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潤土礦
膨潤土礦是一種多種用途的礦產(chǎn),其質(zhì)量和應(yīng)用領(lǐng)域主要取決于其中蒙脫石含量和屬性類型及其晶體化學(xué)特性。陽離子交換性在蒙脫石晶層中的陽離子具有可交換性能,在一定的物理—化學(xué)條件下,不僅Ca2 、Mg2 、Na1 、K1 等可相互交換,而且H 、多核金屬陽離子(如羥基鋁十三聚體)、有機陽離子(如二加基雙十八烷基氯化銨)也可交換晶層間的陽離子。因而,其開發(fā)利用必須因礦而異,因作用而異。如生產(chǎn)活性白土,鈣基轉(zhuǎn)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(nèi)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。
鈣基和鈉基區(qū)別
膨潤土的層間陽離子種類決定膨潤土的類型,層間陽離子為Na 時稱鈉基膨潤土;層間陽離子為Ca 時稱鈣基膨潤土.鈉質(zhì)蒙脫石(或鈉膨潤土)的性質(zhì)比鈣質(zhì)的好。膨潤土(Bentonite)是以蒙脫石為主的含水粘土礦,具有膨潤性、粘結(jié)性、吸附性、催化性、觸變性、懸浮性以及陽離子交換性等,廣泛用于各個工業(yè)領(lǐng)域,被稱之為“萬用之土”。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)土進行改性,使它成為鈉質(zhì)土。
膨潤土(蒙脫石)由于有良好的物理化學(xué)性能,可做凈化脫色劑、粘結(jié)劑、觸變劑、懸浮劑、穩(wěn)定劑、充填料、飼料、催化劑等,廣泛用于農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)及化妝品、藥品等領(lǐng)域,所以蒙脫石是一種用途廣泛的天然礦物材料。
膨潤土可用來作防水材料,如膨潤土防水毯、膨潤土防水板及其配套材料,釆用機械固定法鋪設(shè)。應(yīng)用于PH值為4到10的地下環(huán)境,含鹽量較高的環(huán)境應(yīng)采用經(jīng)過改性處理的膨潤土,并應(yīng)檢測合格后使用。
組成
1898年美國地質(zhì)學(xué)者Knighl在美國懷俄明州落基山河附近發(fā)現(xiàn)了一種綠黃色吸水膨脹的粘土物質(zhì),由于產(chǎn)地為:“ Fort Beton ”,因而取名膨潤土(Betonite)。目前用膨潤土制作的防水毯是一種新型的土工合成材料,有廣闊的發(fā)展前景,但由于處于發(fā)展初期,還有許多不足之處,如生產(chǎn)工藝較難、價格偏貴、尚無比較完整的測試標準和技術(shù)規(guī)范、施工方法也在摸索之中等。膨潤土也叫斑脫巖或膨土巖,膨潤土的主要礦物功效成分是蒙脫石,高品位的含量在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,用手指搓磨時有滑感,小塊體加水后體積脹大,在水中呈懸浮狀,水少時呈糊狀。蒙脫石有吸附性和陽離子交換性能,可用于除去石油的煤油的凈化、廢水處理。
鐵礦球團用膨潤土的技術(shù)創(chuàng)新 我國是鐵礦石的消費大國,近年的年需求量在7億t以上(2008年需求量約7.5億t,2009年需求量約8.8億t),其中約80%為粉礦,必須經(jīng)過造球后才能供高爐使用,膨潤土是造球的粘結(jié)劑。 膨潤土作為球團粘結(jié)劑,對冶煉過程會產(chǎn)生積極和消極兩方面影響,一方面它把粉礦粘結(jié)成球團,并達到一定強度,滿足冶煉要求;另一方面它的添加會導(dǎo)致球團鐵 品位降低,冶煉渣增加,影響爐容,增加熱耗,增加成本等。如由法國益普生公司研制的思密達(Smecta)就是以蒙脫石為主要成分的消化道粘膜保護劑。因此在滿足球團強度的前提下,要盡量降低膨潤土添加量,為此對膨潤土的粘結(jié)性能提出技術(shù)需求。 目前,我國球團礦中的膨潤土添加量約為2%~3%,國外先進水平的添加量約為0.5%,從節(jié)約資源和節(jié)約能源考慮,應(yīng)該進一步提高膨潤土的粘結(jié)性能,降低球團礦中膨潤土的用量。
膨潤土廣泛應(yīng)用于鉆井業(yè),海邊鉆井等工程需要抗鹽膨潤土來保證順利進行??果}膨潤土能在鹽堿環(huán)境下保持泥漿切力,在泥漿中形成穩(wěn)定的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
造漿抗鹽膨潤土濾失量小于14ml,在海水、高礦化度水質(zhì)條件下可形成穩(wěn)定的高懸浮性泥漿體系,形成低滲透、柔韌、薄而致密的良好濾餅層,從而有利于穩(wěn)定井壁、抑制泥漿流失。
且不受地理環(huán)境位置限制,可以就地取水造漿,解決了世界上抗鹽膨潤土濾失量過大(140~160ml)的弊端。尤其適用于鹽堿污染環(huán)境,分散溶解速度快,造漿率高,飽和鹽水地層也可施工。