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膨潤土(Bentonite) 是以蒙脫石為主的含水粘土礦,具有膨潤性、粘結性、吸附性、催化性、觸變性、懸浮性以及陽離子交換性等,廣泛用于各個工業(yè)領域,被稱之為“萬用之土”。
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量,鈉基膨潤土具有更好的膨脹性、陽離子交換性、水介質中的分散性、膠質價、粘結性、潤滑性、熱穩(wěn)定性,因而具有更廣泛的用途。
我國膨潤土資源豐富,但以鈣基膨潤土為主,天然鈉基膨潤土礦不足1%。
膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產,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Cu、Mg、Na、K等,且這些陽離子與蒙脫石晶胞的作用很不穩(wěn)定,易被其它陽離子交換,故具有較好的離子交換性。國外已在工農業(yè)生產24個領域100多個部門中應用,有300多個產品,因而人們稱之為“萬用之土”。如對酸性大紅染料廢水的處理,經微波輻照處理一定時間后,CPC有機膨潤土的脫色率可達99%以上,而常規(guī)吸附處理的去除率僅60%左右。
膨潤土也叫斑脫巖,皂土或膨土巖。我國開發(fā)使用膨潤土的歷史悠久,原來只是做為一種洗滌劑。(四川仁壽地區(qū)數百年前就有露天礦,當地人稱膨潤土為土粉)。
其實膨潤土的主要礦物成分是蒙脫石,含量在85-90%,膨潤土的一些性質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,用手指搓磨時有滑感,小塊體加水后體積脹大數倍至20-30倍,在水中呈懸浮狀,水少時呈糊狀。目前用膨潤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,如生產工藝較難、價格偏貴、尚無比較完整的測試標準和技術規(guī)范、施工方法也在摸索之中等。蒙脫石的性質和它的化學成分和內部結構有關。
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,150。主要作用包括:1、提高紙漿中細小纖維和其它填料的留著率,節(jié)約原料成本,有效降低漿耗。 可采厚度:1-2m; 夾石剔除厚度:≥1m。
影響有機插層膨潤土性能的因素有很多,如原土樣的選擇、反應環(huán)境的選擇、有機改性劑的選擇等??刂坪糜绊懸蛩赜兄谑古驖櫷涟l(fā)揮其良好的性能,達到所需應用的目的。
原土樣的影響
制備有機膨潤土所用原料中的蒙脫石含量必須在以上,且泥沙等含量應盡可能少,這就要求對原土進行多次提純。蒙脫石的性質和它的化學成分與內部結構有關,鈉基膨潤土的交換陽離子為鈉離子,鈣基膨潤土的交換性陽離子為鈣離子。25%~3%,PVP7%~14%,膨潤土22%~27%,再加適量的溶媒或分散劑等混合制成。而鈉基膨潤土比鈣基膨潤土更容易進行有機化改性,即在離子交換、膠介質,膨脹倍數等方面均比鈣基膨潤土好,所以理想的制備原料為鈉基膨潤土。