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鈉質膨潤土的分散程度較鈣質膨潤土高,鈉質膨潤土的吸水率高、膨脹倍數(shù)大。鈉質膨潤土和鈣質膨潤上吸水膨脹產(chǎn)生不同結果的原因是:
1)陽離子可以將膨潤土顆粒聯(lián)結在起,制約了膨潤土顆粒的分散。多價離子比一價離子電荷密度大,顆粒之間產(chǎn)生較強的靜電引力,使膨潤土顆粒聯(lián)結的能力強,因此鈣質膨潤土的分散能力比鈉質膨潤土要弱。
2)蒙脫石晶格置換產(chǎn)生的負電荷要吸附電性相反的離子來平衡溶液的電性。用于醫(yī)用軟膏,可在皮膚表面形成薄膜,提高有效成分的附著力及離子交換性。這些電性相反的離子是以水化離子形式存在于溶液當中,帶負電荷的蒙脫石顆粒吸附水化陽離子形成雙電層。雙電層的厚度與反離子價數(shù)的兩次方成反比,即陽離子價高,水化膜薄,膨脹倍數(shù)低;而陽離子價效低,水化膜厚,膨脹倍數(shù)高。
3)鈉質膨潤土晶層吸附水的厚度是三層,鈣質膨潤土晶層吸附水的厚度是四層。為此,有人研究用樹脂、塑料、硫磺等薄膜包覆化肥技術,控制肥料中養(yǎng)分的釋放,減少肥料在土壤中的損失,但存在包膜工藝復雜,包膜化肥成本高等問題(價格是一般常規(guī)肥料的2。在極性水分子的作用下,由于靜電引力較小,鈉質膨潤土晶層之間可以產(chǎn)生較大的晶層間距,而鈣質膨潤土由于晶層間的樸電引力較大,極性水分子不易進入晶層之間,因此,鈣質膨潤土晶層間產(chǎn)生的距離明顯比鈉質膨潤土小,表現(xiàn)在鈣質膨潤土比鈉質膨潤土難于在水中分散、膨脹倍數(shù)低。實質上,蒙脫石的膨脹性受其化學成分控制,含鈉離子多的蒙脫石可以待續(xù)不斷地膨脹,直至成為一種凝膠狀態(tài)。含鈣離子多的蒙脫石只能從干操狀態(tài)到含水狀態(tài)膨脹是有限度的。我們在了解了影響膨潤上膨脹性的深層次的原因后,可以人為有效地控制膨潤土礦物的膨脹性能,使之達到好的使用效果。
蒙脫石的性質和層間的交換性陽離子種類有很大關系。根據(jù)層間主要交換性陽離子的種類,通常蒙脫石分為鈣蒙脫石和鈉蒙脫石。
蒙脫石有吸附性和陽離子交換性能,可用于除去食油的、煤油的凈化、廢水處理;由于有很好的吸水膨脹性能以及分散和懸浮及造漿性,因此用于鉆井泥漿、阻燃(懸浮滅火);還可在造紙工業(yè)中做填料,可優(yōu)化涂料的性能如附著力、遮蓋力、耐水性、耐洗刷性等;由于有很好的粘結力,可代替淀粉用于紡織工業(yè)中的紗線上漿既節(jié)糧,又不起毛,槳后還不發(fā)出異味,真是一舉雙得。原土樣的影響制備有機膨潤土所用原料中的蒙脫石含量必須在以上,且泥沙等含量應盡可能少,這就要求對原土進行多次提純。
總的說,鈉質蒙脫石(或鈉膨潤土)的性質比鈣質的好。
膨潤土替代有機防滲材料的技術創(chuàng)新 防滲是水利水電工程、橋梁隧道、城市水系、城市建筑、垃圾填埋等大型工程設施建設的重要措施,隨著我國基礎設施建設的快速發(fā)展,安全可靠的防滲技術和防滲材料具有很大的市場需求。另外與其它添加劑共同使用它還可以減少或預防禽的墊料潮濕和豬的拉稀。 目前工程使用的防滲材料主要是土工膜,由聚乙烯材料制成,它雖然應用成熟、防滲性好、施工簡便、價格低廉,但它是一種高碳型材料,工程過期后材料難以降解。 膨潤土作為天然礦產(chǎn),是環(huán)境友好材料,具有優(yōu)異的防滲性、耐久性,能夠永九防滲。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規(guī)范、施工方法也在摸索之中等。為此,進一步優(yōu)化膨潤土 使用技術,完善防水毯的使用形式,實現(xiàn)膨潤土直接使用、防滲工程的自動化施工和材料工程一體化是技術創(chuàng)新重點。
膠質價 膨潤土在水介質中能分散呈膠體懸浮液,這種懸浮液具有一定的粘滯性、觸變性和潤滑性,以膠質價表征這些性能。我們得知道,這個粘土在烘過后會變脆,如果顆粒調節(jié)劑只有這一種成分,那可能碎粒會比預期的多。膨潤土與水按比例混合后,加適量氧化鎂,靜置24小時后形成的凝膠層體積稱為膠質價。以15克樣形成的凝膠體體積的毫升數(shù)表示。膠質價是評價膨潤土形成膠體體系及其穩(wěn)定性的一種指標,是分散性、親水性和膨潤性的綜合表現(xiàn)。鈉基膨潤土比鈣基、酸性膨潤土的膠質價高;同一屬型的膨潤土,含蒙脫石愈多,膠質價愈高。
粘結性和可塑性 膨潤土和水、泥或砂等的摻合物有粘結性和可塑性,一般以濕態(tài)抗壓強度(濕壓強度)、熱濕拉強度表示。2、提高網(wǎng)案部、真空部和壓榨部的濾水性能,凈化白水系統(tǒng),減少產(chǎn)生沉積物,抑菌防霉、避免形成腐漿,同時減少濕部斷紙。濕壓強度是評價膨潤土的濕態(tài)粘結能力。將膨潤土與標準砂(內蒙通遼縣大林型砂廠產(chǎn))和水按一定比例混碾,形成粘土膜將砂粒包裹,制成標準試樣,測單位面積上所能承受的極限載荷,單位為kg/cm2。
將膨潤土與標準砂和水按比例混碾后,制成標準試件,在試件一端加熱,使之形成一定厚度的干砂層及其后的水分凝聚區(qū),然后加載拉力負荷,測定試件在水分凝聚區(qū)的抗拉強度,為熱濕拉強度,以kg/cm2表示。膨潤土廣泛應用于鉆井業(yè),海邊鉆井等工程需要抗鹽膨潤土來保證順利進行。熱濕拉強度是鑄造工業(yè)評價膨潤土質量的重要技術指標。
造漿性能 膨潤土的主要用途之一是用作鉆井液材料。衡量膨潤土的造漿性能的主要指標之一是造漿率,即單位重量的膨潤土可以配制成具有表觀粘度為15mPa?s的懸浮液體積數(shù)(單位為m3/t)。