膨潤土是一種黏土巖、亦稱蒙脫石黏土巖、常含少量伊利石、高嶺石、埃洛石、綠泥石、沸石、石英、長石、方解石等;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;具蠟狀、土狀或油脂光澤;膨潤土有的松散如土,也有的致密堅硬。主要化學成分是二氧化硅、三氧化二鋁和水,還含有鐵、鎂、鈣、鈉、鉀等元素,Na2O和CaO含量對膨潤土的物理化學性質和工藝技術性能影響頗大。蒙脫石礦物屬單斜晶系,通常呈土狀塊體,白色,有時帶淺紅、淺綠、淡黃等色。光澤暗淡。硬度1~2,密度2~3g/cm3。按蒙脫石可交換陽離子的種類、含量和層間電荷大小,膨潤土可分為鈉基膨潤土(堿性土)、鈣基膨潤土(堿土性土)、天然漂白土(酸性土或酸性白土),其中鈣基膨潤土又包括鈣鈉基和鈣鎂基等。膨潤土具有強的吸濕性和膨脹性,可吸附8~15倍于自身體積的水量,體積膨脹可達數(shù)倍至30倍;在水介質中能分散成膠凝狀和懸浮狀,這種介質溶液具有一定的黏滯性、觸變性和潤滑性;有較強的陽離子交換能力;對各種氣體、液體、有機物質有一定的吸附能力,大吸附量可達5倍于自身的重量;它與水、泥或細沙的摻和物具有可塑性和黏結性;具有表面活性的酸性漂白土(活性白土、天然漂白土-酸性白土)能吸附有色離子。
層間陽離子為Na+時稱鈉基膨潤土;層間陽離子為Ca2+時稱鈣基膨潤土;層間陽離子為H+時稱氫基膨潤土(活性白土、天然漂白土-酸性白土);層間陽離子為有機陽離子時稱有機膨潤土。
影響膨潤土礦物吸附作用的因素是:
1)膨潤土類型的影響。鈉質膨潤土的吸附能力明顯比鈣質等其他類型的膨潤土礦物吸附能力強。
2)膨潤土顆粒粉碎粒度大小的影響。根據(jù)固體吸附的理論,進行粉碎的膨潤土礦物的吸附能力明顯提高,粉碎礦物越細,吸附作用越強。
3)溶液介質的影響。根據(jù)雙電層理論,膨潤土礦物晶體帶負電,在形成雙電層時會進行離子交換。如果溶液中離子濃度過高會壓縮膨潤土顆粒雙電層,抑制膨潤土的分散和擴散,甚至使膨潤土產(chǎn)生凝聚和聚結。
膨潤土(蒙脫石)由于有良好的物理化學性能,可做凈化脫色劑、粘結劑、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。應用于PH值為4到10的地下環(huán)境,含鹽量較高的環(huán)境應采用經(jīng)過改性處理的膨潤土,并應檢測合格后使用。
工業(yè)指標
膨潤土礦石質量的一般工業(yè)要求以礦石中蒙脫石含量來衡量: 邊界品位:≥40%; 工業(yè)平均品位:≥50%o 蒙脫石含量一般是用吸藍量換算.即: M=B/K’100 式中M—膨潤土礦石中蒙脫石相對含量,%: B—吸藍量,毫克當量/100克樣: K—換算系數(shù),150。 可采厚度:1-2m; 夾石剔除厚度:≥1m。
有機膨潤土是指用有機銨陽離子置換蒙脫石中的可交換陽離子,使其覆蓋于蒙脫石的表面,堵塞了水的吸附中心,使其失去吸水的作用,變成疏水親油的有機膨潤土絡合物。
有機膨潤土按功能和組分可分為:
高黏度有機膨潤土
易分散有機膨潤土
自活化有機膨潤土
高純度有機膨潤土
各類有機膨潤土按插層表面活性劑親水親油平衡值不同分為低極性(I型)、中極性(Ⅱ型)和高極性(Ⅲ型)三個型號。
有機膨潤土的應用
在石油鉆井中的應用
有機膨潤土是油基鉆井液中基本的親油膠體,是不可缺少的添加劑,在油基鉆井液中既可提高鉆井液的黏度和切力,又能降低油基鉆井液的濾失量。
在潤滑脂中的應用
膨潤土潤滑脂是以有機土為稠化劑制成的凝膠化潤滑脂。具有使用溫度高,不怕濕氣和水分,膠體安定性優(yōu)良,化學安定和熱穩(wěn)定及抗極壓性能好等優(yōu)點。
在橡膠中的應用
可提高橡膠制品的性能,降低橡膠制品的成本,提高橡膠與簾子線的粘接強度和膠料的加工性能。
膨潤土源自于美國懷俄明州黏土產(chǎn)地的地名,同時也叫做“斑脫巖”或者“膨土巖”。膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn),蒙脫石結構是由兩個硅氧四面體夾一層鋁氧八面體組成的2:1型晶體結構。由于蒙脫石晶胞形成的層狀結構存在某些陽離子,如鈣、鎂、鈉、鉀等,且這些陽離子與蒙脫石晶胞的作用很不牢固,易被其他陽離子交換,具有較好的離子交換性。膨潤土由于具有良好的物理化學性能,素有“黏土”之稱,可做黏結劑、懸浮劑、觸變劑、穩(wěn)定劑、凈化脫色劑、充填料、飼料、催化劑等,廣泛用于冶金、石油、鑄造、食品、化工、環(huán)保及其他工業(yè)部門。
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