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新型膨润土混配罐服务周到 多功能膨润土混配罐定制

发布时间:2024-03-30 4:02:11

  1. 膨润土的用途?
  2. 用途及工业要求
  3. 膨润土在建筑有什么用

一、膨润土的用途?

膨润土可用于打桩、顶管造浆、定向穿越、钻孔护壁等工业方面,还能用于饲料粘结剂、造粒剂、吸附剂,同时在冶金球团及橡胶、塑料、造纸方面都有涉及。

膨润土根据其组成主要分为钠基膨润土与钙基膨润土,层间阳离子为na+时称钠基膨润土;层间阳离子为ca+时称钙基膨润土。 天然钠基膨润土的特点:复用性好,湿压强度高,可吸收更多水分,成型性强,型腔强度高,在铸造中可以充分防止夹砂、结疤、掉块、砂型塌方,利于金属行业的湿形铸造。

人工钠基膨润土是通过钙基膨润土加工而成,各方面性能均不如天然钠基膨润土,但由于天然钠土产量较少,无法满足市场需求,所以后来发现了通过钙土加工的方法来弥补天然钠土的不足。钙基膨润土的化学主要结构是二价钙离子,注定了其性能不如钠基膨润土,其主要作用于轻型铸件的型砂粘结剂。

扩展资料:

膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产,蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构,由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子,如cu、mg、na、k等,且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不稳定,易被其它阳离子交换,故具有较好的离子交换性。国外已在工农业生产24个领域100多个部门中应用,有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。

膨润土也叫斑脱岩,皂土或膨土岩。我国开发使用膨润土的历史悠久,原来只是做为一种洗涤剂。(四川仁寿地区数百年前就有露天矿,当地人称膨润土为土粉)。真正被广泛使用却只有百来年历史。美国最早发现是在怀俄明州的古地层中,呈黄绿色的粘土,加水后能膨胀成糊状,后来人们就把凡是有这种性质的粘土,统称为膨润土。

其实膨润土的主要矿物成分是蒙脱石,含量在85-90%,膨润土的一些性质也都是由蒙脱石所决定的。蒙脱石可呈各种颜色如黄绿、黄白、灰、白色等等。可以成致密块状,也可为松散的土状,用手指搓磨时有滑感,小块体加水后体积胀大数倍至20-30倍,在水中呈悬浮状,水少时呈糊状。蒙脱石的性质和它的化学成分和内部结构有关。

参考资料:膨润土 百度百科

二、用途及工业要求

膨润土及其加工产品具有良好的物理性能和工艺性能,它可做黏结剂、悬浮剂、触变剂、增塑剂、隔水剂、增稠剂、润滑剂、絮凝剂、稳定剂、催化剂、净化脱色剂、澄清剂、动物饲料添加剂、化肥及农药载体、化妆品及医药添加剂等,而广泛地用于冶金、铸造、石油钻探、化工、建筑及土木工程、土壤改良、环境保护以及造纸、橡胶等行业。据统计,其用途达400多种。应用于100多个生产部门,详见表6-3。

膨润土用途虽然繁多,但其中用量最大的四个领域为做钻井泥浆材料、铁矿球团的黏结剂、铸造型砂的黏结剂、石油产品及食用油脱色剂。这三类用途的膨润土用量约占膨润土总用量的3/4以上,其次为土木工程、动物饲料、防水密封材料及农药载体等。其他用途的膨润土消费量所占比例较小。

1.铁矿球团的黏结剂

铁矿球团黏结剂是膨润土当前最重要的用途。在一般情况下,每吨铁精矿粉,要加入5~10kg的钠基土(以前用消石灰做黏结剂),制成的球团矿干燥后,坚硬耐摔打,能最大限度地避免球团在运输、储存和冶炼过程中因破碎而造成的损失,同时由于球团矿大小均匀,还原性能好,化学成分均匀,能提高高炉的生产能力,节约熔剂和焦炭,并有最好的脱硫效果。膨润土是球团矿理想的黏结材料,生产球团矿需要质地纯、黏性好、膨胀度大的钠基膨润土。

质量要求:我国对冶金球团用钠基彭润土一级品的质量要求如下:吸水率(2h)≥400%,吸蓝量≥30g/100g,彭胀指数≥15ml/2g,过筛率(75μm,干筛≥98%),水分(105℃)=9%~13%,详见膨润土国家标准(gb/t20973-2007)。

表6-3 膨润土的主要用途

2.铸造型砂黏结剂

铸造业中使用的型砂,一般由标准砂,如石英砂、橄榄石砂等和黏结剂组成,此外还加入一些添加物。目前铸造业最广泛采用的型砂黏结剂是粘土,除粘土类之外,还使用水玻璃、水泥、桐油、合成树脂等。

膨润土在机械工业作为铸造型砂黏结剂和调节剂已有很悠久的历史了。在铸钢用湿型铸砂内,经常在硅砂中加入膨润土,一般在100份铸砂中,配入膨润土约7.5%,水3%~5%,经这样调整后的铸砂,由于膨润土的微粒表面积变大,和硅砂的接触面变宽,易于覆盖砂粒,因而提高了砂型的结合效率。这种铸砂成型性能良好,有稳定性和适当的透气性,可使铸件不起蜂窝,又因落砂性能好,可加工出光洁的铸件表面。目前我国膨润土最大用量就是铸造业。占总产量的1/4多。

对用做铸砂黏结剂的膨润土要求并不十分严格,两种膨润土均可使用,但钠基膨润土的综合性能更好一些。不同类型的金属铸件所要求的铸砂黏结剂的技术指标也不尽相同。铁铸件及一些有色金属铸件可使用较低廉的钙质膨润土,而对一些精密铸件、高压铸造机件以及钢铸件则要求用熔点高、耐用性能好的钠质膨润土。钠质膨润土做黏结剂可提高产品的质量,随着对型砂黏结剂的性能要求的提高,铸造用钠质膨润土的用量也将逐年增加。

铸造用膨润土的工业指标见表6-4,主要是蒙脱石含量、湿压强度和热湿拉强度。

表6-4 铸造用膨润土的工业指标(gb/t20973-2007)

注:铸造用钙基膨润土热湿拉强度不作要求。

3.钻井泥浆的原料

膨润土用做钻井泥浆始于20世纪20年代末期到30年代初期,至今对于钻探非盐类岩石的地层仍是最有效的泥浆原料。由于膨润土具有较大的膨润性,导致悬浮液的黏度增高,具有更好的胶体性质。特别是优质钠质膨润土,并采用增效剂,能大大提高造浆能力,从而提高钻井效率,预防钻孔内事故的发生。

膨润土做钻井泥浆材料,主要用于非盐类地层的钻井,因为膨润土泥浆在饱和盐水中的胶体稳定性差,且多使用钠基膨润土,因钠基膨润土吸水后剧烈膨胀成稳定的悬浮液,可使钻孔四周形成不透水的孔壁,防止地层的崩塌和其他漏水。

我国对钻井泥浆用膨润土质量标准要求是:黏度计读数(600r/min)≥30,屈服值≤3塑性黏度,滤失量≤15.0cm3,75μm筛余量≤4.0%。对于钻井泥浆用的未处理膨润土及ocma膨润土的质量要求详见gb/t20973-2007黏度要求的泥浆。配制一般泥浆,钠质膨润土泥浆浓度为6%~8%,低固相泥浆2%即可。

用做钻井泥浆的膨润土以造浆率为衡量指标,即1t粘土在淡水或盐水中能造出多少m3符合黏度要求的泥浆。我国原地质部规定:甲级造浆率>16m3/t,乙级造浆率10~16m3/t,丙级造浆率6~10m3/t;视黏度1.5pa·s;动切力<1.5×塑性黏度(10-5n/cm2);失水量(ml/30min):甲级<13.5,乙级13.5~20,丙级20~25(7个大气压);水分<10%。原石油部规定:造浆率>16m3/t;视黏度1.0~2.51pa·s;失水量(ml/30min):一类<15,二类15~20;水分:一类<10%,二类<15%;200目筛析>95%。

4.石油精炼脱色

石油原油经裂化(热裂化或催化裂化)反应生成一系列的石油产品:汽油、煤油、柴油、润滑油,另外废机油、废变压器油、液体石蜡等,都有不同程度的颜色,储存运输不安全,现在石油化工工业精炼石油化工产品的重要方法之一,就使用活性白土进行脱色净化处理。以除去其中的沥青质和其他杂质的。也有用加氢反应处理。

漂白土能大量吸收色素、黏液胶状物及其他杂质,所以在精炼石油产品和精炼各种动植物油时,常作为脱色剂或漂白剂,一般是用经酸活化处理的活性白土。

据国外专利报导,用膨润土可制成一种新颖的催化剂,从石油尾渣(如沥青、重油)中制取高效燃料和其他石油化工产品。活性白土在石化工业用量很大。

吸附脱色用膨润土质量标准如下:

脱色力符合检验标准d>110,出口活性白土d>150,活性度180~220,游离酸(以h2so4计)<0.2%,200目筛余<5%,水分<10%(12%),无机械杂质(目测)。

5.土木建筑中的应用

膨润土与水泥混合可制成各种工程用的灌浆材料,这种材料可以强化和防止岩体、砂砾层和软地基漏水。膨润土在生产水泥,特别是特种水泥方面很有意义。据国外专利介绍,目前用膨润土生产的水泥有不透水水泥(防渗水泥)、蓄水水泥、触变水泥等。如用含有黏合剂和膨润土造型混合物制取蓄水水泥;生产用于地下基座的触变水泥(配方为:膨润土、煤灰、水泥、甲醛树脂增塑剂和水);建筑用抗渗漏混合剂(配方为:膨润土、凹凸棒石、黏质土、水)等;土工材料———隔水毯。

在防水涂料中使用膨润土,可以减少其他助剂的用量,降低涂料生产成本,提高涂料质量和防水效果。例:作乳化沥青防水涂料的乳化剂。

膨润土乳化沥青防水涂料,是以膨润土为乳化剂,以水为分散介质,在机械力的作用下,将沥青进行分散,制成的稳定性良好的厚质防水材料。由于沥青与水极性相差过大,二者之间存在着较大的界面张力差,二者不能互溶,若以机械力作用使熔融状态的沥青破碎呈细微颗粒而分散在水中,即可形成热沥青—水分散体等,一旦取消机械作用,沥青即发生聚析,这种现象是由于沥青破碎成单独细微颗粒时,总表面积增大,而表面剩余键能有缩小其总表面积的趋势,若要使沥青在水中形成高分散度而且稳定的乳胶体,必须使沥青和水分子界面上的剩余键能减少,因此可借助乳化剂、稳定剂的加入达到此目的,乳化剂多是极性物质,在分子的一端有极性物质的原子团,趋向与其亲和的水;在另一端是非极性的原子团,趋向于与其油亲和,乳化剂分子则定向排列在沥青与水的界面上,使沥青颗粒之间不易聚集。而使沥青在水中形成均匀的分散体系。

膨润土做乳化剂为无机乳化剂,由于它在水中易吸水膨胀,分散性、黏结性、悬浮性、触变性均好,而且颗粒细小,表面剩余键力大,所以能被吸附在沥青与水的界面上,降低了界面的自由能力,形成固体颗粒保护膜,起到了稳定分散作用。

对用于上述用途的膨润土目前尚未制定具体的工业要求。建筑业中一般多利用钙质膨润土或低级钠质膨润土(常含较多的铁和有机物)。

6.食品加工

动、植物油的精炼:脱色、净化、稳定化处理。植物油:菜子、棉籽、大豆、花生、芝麻、棕榈在储存保管过程中,由于受潮要发生不同程度的霉变,由此而榨取的植物油都含有一定的黄曲霉毒素(aflatxin,aft),是黄曲霉菌和寄生曲霉菌的代谢产物,是一类在紫外线下发强烈荧光的大分子有机物质,aft属超剧毒物质,人食用后,会导致肝癌、结肠黏膜癌、泪腺癌等癌变。特别是我国南方气候温暖潮湿,菜籽、花生、玉米最易受黄曲霉素的污染,受污染后的这些油料果实榨取出来的食用油,有的含毒量高达数百乃至上千μg/kg,而国家规定的允许限量为<20μg/kg。为了保证人体健康,必须将这些毒素从食用油中除去,除毒的方法很多,如烧碱法、辐射法(强紫外线去毒法),这些方法效果都不很理想,而且费用大,操作麻烦。去毒后的残留物质还有副作用。

而活性白土就可以除去食用油中的毒素及色素(叶绿素、叶黄素等)、臭味及杂质,油脂经脱色后,除去毒素和杂质,增加了油色美观,还增加了储存的安全性。一般来说,植物油中的天然色素,对人体无毒无害,但在阳光照射下,色素易吸收阳光的能量,使油脂分子氧化,导致油脂酸。

当加土量为1%~3%(油重量)时,aft为450μg/kg的毛油在100℃下加热搅拌30~60min,过滤处理后,残留的aft含量<4μg/kg,脱色率达70%以上。

加土量为4%时,脱色率高达98%,由于活性白土亲油性差,所以吸油率低,一般为土重量的80%。

食品行业:饼干、方便面、糕点生产用油均需脱色处理后的精炼油即色拉油。

饮料的澄清净化,如葡萄酒、糖汁、饮料的脱色、澄清、净化。生产葡萄酒、糖汁、饮料的原料在发酵过程中,要产生一些蛋白残渣和色素,必须从中除去,否则储存时间一长,则会产生沉淀,同时,色素会影响最终产品的白度和亮度。

玉米淀粉生产葡萄糖(亮白色粉末)的脱色剂:玉米粉在糖化酶的作用下,转变为糖液,再经脱色、浓缩、干燥生产亮白色的葡萄糖粉。其发酵后的糖液必须经过脱色处理,现在一些厂家多用活性炭作为脱色剂,以甘蔗、甜菜为原料生产白糖、冰糖,其榨取出来的糖液也必须经脱色净化处理。所以活性白土在该行业有广泛的应用前景,现在已有一些厂家在使用活性白土进行糖液的脱色净化处理。但活性白土亲水性强,过滤较为困难,所以还需进一步处理,以提高其疏水性。如在活性白土中,加入10%左右的活性炭做助滤剂及脱色剂,其脱色等效果会更好。

7.农业

在农业中,膨润土主要用于改良土壤、保水保肥剂、农药、化肥的载体、稀释剂、黏合剂、种子处理及动物饲料等方面。

将适量的膨润土撒在干旱的沙土上,能吸收、储存水分,并能防止肥料及农药流失而提高作物产量。目前,国外一些国家已取得了许多成功的经验,据国外专利报导,用膨润土与聚乙烯二醇混合制成一种多油脂改良剂对砂质土壤有较好的改良效果,用过磷酸钙与膨润土混合可使含氮、磷、钾的化肥稳定而避免流失。

1985~1996年12年间,中国投入的氮肥总量约为2.2亿t氮,流失或逸入大气中的氮素约1亿t,若以氮250美元/t计,12年中农业上仅氮肥损失已高达250亿美元。据研究,施入土壤中的化学氮肥约有1/3进入大气圈,其中的n2o破坏臭氧层产生温室效应;约有1/3的肥料经土壤淋溶进入水圈,导致水资源的富营养化。造成我国大部分地区食物(尤其蔬菜)中no-3-n含量严重超标,在人畜体内易形成致癌物质———亚硝胺。联合国粮农组织估计40%~70%氮肥损失在环境中,这些损失的氮对环境造成了严重的威胁。

我国化肥年消费量居世界首位,但利用率低,n肥为30%~35%,p肥为10%~20%,k肥为75%~85%,1984~1994年10年间,化肥用量增加了90.7%,粮食增产仅9.1%。昆明硅藻土应用研究所研制成功了矿物固氮剂,并用于碳酸氢胺的生产,使n的利用率提高到59%,1t配有矿物固氮剂的碳酸胺,起到1.66~1.86t的普通碳酸胺肥效。

淮南矿业学院做了以蒙脱石做尿素载体的试验研究,试验证明:蒙脱石也是尿素的良好载体,它可以吸附20%的尿素,而且主要以分子状态位于蒙脱石层间,表面吸附是次要的,这样提高了n的有效利用率。

利用天然多孔矿物具有的离子交换能力和吸附能力制备价廉性能优异的缓释肥,以解决氮素肥利用率低,易流失从而污染环境的问题。

复合高吸水性树脂材料简称高吸水材料(sar),是一种含有大量-oh,-cooh等强亲水性基团并具有共聚交联结构,遇水吸水膨胀的高分子聚合复合物,能吸收相当自身重量成百至上千倍的水,吸水后的水凝胶即使在加压情况下也难脱水,作为吸水、保水材料在农业、工业、日用生活用品、建筑材料等领域具有较广泛的用途和发展空间,是近年来国内外广泛开发研究的新型功能材料之一。

膨润土用做农药、化肥的载体和稀释剂,可增加其比表面积,使农药毒性均匀分散,还可节约肥料、农药而提高效率。

用膨润土做动物饲料添加剂,可提供多种对动物生长有利的微量元素:ca、k、na、mg、cu、zn等;有利于蛋白石等有机养料和矿石质的充分消化吸收,加速禽畜生长。由于膨润土具有强的吸附性,在配合饲料中加入3%~4%的膨润土粉,能大量吸附养料,延长饲料养料在禽畜胃中的停留时间,减少粮食用量,经济效益明显。减少禽畜疾病,降低死亡率由于膨润土对病毒、病菌有一定的吸附能力,在饲料中加入膨润土粉可减少禽畜疾病的发生,降低死亡率。1979年美国作饲料添加剂用膨润土为16.2万t,约占本国当年膨润土总产量的4%。

农业用的膨润土一般常用钙质膨润土,其吸水量适中、结块性较差的特点适应农用的需要。但用于浓集尿素生产黏结剂的膨润土必须为高品级的钠基膨润土,膨胀倍≥10。

8.医药和日用工业

在医药方面,膨润土可对吗啡、柯卡因、尼古丁、马钱子起到去毒和解毒作用,可改善用于放射性检查的硫酸钡的悬浮性能,能改善抗菌素的稳定性。

据国外专利报导,用膨润土处理蒸馏水可制取药用高纯水;用蒙脱石可制取治湿癣剂;优质膨润土水悬浮液可做皮肤清洗剂;在硫化银脱毛剂中掺入膨润土可防止药剂对皮肤的腐蚀。

在日用、化妆品方面,膨润土可在牙膏、涂肤香脂等制品中用做填充剂。如作制药和美名羊毛脂的表面活化剂、含有对皮肤无刺激性化妆品的表面活性剂。

在肥皂、香皂生产过程中,用提纯膨润土代替部分脂肪酸,可以提高其洗涤效果,因为膨润土的吸附性可以吸附衣物和洗涤废水中的细菌和真菌。

合成洗涤剂中的三聚磷酸钠(stpp)是传统合成洗涤剂的助洗剂,以膨润土为原料生产naa型沸石,是其助洗剂的理想代用品。stpp具有合成钙离子、镁离子,具有使水软化、去污和缓冲洗涤液ph值的功能,为常用的理想助洗剂,但是stpp具有致命的弱点,就是在洗涤废水中含有大量残余磷,排放到水域中会使藻类水生植物过剩生长,出现赤湖,即所谓的“富营养化”,导致水域内缺氧,鱼类或水生动物死亡,而过剩的藻类死亡腐烂又会严重污染水质,造成公害,为此,世界上许多国家都在对洗涤剂采用禁磷或限磷措施,从20世纪70年代开始,都在纷纷寻找stpp的代用品,naa型合成沸石又名4a分子筛,其内有效孔径为0.4nm。其性能指标、安全性等方面均较理想,是stpp的理想代用品,在保证质量的前提下,还可降低成本,无公害。

9.环境保护

由于膨润土具分散性和悬浮性,在污水净化中起捕收剂的作用,能吸附大量的悬浮物,处理效果甚佳。

在造纸厂首程制浆废水中,加入10%的200目的膨润土粉,经充分搅拌,放置24小时,废水由乌黑色变成淡黄色,ph值变为7,如果加入少量的硫酸铝,效果更好。且净化的沉淀物中,含有大量有机质,回收处理后,是一种很好的长效肥料。

膨润土与硫酸铝制成复合吸附剂对废水有一定的破乳、絮凝、吸附作用,净化效果更佳。

在气体净化方面,用钴化合物和膨润土在800℃以上的高温下焙烧,可制成内燃机废气净化剂;用含碱或碱金属氯酸盐、氢氧化钙和膨润土的混合物可用来除去空气中的氮化物,用高锰酸钾、膨润土和沸石的模制混合物可清除大气污染物等。

此外,膨润土还可用于饮料的净化、硫酸废气的净化和蒸馏水净化方面。废气的吸附:要根据气体的性质(酸性气体)进行表面改性。酸性气体:so2、h2s等应加入碱性添加剂进行改性处理。对碱性气体:nh3、有机胺类应加入磷酸和硫酸等酸性添加剂。

10.造纸工业

膨润土可用做纸张的填充剂。在纸浆中加入1%的膨润土能防止细颗粒树脂、焦蜡、柏油等物质结团,而保证了纸张平整,提高了纸张保持颜料的能力,使纸张整体色匀、柔软洁白、易于保存。

据国外专利报导,用膨润土可制成无碳复写材料,也可制成在黑板上和纸板上书写的笔。

做无碳复写纸的显色剂。用于显色剂的膨润土需改性成锂基膨润土,即用锂离子交换出蒙脱石晶层间的其他阳离子,锂基膨润土对无色染料结晶紫内酯cvl的显色效应最好,锌基次之,钾基及钠基土较差。国内相继引进了成套设备与工艺生产无碳复写纸,但原料几乎全靠进口,其显色剂价格为1200美元/t,限制了我国的无碳复写纸的生产和发展。

11.纺织印染业

由于膨润土具有较高的分散性和膨润性,可以得到较稳定的悬浮液,可代替大量粮食淀粉做糨糊。

20g面粉加100ml水,搅拌成糊状后,再加80g用水湿润的膨润土粉,搅拌均匀冷却而成。特点:性能与淀粉糨糊无大区别,黏结性优于纯淀粉糨糊;敞口几天,不干结,不生霉;节约粮食80%,成本低。主要做文化办公用糨糊,纺织工业中棉纱上浆、印花糨糊。

我国20世纪60年代初,曾大力开发膨润土糨糊作印花、上浆料。在节约大量粮食的同时,使经纱平整、不起毛、洁净、不发霉,从而提高产品的质量。在印染中亦可代替淀粉做印花糊浆,目前榨丝、人造丝等印花糊料均采用的是膨润土。

12.陶瓷原料增塑剂

在陶瓷业,膨润土用做泥料的增塑剂,能大大简化工艺,一次性烧成,在质量提高时成本也有所降低,具较好的经济效益。此外,膨润土也可用来制作釉料的悬浮剂。

陶瓷用膨润土的质量要求如下:al2o3>15%,fe2o3+tio2<1.5%。

13.其他用途

膨润土可用做润滑脂、橡胶、塑料、油墨、油漆等调化剂原料、生产干燥剂。其工业要求为:阳离子交换量60~100mmol/100g;蒙脱石含量>85%;粒度小于2μm的颗粒占50%以上;在水中易于分散,形成稳定的胶体。另外,膨润土还可制作快离子导体、铅笔芯的黏合剂等。

三、膨润土在建筑有什么用

潍坊坊子区鸿翔膨润土粉厂产优质膨润土,水化性能好,阳离子交换量大优质工程钻井打桩建筑用膨润土

膨润土又名斑脱岩、膨土岩。一种以蒙脱石为主要成分的细粒粘土。含少量长石、石英、贝得石、方解石及火山碎屑物。主要化学成分是sio2、al2o3及少量fe2o3、mgo、cao、k2o、na2o和tio2等。白色,含杂质时呈灰绿色、浅青色、浅白色、粉红色、紫棕色等。颗粒细腻,具强烈的吸水性,吸水后体积膨胀10~30倍,故名膨润土。其可塑性高,粘结力强,是陶瓷工业常用的结合粘土。因膨润土中杂质多,熔融温度低,干燥与烧成收缩大,且膨润土泥浆具强烈的触变作用,故不宜多用。

膨润土按化学成分可分为钠质与钙质膨润土二种。目前,陶瓷工业中均是应用钙质膨润土。著名产地是吉林九台、辽宁黑山、河北宣化、山东潍坊、江苏江宁、浙江余杭等地。多为中生代火山岩蚀变形成.信息来源:

膨润土基本信息编辑

英文名:

bentonite

别名:

膨土岩;皂土;斑脱岩

组成:

(na,ca)0.33(al,mg,fe)2[(si,al)4o10](oh)2·nh2o(蒙脱石);分析值:al2o3:16.54%、feo:0.26%、sio2:50.95%、fe2o3:1.36%、mgo:4.65%、cao:2.26%、k2o:0.47%、h2o:23.29%。

cas号:1302-78-9[1]

密度:2~3g/cm3

沸点:381.8°cat760mmhg

闪点:184.7°c

蒸气压:4.93e-06mmhgat25°c

rtecs号:ct9450000

风险术语:r20/22:;r8:;r20/22:;r8:

安全术语:22-24;25;s22:;s24/25:;s22;s24/25;s22:;s24/25:

危险类别:20/22-8

毒理学数据:1302-78-9(hazardoussubstancesdata)

毒性:adi未作规定(fao/who,2001)。gras(fda,§184.1155,2000)。[2]

2简介编辑

膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产,蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体

膨润土

组成的2:1型晶体结构[3],由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子,如cu、mg、na、k等,且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不稳定,易被其它阳离子交换,故具有较好的离子交换性。国外已在工农业生产24个领域100多个部门中应用,有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。

膨润土也叫斑脱岩,皂土或膨土岩。我国开发使用膨润土的历史悠久,原来只是做为一种洗涤剂。(四川仁寿地区数百年前就有露天矿,当地人称膨润土为土粉)。真正被广泛使用却只有百来年历史。美国最早发现是在怀俄明州的古地层中,呈黄绿色的粘土,加水后能膨胀成糊状,后来人们就把凡是有这种性质的粘土,统称为膨润土。其实膨润土的主要矿物成分是蒙脱石,含量在85-90%,膨润土的一些性质也都是由蒙脱石所决定的。蒙脱石可呈各种颜色如黄绿、黄白、灰、白色等等。可以成致密块状,也可为松散的土状,用手指搓磨时有滑感,小块体加水后体积胀大数倍至20-30倍,在水中呈悬浮状,水少时呈糊状。蒙脱石的性质和它的化学成分和内部结构有关。

3分类编辑

膨润土的层间阳离子种类决定膨润土的类型,层间阳离子为na+时称钠基膨润土;层间阳离子为ca2+时称钙基膨润土;层间阳离子为h+时称氢基膨润土(活性白土、天然漂白土-酸性白土);层间阳离子为有机阳离子时称有机膨润土。

活性白土

活性白土是用粘土(主要是膨润土)为原料,经无机酸化处理,再经水漂洗、干燥制成的吸附剂,外观为乳白色粉末,无臭,无味,无毒,吸附性能很强,能吸附有色物质、有机物质。在空气中易吸潮,放置过久会降低吸附性能。但是,加热至300摄氏度以上便开始失去结晶水,使结构发生变化,影响褪色效果。活性白土不溶于水、有机溶剂和各种油类中,几乎完全溶于热烧碱和盐酸中,相对密度2.3~2.5,在水及油中膨润极小。

天然漂白土

即天然产出的本身就具有漂白性能的白土,是以蒙脱石、钠长石、石英为主要组分的白色、白灰色粘土,是膨润土的一种。

主要是玻璃质火山岩分解后的产物,它吸水后不膨胀、悬浮液的ph值为弱酸性与碱性膨润土相区别;其漂白性能比活性白土差。颜色一般有淡黄色、绿白色、灰色、檄榄色、褐色、奶白色、桃红色、蓝色等。纯白色的很少。密度2.7-2.9g/cm。视密度由于多孔性关系而常常较低。化学成分和普通粘土差不多,主要化学成分是三氧化二铝、二氧化硅、水及少量铁、镁、钙等。无可塑性,有较高吸附性。因含大量含水硅酸,对石蕊呈酸性。水中易裂解,含水量很大。一般细度越细则脱色力越高。

在勘探阶段进行质量评价时,需测定其漂白性能、酸度、过滤性能、吸油量等项目[4]

有机膨润土

有机膨润土是一种无机矿物/有机铵复合物,以膨润土为原料,利用膨润土中蒙脱石的层片状结构及其能在水或有机溶剂中溶胀分散成胶体级粘粒特性,通过离子交换技术插入有机覆盖剂而制成的。有机膨润土在各类有机溶剂、油类、液体树脂中能形成凝胶,具有良好的增稠性、触变性、悬浮稳定性、高温稳定性、润滑性、成膜性,耐水性及化学稳定性,在涂料工业中有重要的应用价值。在油漆油墨、航空、冶金、化纤、石油等工业中也有广泛的应用。

膨润土矿

膨润土矿是一种多种用途的矿产,其质量和应用领域主要取决于其中蒙脱石含量和属性类型及其晶体化学特性。因而,其开发利用必须因矿而异,因作用而异。如生产活性白土,钙基转钠基,供石油钻探用的钻井注浆,代替淀粉用于纺纱、印染的浆料,建材上用内外墙涂料,制备有机膨润土,用膨润土合成4a沸石、生产白炭黑等等。

钙基和钠基区别

膨润土的层间阳离子种类决定膨润土的类型,层间阳离子为na+时称钠基膨润土;层间阳离子为ca+时称钙基膨润土.钠质蒙脱石(或钠膨润土)的性质比钙质的好。但世界上钙质土的分布远广于钠质土,因此除了加强寻找钠质土外就是要对钙质土进行改性,使它成为钠质土。[5]

4性质编辑

简述

膨润土是一种黏土岩、亦称蒙脱石黏土岩、常含少量伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、沸石、石英、长石、方解石等;一般为白色、淡黄色,因含铁量变化又呈浅灰、浅绿、粉红、褐红、砖红、灰黑色等;具蜡状、土状或油脂光泽;膨润土有的松散如土,也有的致密坚硬。主要化学成分是二氧化硅、三氧化二铝和水,还含有铁、镁、钙、钠、钾等元素,na2o和cao含量对膨润土的物理化学性质和工艺技术性能影响颇大。蒙脱石矿物属单斜晶系,通常呈土状块体,白色,有时带浅红、浅绿、淡黄等色。光泽暗淡。硬度1~2,密度2~3g/cm3。按蒙脱石可交换阳离子的种类、含量和层电荷大小,膨润土可分为钠基膨润土(碱性土)、钙基膨润土(碱土性土)、天然漂白土(酸性土或酸性白土),其中钙基膨润土又包括钙钠基和钙镁基等。膨润土具有强的吸湿性和膨胀性,可吸附8~15倍于自身体积的水量,体积膨胀可达数倍至30倍;在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状,这种介质溶液具有一定的黏滞性、能变性和润滑性;有较强的阳离子交换能力;对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力,最大吸附量可达5倍于自身的重量;它与水、泥或细沙的掺和物具有可塑性和黏结性;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)能吸附有色离子。

膨润土

膨润土具有很强的吸湿性,能吸附相当于自身体积8一20倍的水而膨胀至30倍;在水介质中能分散呈胶体悬浮液,并具有一定的粘滞性、触变性和润滑性,它和泥沙等的掺和物具有可塑性和粘结性,有较强的阳离子交换能力和吸附能力。

吸附性

吸附是所有固体物质存在的自然现象。我们将某些分子聚集在膨润土表面的现象,称为膨润土的吸附作用。这种吸附作用在工业上得到了广泛应用。如钻井泥浆经常利用膨润土矿物的吸附特性来调整不同使用目的的泥浆参数,如添加降滤失剂,就是通过高分子聚合物一端吸附在膨润土颗粒表面,另一端溶于水使膨润土颗粒和水分子之间产生了一种间接的联系。形成了一种桥联作用,减少了泥浆中的自由水,改变了泥浆的性能参数,达到降低滤失率的目的。

膨润土吸附可以分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三种类型。

l)物理吸附。物理吸附是靠吸附剂与吸附质之间分子间引力产生的,即我们常说的范德华力产生的。物理吸附是一种可逆的吸附过程,吸附速度与脱附速度在一定条件下呈动态平衡。产生物理吸附的主要原因是膨润土表面分子其有表面能。由于膨润土在水中高度分散,物理吸附现象十分明显。

2)化学吸附。化学吸附是靠吸附剂与吸附质之间的化学键力而产生的,化学吸附作用一般不可逆。在钻井泥浆中应用化学处理剂就是化学吸附作用的典型例子,如铁铬木质素磺酸盐加入到膨润土泥浆中就是利用铬离子在膨润土晶体的边缘上发生整合吸附。这种化学吸附作用明显比物理吸附作用要稳定。因此用铁铬木质素磺酸盐处理的膨润土泥浆具有较高的抗温能力,可作为地热和超深井的抗高温泥浆体系。

3)离子交换吸附。膨润土矿物晶体一般带负电荷,因此在膨润土颗粒表面要吸附等当量的相反电荷的阳离子。吸附的阳离子可以和溶液中的阳离子发生交换作用,这种作用称为离子交换吸附。离子交换吸附的特点是:同号离子相互交换,等电量相互交换。离子交换吸附的反应是可逆的,吸附和脱附的速度受离子浓度的影响,这种影响符合质量作用定律。

影响膨润土矿物吸附作用的因素是:

1)膨润土类型的影响。钠质膨润土的吸附能力明显比钙质等其他类型的膨润土矿物吸附能力强。

2)膨润土颗粒粉碎粒度大小的影响。根据固体吸附的理论,进行粉碎的膨润土矿物的吸附能力明显提高,粉碎矿物越细,吸附作用越强。

3)溶液介质的影响。根据双电层理论,膨润土矿物晶体带负电,在形成双电层时会进行离子交换。如果溶液中离子浓度过高会压缩膨润土颗粒双电层,抑制膨润土的分散和扩散,甚至使膨润土产生凝聚和聚结。

膨胀性

膨润土遇水就膨胀,这种自然现象产生的主要原因是膨润土矿物晶层间距加大,水分子进入了矿物的晶层,另外引起膨润土膨胀的原因还有膨润土矿物的阳离子交换作用。膨胀性与膨润土的属性和蒙脱石含量关系极大,钠质膨润土的膨胀性明显比钙质膨润土要强,另外纯度较高、蒙脱石含量高的膨润土的膨胀性要强。因此,在实际应用时,如果我们主要想利用膨润土矿物的膨胀性,那么我们在考虑膨润土矿物的种类时首先要选择钠质膨润土矿,其次要考虑蒙脱石含量高的钠质膨润土。在机械铸造和铁矿球团工作中,对膨胀性要求较高。大量的钙质膨润土质,达不到使用要求,因此在使用前需要对钙质膨润土进行改性处理。

钠质膨润土的分散程度较钙质膨润土高,钠质膨润土的吸水率高、膨胀倍数大。钠质膨润土和钙质膨润上吸水膨胀产生不同结果的原因是:

1)阳离子可以将膨润土颗粒联结在起,制约了膨润土颗粒的分散。多价离子比一价离子电荷密度大,颗粒之间产生较强的静电引力,使膨润土颗粒联结的能力强,因此钙质膨润土的分散能力比钠质膨润土要弱。

2)蒙脱石晶格置换产生的负电荷要吸附电性相反的离子来平衡溶液的电性。这些电性相反的离子是以水化离子形式存在于溶液当中,带负电荷的蒙脱石颗粒吸附水化阳离子形成双电层。双电层的厚度与反离子价数的两次方成反比,即阳离子价高,水化膜薄,膨胀倍数低;而阳离子价效低,水化膜厚,膨胀倍数高。

3)钠质膨润土晶层吸附水的厚度是三层,钙质膨润土晶层吸附水的厚度是四层。在极性水分子的作用下,由于静电引力较小,钠质膨润土晶层之间可以产生较大的晶层间距,而钙质膨润土由于晶层间的朴电引力较大,极性水分子不易进入晶层之间,因此,钙质膨润土晶层间产生的距离明显比钠质膨润土小,表现在钙质膨润土比钠质膨润土难于在水中分散、膨胀倍数低。实质上,蒙脱石的膨胀性受其化学成分控制,含钠离子多的蒙脱石可以待续不断地膨胀,直至成为一种凝胶状态。含钙离子多的蒙脱石只能从干操状态到含水状态膨胀是有限度的。我们在了解了影响膨润上膨胀性的深层次的原因后,可以人为有效地控制膨润土矿物的膨胀性能,使之达到最佳使用效果。

造浆性

造浆率是膨润土颗粒在水中分散形成悬浮液,并且这种悬浮液的表观粘度为15*10-3ps·s时每吨膨润土造浆的立方数是衡量膨润土质量的一项重要指标,一般钠质膨润土的造浆性能比钙质膨润土要好。计其选浆率公式是:

造桨率(m3/t)=水的体积(ml)/土的质量(g)+1/土的密度一般在测试表观粘度时配制表观粘度在10~25(*10-3pa·s)范围内三杯泥浆,经过搅拌静止放置16h,再搅拌,测试粘度,然后在单对数坐标纸上标出三点的位置,进行连线,在坐标上求出表观粘度为15*10-3pa·s时的加土量。

应用

[6]蒙脱石的性质和层间的交换性阳离子种类有很大关系。根据层间主要交换性阳离子的种类,通常蒙脱石分为钙蒙脱石和钠蒙脱石。

蒙脱石有吸附性和阳离子交换性能,可用于除去食油的毒素、汽油和煤油的净化、废水处理;由于有很好的吸水膨胀性能以及分散和悬浮及造浆性,因此用于钻井泥浆、阻燃(悬浮灭火);还可在造纸工业中做填料,可优化涂料的性能如附着力、遮盖力、耐水性、耐洗刷性等;由于有很好的粘结力,可代替淀粉用于纺织工业中的纱线上浆既节粮,又不起毛,桨后还不发出异味,真是一举双得。

总的说,钠质蒙脱石(或钠膨润土)的性质比钙质的好。

膨润土(蒙脱石)由于有良好的物理化学性能,可做净化脱色剂、粘结剂、触变剂、悬浮剂、稳定剂、充填料、饲料、催化剂等,广泛用于农业、轻工业及化妆品、药品等领域,所以蒙脱石是一种用途广泛的天然矿物材料。

膨润土可用来作防水材料,如膨润土防水毯、膨润土防水板及其配套材料,釆用机械固定法铺设。应用于ph值为4到10的地下环境,含盐量较高的环境应采用经过改性处理的膨润土,并应检测合格后使用。

组成

1898年美国地质学者knighl在美国怀俄明州落基山河附近发现了一种绿黄色吸水膨胀的粘土物质,由于产地为:“fortbeton”,因而取名膨润土(betonite)。膨润土也叫斑脱岩或膨土岩,膨润土的主要矿物功效成分是蒙脱石,高品位的含量在85-90%,膨润土的一些性质也都是由蒙脱石所决定的。

蒙脱石可呈各种颜色如黄绿、黄白、灰、白色等等。可以成致密块状,也可为松散的土状,用手指搓磨时有滑感,小块体加水后体积胀大,在水中呈悬浮状,水少时呈糊状。蒙脱石有吸附性和阳离子交换性能,可用于除去石油的毒素、汽油和煤油的净化、废水处理。

5发展现状编辑

勘探研究表明,我国膨润土的储量世界第一位,种类齐全,分布广,遍布26个省市,产量和出口均居世界前列。据不完全统计,目前我国膨润土年产量已超过350万吨,而总储量占世界总量的60%。到目前为止已累计探明储量50.87亿吨以上,保有储量大于70亿吨。

现已探明的100多个膨润土矿产地主要集中分布于新疆、广西、内蒙以及东北三省,其中新疆和布克赛尔蒙古自治县境内的膨润土矿储量已突破23亿吨,是目前已探明储量的全国最大膨润土矿区。据新疆地矿部门证实,和布克赛尔蒙古自治县境内有7处膨润土矿床,其中有4处大型矿床(乌兰英格、日月雷、德仑山南和德仑山西南)。乌兰英格矿区膨润土矿地质储量为5.728亿吨,其中表内c—d级膨润土矿储量22948万吨,表外d级储量248万吨,占全国同级膨润土储量的13.74%。日月雷矿区膨润土矿地质储量8亿吨,德仑山南及德仑山西南膨润土矿地质储量分别为2.1亿吨及o.8亿吨。

专家估计,乌兰英格地区膨润土矿藏远景储量可望超过50亿吨。广西产地有宁明、田东、崇左、桂平、横县等处,蕴藏量最大的是宁明,达6.4亿吨,其次是田东,达4000万吨,总储量超过ll亿吨。内蒙古的宁城、兴和、霍林、固阳等地都有十分丰富的膨润土矿,储量最大是赤峰宁城,达10亿吨以上。其余分布于江苏、四川(南充)河北、湖北、山东、安徽、浙江、江西、河南、陕西和甘肃等省(区)。可见,膨润土矿资源高度集中,这有利于组建大型企业集团,建立大型生产基地,向专业化、规模化、集约化发展。

据预测,我国膨润土矿资源量已超过80亿吨,为新产品的开发和研究、市场的开拓、竞争力的提高等奠定了资源基础。但是我国膨润土开发利用的程度很低,累计开采量不足已探明储量的1%。在国际市场上是一种“低出高进”的局面,即出口低级产品(原矿、铸造用、钻井用、低档活性白土等),进口高级产品(洗衣粉柔顺剂、高档有机土等)。

据不完全统计,中国膨润土产品年产销量约600万吨。行业特点是企业规模小(年产万吨以上的企业屈指可数)、技术水平低、由于是资源型行业而竞争不是很剧烈、产销量与价格均逐年上升。

6制备应用编辑

方法与工艺

1、半湿法生产高效活性白土方法

2、催化酸处理海泡石、膨润土的工艺

3、防污膨润土制备方法4、废白土渣综合利用的新方法

4、复方中草药膨润土饲料添加剂

5、改善蒙脱石粘土的抗污染性的方法

6、改性膨润土及其应用8、改性膨润土组合物

7、干法生产有机膨润土的方法

8、含脱氮剂和废油的废白土处理方法

9、航煤脱色用颗粒白土的再生工艺方法

10、合成二八面体蒙脱石粘土

11、活性白土的制备方法

12、活性白土生产方法

13、活性白土生产方法2

14、活性白土生产方法3

15、碱法活化膨润土生产p型洗涤用沸石的工艺方法

16、接枝膨润土高吸水材料及其制造方法

17、锂膨润土悬浮剂的制造方法

18、锂膨润土的生产方法

(二)设备选型

1、分级式冲击磨,该设备粉碎膨润土粒度可调,产量大等优点;

2、环磨机,该设备适合集约化生产线,粉碎膨润土粒度可调范围很广,产量大等优点。

7技术简介编辑

国外技术

美国在世界膨润土的研究一直处于领先,国内膨润土产品的标准制定很多也是以美国标准为蓝本。欧洲一些国家、日本、韩国也在部分产品上有较先进的技术。相对于国外,国内产品和市场开发相对缓慢,产品以常规产品为主。这与国内环境、政策以及资源现状都有很大关系。

国内技术

早期国内膨润土的研发主要集中在浙江,国内相对高档的产品也集中此生产,企业以浙江华特、浙江丰虹为代表。近几年,国内很多高校、科研院所在膨润土研究也取得了很大的发展,拥有一系列膨润土深加工技术。比较有代表性的有武汉理工大学、中国矿业大学、中国地质大学、苏州非矿院、郑州院。

中国非金属矿工业公司战略矿种为膨润土,在新疆、湖北、北京均有膨润土企业,产品涵盖冶金、钢铁、钻井、建筑防水等多领域。其技术中心以旗下企业为基础进行新产品开拓,在环保、新型防水、提纯等技术上大批科研成果和自主知识产权,并利用品牌优势与北京高校、科研院所、企业形成了较好的联合体,以其特有的优势和技术特长在华北地区形成了新的研发基地。

8如何识别编辑

肉眼鉴定中,优质膨润土呈纯白色,一般也有灰色或没黄白色的,常因吸水或含有杂质而呈淡绿、淡青、玫瑰红等颜色。风干后仍为纯白色、灰色或浅黄白色。用手掰开后断面不平整,而呈冻胶状。有油脂光泽,手触有滑感。能吸水膨胀,好的可成为胶体状。若经长期风干水分散失后,又可变成松散状。膨润土因有强烈的离子交换力,所以能吸附或吸收各种颜色。把它与油脂混合,可使油脂更加滑润。它的微细粉末加水的悬浮液,分散(散度)很好,不容易沉淀。天然膨润土类型,主要是按蒙脱石的阳离子的种类相对含量分为钙、钠、氢、锂蒙脱石等,其中以钙蒙脱石为主的粘土称为钙基膨润土。我国大部分膨润土矿以生产钙基膨润土为主,钙基膨润土比钠基膨润土便宜,而且容易到手,所以我们在肉鸡和蛋鸡试验上,都用的是钙基土。用膨润土添加料喂鸡,因为适口性好,鸡爱吃。

但只靠上面介绍的肉眼等感官鉴定是不够准确的。我国尚无统一的鉴定膨润土的国家标准。多数矿山执行一机部关于“铸造用膨润土、粘土的部颁标准”(1997)和企业标准。主要测定吸兰量、水分、胶质介、通过率、湿压强度、膨胀系数、ph值等,测定方法和标准这里就从略了。

全国县为以上膨润土矿厂有20余个,社队办膨润土矿厂有100多个,绝大数省(自治区)都有。全国大部分县(市)的建筑材料公司或物资商场都有膨润土。乡村集镇地方搞翻砂的小厂一般都是用膨润土,用量少的可与他们联系,但一定要注意质量。[7]

9工业指标编辑

膨润土矿石质量的一般工业要求以矿石中蒙脱石含量来衡量:

边界品位:≥40%;

工业平均品位:≥50%o

蒙脱石含量一般是用吸蓝量换算.即:

m=b/k’100

式中m—膨润土矿石中蒙脱石相对含量,%:

b—吸蓝量,毫克当量/100克样:

k—换算系数,150。

可采厚度:1-2m;

夹石剔除厚度:≥1m。[8]