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鐵礦球團用膨潤土的技術創(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,必須經過造球后才能供高爐使用,膨潤土是造球的粘結劑。 膨潤土作為球團粘結劑,對冶煉過程會產生積極和消極兩方面影響,一方面它把粉礦粘結成球團,并達到一定強度,滿足冶煉要求;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。另一方面它的添加會導致球團鐵 品位降低,冶煉渣增加,影響爐容,增加熱耗,增加成本等。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性能提出技術需求。 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,應該進一步提高膨潤土的粘結性能,降低球團礦中膨潤土的用量。
助留助濾系統(tǒng)膨潤土的典型粒子為層厚0.9nm,層疊5~7層,表面約為300nm×100nm的層片狀結構。其水化時的比表面積較大,約為700~800m2/g。膨潤土片層有負電性表面和正電性邊緣,易于吸附膠體物質。當膨潤土在水中被水解,陽離子以鈉離子形式形成帶負電荷的粒子。這種帶負電荷的粒子,不受pH值的影響,在酸性和堿性中同樣顯示良好的性能。適合在機制紙和紙板的所有領域中的酸性和中性抄紙,可獲得以往的單一聚合物所不能收到的高留著率和高濾水效果。膨潤土易于水化,呈懸浮微粒,使用后難與廢水分離,造成應用困難。
膨潤土的上述特性,被廣泛地用于助留助濾劑和白水回收處理等造紙工藝中。下面為采用Hydrocol的微粒子助留體系用于白水封閉系統(tǒng)的生產實例:加拿大蒙大拿的一家用OCC生產瓦楞紙板的工廠,在白水封閉后使用Hydrocol膨潤土助留助濾系統(tǒng),使造紙廢水的排放量從6000m3/d減少為零,留著率從85%提高到92%,且白水回用后節(jié)省能源5%。思密達作粘膜吸附劑的藥理作用表現(xiàn)為能加強粘膜屏障,抑制病毒和病菌,保持腸道微生物生態(tài)平衡。
前面提到膨潤土具有強烈的水化作用,因而能夠形成更細微的片狀結構,呈膠體狀態(tài),大量吸附帶正電荷的電解質,可與帶負電荷的纖維結合,從而使膨潤土留著在纖維上。在助留助濾的同時,膨潤土也起到了造紙?zhí)盍系淖饔谩?
另外膨潤土具有“物美價廉”的特點,可應用于低定量紙的生產,能夠獲得高加填量但不降低成紙強度,尤其是撕裂度。杭州某研究所應用研究表明,改性膨潤土可作為低白度紙和紙板的填料(膨潤土本身白度不高),表現(xiàn)出強烈的吸附性和高度的分散性,高留著率,對成紙強度影響小。同時,由于改性膨潤土能吸附細小纖維和其他細小物質,降低了紙廠排放白水的濃度,能夠減小排放污水對水域造成的污染。有機改性劑主要通過影響膨潤土的層間距值,層間距值越大,疏水性越好。
總之,膨潤土除了作為微粒助留助濾體系方面的研究與應用較為廣泛之外,在其他方面的研究與應用都還不多,有待進一步地開展。
膨潤土性能優(yōu)越,從膨潤土的物理化學特性進行分析,其在制漿造紙的多個工段中都有著巨大的潛在應用價值。隨著有關膨潤土的開發(fā)、改性及深加工等工作的深入開展,其應用領域必將進一步擴大。國內目前許多企業(yè)還依賴于進口膨潤土,我國膨潤土儲量居世界位,分布地區(qū)廣,充分利用這得天獨厚的優(yōu)越條件,自行開發(fā)高質量的膨潤土產品,對于造紙工業(yè)提高產品質量和經濟效益都有著非常重要的意義。4)獲得的有機膨潤土產品質量穩(wěn)定、外觀均一、成本較低,吸附性能優(yōu)良,去除有機污染物效果好,經濟高效。