膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的粘土巖,常含有少量的伊利石、高嶺土、沸石、長石、方解石等礦物。膨潤土是一種寶貴的非金屬礦產(chǎn)資源,用途有1000多種,被人們譽(yù)為“萬能材料”。膨潤土根據(jù)蒙脫石層間陽離子的不同可分為鈣基、鈉基、鎂基、鈉鈣基、鎂鈉基。
膨潤土一般呈白色、灰色、粉紅色、黃色、褐黑等多種顏色,其形態(tài)常呈土狀隱晶質(zhì)塊體,有時(shí)呈細(xì)小鱗片狀、球粒狀。性軟有滑感,吸水膨脹,最大吸水量可為其體積的8~15倍,具油脂或蠟狀光澤,斷口為貝殼狀或鋸齒狀,硬度2~2.5;密度 2~2.7g/cm3,熔點(diǎn) 1330~1430℃。膨潤土具有膨脹性、吸附性、懸浮性、分散性、陽離子交換性、穩(wěn)定性、觸變性、無毒性、粘結(jié)性等特性。
萬能粘土可用作粘接劑、吸附劑、吸收劑、填充劑、催化劑、蝕變劑、絮凝劑、洗滌劑、穩(wěn)定劑、增稠劑,被廣泛用于鐵礦球團(tuán)、鑄造、鉆井、石油、化工、紡織、造紙、橡膠、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等行業(yè)。隨著科技的發(fā)展,膨潤土的消費(fèi)已由傳統(tǒng)的鉆井泥漿、鐵礦球團(tuán)鑄造業(yè)三大行業(yè)向石化、輕工、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、建筑等領(lǐng)域廣泛延伸,這對加工技術(shù)提出了更高的要求。
膨潤土加工技術(shù)——提純
膨潤土的提純方法有化學(xué)提純和物理提純,物理提純分為手選、風(fēng)選(干法提純)、水選(濕法提純)。
主要用于原土蒙脫石含量較高的影潤土,膨潤土原礦→破碎→干燥→手選→粉磨→包裝。
適用于蒙脫石含量高(大于80%)、粒度較細(xì)而脈石礦物石英、長石較粗的礦石,膨潤土原礦→自然干燥→破碎→氣流干燥→粉磨→風(fēng)選分級→包裝
適用于原礦中蒙脫石含量,只在30%-80%的低品位膨潤土或所含長石、石英的粒度較細(xì)等膨潤土,膨潤土原礦→破碎→制漿(加分散劑)→沉降分離→懸浮液離心分離(加絮凝劑)→過濾→干燥→打散解聚→包裝。
利用化學(xué)試劑與膨潤土中的雜質(zhì)礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而將其除掉的方法,通常是利用強(qiáng)堿去除方英石和石英,其反應(yīng)原理是:2NaOH + SiO2= NaSiO3?+H2O。
在實(shí)際提純工藝過程中常常會(huì)同時(shí)采用物理方法和化學(xué)方法進(jìn)行復(fù)合提純,原礦→用次硫酸鹽或連二亞硫酸鈉表面處理礦物→大于60℃條件下用堿處理膨潤土→脫水用水沖洗至少一次→重新配置懸浮液→均化器處理→干燥→粉碎→包裝、運(yùn)輸。????
膨潤土的加工技術(shù)——改性
膨潤土的表面改性就是用物理、化學(xué)、機(jī)械等方法改變膨潤土的表面結(jié)構(gòu)、表面能、電性、吸附性能和反應(yīng)活性等,以此提高膨潤土的使用價(jià)值。
機(jī)械力活力是利用機(jī)械力作用提高膨潤土的某些活性和性能的作用過程,包括超細(xì)粉碎和擠壓。
超細(xì)粉碎:作用強(qiáng)弱與粉碎時(shí)間、粉碎設(shè)備類型、機(jī)械力作用方式、粉碎環(huán)境等有關(guān)。
擠壓作用:剝片作用、溫度作用、斷鍵作用。
熱活化程度與哪些因素有關(guān)?
與熔燒時(shí)間有關(guān):一般選擇熔燒時(shí)間為1小時(shí)即可。
與焙燒溫度有關(guān):焙燒溫度在400-450攝氏度就可以達(dá)到活化目的。
焙燒前后膨潤土比表面積對比數(shù)據(jù)
吸附劑 |
天然膨潤土 |
400℃焙燒土 |
450℃焙燒土 |
600℃焙燒土 |
700℃焙燒土 |
比表面積(m2/g) |
310 |
360 |
370 |
86 |
40 |
膨潤土酸活化是利用各種酸(硫酸、硝酸、鹽酸、草酸)以不同濃度在一定條件下對膨潤土進(jìn)行活化處理。
濕法工藝:原礦破碎→分散制漿→提純→改型→覆蓋→過濾→烘干→破碎→產(chǎn)品包裝
預(yù)凝膠法:原礦粉碎→分散制漿→改型提純→抽取水分→加熱除水→預(yù)凝膠產(chǎn)品
干法工藝:提純的銷蒙脫石+覆蓋劑→加熱混合→擠壓→干燥→破碎→包裝
膨潤土加工技術(shù)——鈉化改型
鈉基膨潤土較鈣基膨潤土具有更高的吸水率和熱穩(wěn)定性能,更強(qiáng)的可塑性和粘結(jié)性,以及更優(yōu)異的膠體懸浮液觸變性、潤滑性。因此,鈣基壺潤土的鈉化改型是提高其應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的有效途徑之一。
膨潤土的鈉化主要是用 Na+將膨潤土晶層間中可置換的陽離子Ca2+或 Mg2+置換出來,反應(yīng)式如下:Ca2+-蒙脫石+2Na+=2Na*-蒙脫石+Ca2+
鈉化改型主要有懸浮液法(濕法)、堆場鈉化法(陳化法)和擠壓法等,原料→手選→破碎→提純→鈉化→擠壓→干燥→粉碎→包裝
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膨潤土及其深度開發(fā)產(chǎn)品經(jīng)過100多年的研究和應(yīng)用,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)揮了重要作用。未來應(yīng)加大膨潤土的有效利用的研究,大力發(fā)展膨潤土的高、精、尖產(chǎn)品,向著生產(chǎn)規(guī)模化、產(chǎn)品系列化的方向發(fā)展。
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文章來源:中國粉體網(wǎng)
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