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发布时间:2022-05-24 11:37:00 作者:广全膨润土
膨润土是一种含水粘土岩,其主要组分为蒙脱石类矿物,含量在85%~90%之间。只有当蒙脱石含量达到可加工的含量时才被称为膨润土,因此膨润土的一些性质都是由蒙脱石所决定的。
膨润土具有优异的膨胀性、吸附性、阳离子交换性、催化性、粘结性、悬浮性和可塑性,常作为粘结剂、悬浮剂、吸附剂、净化剂及稠化剂等被广泛应用于钢铁、石油、化工、纺织、药品等诸多领域。
1、环境领域
《产业关键共性技术发展指南(2017年)》中明确指出:要发展用于工业废水处理的矿物功能材料深加工技术,主要技术内容:
膨润土等矿物功能材料的改性、改型技术;
增加矿物功能材料比表面积、调整表面电荷等技术;
矿物功能材料在工业废水处理中的应用技术。
在环境领域,膨润土可作为吸附剂处理废水中的重金属离子、有机污染物,也可以作为吸收剂来吸收油污、处理城市生活垃圾、净化工业废气等,其中用于废水处置的更多,应用前景也极为广阔。
目前所有膨润土根据不同市场需要加工成了不同的种类,每年需求量也各不相同,分别为铸造膨润土110万吨/年,钻井泥浆膨润土70万吨/年,铁矿球团用膨润土45万吨/年,活性白土42万吨/年,其它干燥剂、涂料、污水处理使用量相对较少没有确切统计。
铸造膨润土
膨润土作为一种原料加工成型砂粘结剂,型砂粘结剂是粘结剂和砂粒混合后包覆砂粒成为粘结剂膜,使砂粒互相粘连起来,从而赋与砂型和型芯以足够的强度,使其在搬运、组装和浇注过程中不致变形和破碎,主要应用在高压造型、气冲造型、静压造型、无震击真空加压造型当中。
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。
膨润土的一个重要特点:膨润土有一定的耐热能力,通过与水的结合才能显现。膨润土吸附的水在100℃高温下会脱去自由水,且并不影响其粘结能力;在200℃的高温下牢固结合水才会逐渐会脱去;在200℃以上的高温下晶格水(氢离子和氢氧根离子的形式存在于矿物结晶格架某一位置上的水),一般这种水要在几百到上千度不等才能将水分完全脱除,这部分的水脱除后就成为了死粘土。天然钠基膨润土的失效温度为638℃,人工钠基膨润土由于加工工艺的不同失效温度也不同,但普遍低于天然钠基膨润土,钙基膨润土为316℃。
钻井泥浆膨润土
钻井泥浆膨润土主要由蒙脱石组成,它可以吸收8倍于自身的水,体积可以增大8-12倍,在水溶液中呈悬浮和胶凝状态。
其用途主要有:保护井壁、上返岩屑、润滑钻井、防止腐蚀,还可以制成泥浆增稠剂、乳胶稳定剂、油包水泥浆和抗高温解卡剂等来冷却钻头。
主要指标为含砂量小于等于4%,失水量小于等于8~10cm3/30min,胶体率大于等于97%,黏度为28~30Pa?5,相对密度为1.1~1.25。
铁矿球团
膨润土可以稳定铁矿球团的造球过程,普遍铁矿石造球水分范围较窄,膨润土能容许有较宽的水量范围,在原料水分过多的情况下,膨润土可以吸收过多的水分使其造球不受影响。生球的强度主要取决于毛细力,膨润土是高度分散的物质,加入后改变了混合物的比表面积,使生球内毛细管直径减小,因而毛细力增加。
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