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潤(rùn)土礦
膨潤(rùn)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(lèi)型及其晶體化學(xué)特性。陽(yáng)離子交換性在蒙脫石晶層中的陽(yáng)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(yáng)離子(如羥基鋁十三聚體)、有機(jī)陽(yáng)離子(如二加基雙十八烷基氯化銨)也可交換晶層間的陽(yáng)離子。因而,其開(kāi)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(rùn)土,用膨潤(rùn)土合成4A沸石、生產(chǎn)白炭黑等等。
鈣基和鈉基區(qū)別
膨潤(rùn)土的層間陽(yáng)離子種類(lèi)決定膨潤(rùn)土的類(lèi)型,層間陽(yáng)離子為Na 時(shí)稱(chēng)鈉基膨潤(rùn)土;層間陽(yáng)離子為Ca 時(shí)稱(chēng)鈣基膨潤(rùn)土.鈉質(zhì)蒙脫石(或鈉膨潤(rùn)土)的性質(zhì)比鈣質(zhì)的好。膨潤(rùn)土(Bentonite)是以蒙脫石為主的含水粘土礦,具有膨潤(rùn)性、粘結(jié)性、吸附性、催化性、觸變性、懸浮性以及陽(yáng)離子交換性等,廣泛用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,被稱(chēng)之為“萬(wàn)用之土”。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(duì)鈣質(zhì)土進(jìn)行改性,使它成為鈉質(zhì)土。
膨潤(rùn)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(rùn)土可用來(lái)作防水材料,如膨潤(rùn)土防水毯、膨潤(rùn)土防水板及其配套材料,釆用機(jī)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(guò)改性處理的膨潤(rùn)土,并應(yīng)檢測(cè)合格后使用。
組成
1898年美國(guó)地質(zhì)學(xué)者Knighl在美國(guó)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(rùn)土(Betonite)。目前用膨潤(rùn)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(jià)格偏貴、尚無(wú)比較完整的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范、施工方法也在摸索之中等。膨潤(rùn)土也叫斑脫巖或膨土巖,膨潤(rùn)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(rùn)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(shí)有滑感,小塊體加水后體積脹大,在水中呈懸浮狀,水少時(shí)呈糊狀。蒙脫石有吸附性和陽(yáng)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(tuán)用膨潤(rùn)土的技術(shù)創(chuàng)新 我國(guó)是鐵礦石的消費(fèi)大國(guó),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(guò)造球后才能供高爐使用,膨潤(rùn)土是造球的粘結(jié)劑。 膨潤(rùn)土作為球團(tuán)粘結(jié)劑,對(duì)冶煉過(guò)程會(huì)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(tuán),并達(dá)到一定強(qiáng)度,滿(mǎn)足冶煉要求;另一方面它的添加會(huì)導(dǎo)致球團(tuán)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(guó)益普生公司研制的思密達(dá)(Smecta)就是以蒙脫石為主要成分的消化道粘膜保護(hù)劑。因此在滿(mǎn)足球團(tuán)強(qiáng)度的前提下,要盡量降低膨潤(rùn)土添加量,為此對(duì)膨潤(rùn)土的粘結(jié)性能提出技術(shù)需求。 目前,我國(guó)球團(tuán)礦中的膨潤(rùn)土添加量約為2%~3%,國(guó)外先進(jìn)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(jìn)一步提高膨潤(rùn)土的粘結(jié)性能,降低球團(tuán)礦中膨潤(rùn)土的用量。
膨潤(rùn)土廣泛應(yīng)用于鉆井業(yè),海邊鉆井等工程需要抗鹽膨潤(rùn)土來(lái)保證順利進(jìn)行??果}膨潤(rùn)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(rùn)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(rùn)土濾失量過(guò)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。