量的一項重要指標,一般鈉質(zhì)膨潤土的造漿性能比鈣質(zhì)膨潤土要好。計其選漿率公式是:
造槳率(m3/t)=水的體積(mL)/土的質(zhì)量(g)+1/土的密度一般在測試表觀(guān)粘度時(shí)配制表觀(guān)粘度在10~25(*10-3 Pa·s)范圍內三杯泥漿,經(jīng)過(guò)攪拌靜止放置16h,再攪拌,測試粘度,然后在單對數坐標紙上標出三點(diǎn)的位置,進(jìn)行連線(xiàn),在坐標上求出表觀(guān)粘度為15*10-3 Pa·s時(shí)的加土量。
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