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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。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粘度為15*10-3Ps·s時(shí)每噸膨潤土造漿的立方數(shù)是衡量膨潤土質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo),一般鈉質(zhì)膨潤土的造漿性能比鈣質(zhì)膨潤土要好。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(jī)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(shí)稱鈉基膨潤土;層間陽離子為Ca 時(shí)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。根據(jù)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(xì),吸附作用越強(qiáng)。但世界上鈣質(zhì)土的分布遠(yuǎn)廣于鈉質(zhì)土,因此除了加強(qiáng)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,即我們常說的范德華力產(chǎn)生的。一般為白色、淡黃色,因含鐵量變化又呈淺灰、淺綠、粉紅、褐紅、磚紅、灰黑色等。物理吸附是一種可逆的吸附過程,吸附速度與脫附速度在一定條件下呈動態(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(xiàn)象十分明顯。
2)化學(xué)吸附。化學(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。膨潤土所具有的良好物化性能,取決于其吸附于層間陽離子種類和數(shù)量,鈉基膨潤土具有更好的膨脹性、陽離子交換性、水介質(zhì)中的分散性、膠質(zhì)價(jià)、粘結(jié)性、潤滑性、熱穩(wěn)定性,因而具有更廣泛的用途。在鉆井泥漿中應(yīng)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(wěn)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?zé)岷统罹目垢邷啬酀{體系。
3)離子交換吸附。膨潤土礦物晶體一般帶負(fù)電荷,因此在膨潤土顆粒表面要吸附等當(dāng)量的相反電荷的陽離子。有意思的是科學(xué)家們至今對這些粘土的命名還有爭議,當(dāng)然這超出了這篇文章的討論范圍。吸附的陽離子可以和溶液中的陽離子發(fā)生交換作用,這種作用稱為離子交換吸附。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(yīng)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。
過濾劑:在生產(chǎn)中,膨潤土可起吸附劑、過濾劑的作用。如膨潤土可作為去除溶液中咖啡印的吸附劑、過濾劑。過濾劑是由纖維材料基質(zhì)顆粒和膨潤土構(gòu)成。當(dāng)溶液中咖啡印含量在20~100μg/mL時(shí),將溶液通過過濾劑,在接觸時(shí)間少于2min內(nèi),即可使咖啡印的含量減少40%。g/mL時(shí),將溶液通過過濾劑,在接觸時(shí)間少于2min內(nèi),即可使咖啡印的含量減少40%。另外,膨潤土可用于純化青酰化酶。青酰化酶是生產(chǎn)半合成β-內(nèi)酰***類扛生素的重要工業(yè)用酶。按每1L發(fā)酵上清液加入6g膨潤土的比例將膨潤土加到青?;赴l(fā)酵上清液中,可將酶100%吸附,而吸附的蛋白質(zhì)僅占發(fā)酵上清液中的10%左右,而且酶可全部洗脫。此法簡便,酶活力收率高,可直接從未除筠體的發(fā)酵液中提取酶。膨潤土還可用于中藥的提取。如可將膨潤土用于精制浸膏,用5.7%的膨潤土加于流浸膏中,調(diào)節(jié)pH=9.3,將混合物加熱到95℃,保持45min,過濾,制成的浸膏比未經(jīng)膨潤土處理者,其中酸的含量約10%,且?guī)缀鯚o沉淀。
鈉基膨潤土的的大特點(diǎn)是它的吸水性和膨脹性(是其本身體積的很多倍)。因此它被用作腸道吸水劑,來吸收腹瀉時(shí)腸內(nèi)容物中過多的水分。另外與其它添加劑共同使用它還可以減少或預(yù)防禽的墊料潮濕和豬的拉稀。膠質(zhì)價(jià)是評價(jià)膨潤土形成膠體體系及其穩(wěn)定性的一種指標(biāo),是分散性、親水性和膨潤性的綜合表現(xiàn)。以此為目的的添加量通常是每噸20公斤,這一添加水平,將會影響飼料熱處理時(shí)的性狀。飼料會形成顆粒(經(jīng)常)、膨脹(偶爾),含有高水平鈉基膨潤土的話要經(jīng)過特殊處理,飼料的特性也有所不同。膨潤土?xí)照{(diào)制蒸氣中的水并且變的更加粘使飼料顆粒變得更硬。我們得知道,這個粘土在烘過后會變脆,如果顆粒調(diào)節(jié)劑只有這一種成分,那可能碎粒會比預(yù)期的多。