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1、膨潤(rùn)土的加工技術(shù)及其綜合利用許家亮1,鄭再宏2,李月芬3,王沖3(1浙江三鼎科技有限公司,浙江紹興,312071;2臨安市思特富化工機(jī)電設(shè)備有限公司,浙江臨安,311300; 3臨安福龍吸附劑廠,浙江臨安)摘 要:概述了膨潤(rùn)土的加工技術(shù)優(yōu)異性能及其綜合利用。關(guān)鍵詞:膨潤(rùn)土;蒙脫土;活性白土;顆粒白土;改性膨潤(rùn)土;白炭黑;綜合利用; 1膨潤(rùn)土的優(yōu)異性能膨潤(rùn)土(英文名Bentonite)又名膨土巖、斑脫石、甘土、皂土、陶土、白泥,俗名稱觀音土。是以蒙 脫石為主要成份的粘土礦物,其化學(xué)成份相當(dāng)穩(wěn)定,被譽(yù)為“萬能石”。蒙脫石是由二層共頂聯(lián)接的硅氧四 面體片夾一層共棱聯(lián)接的鋁(鎂)氧(氫氧)八面體片,構(gòu)
2、成2:1型含結(jié)晶水的硅酸鹽礦物。是粘土類礦物 大家庭中晶體結(jié)構(gòu)變異最強(qiáng)的礦物之一。蒙脫土(Montmorillonite)是屬于蒙脫土族的礦物,蒙脫土族礦物共 發(fā)現(xiàn)11個(gè),他們是滑間皂土、貝得土、鋰皂土、蒙脫土、鈉脫土、皂土、鋅皂土、斯皂土、鋰蒙脫土、銘 蒙脫土和銅蒙脫土等,但從內(nèi)部結(jié)構(gòu)來講可分為蒙脫土亞族(二八面體)與皂土亞族(三八面體】蒙脫土 是典型的層狀硅酸鹽礦物之一,但是與其他層狀硅酸鹽礦物不同之點(diǎn)是層與層之間空隙特別大,這樣就可 在層與層中含有不定數(shù)量的水分子及交換性陽(yáng)離子。通過衍射儀慢速掃描的試驗(yàn)結(jié)果表明蒙脫土的粒度已 接近納米級(jí),是天然納米材料。在多水條件下,膨潤(rùn)土晶體結(jié)構(gòu)非常微
3、細(xì),這一特殊的微細(xì)晶體結(jié)構(gòu)決定其有許多優(yōu)良特性,如高 分散性、懸浮性、膨潤(rùn)性、粘結(jié)性、吸附性、陽(yáng)離子交換性等。因此,膨潤(rùn)土被稱為“千種用途礦物”,國(guó) 內(nèi)外將其廣泛用于冶金球團(tuán)、鑄造、鉆井泥漿、紡織印染、橡膠、造紙、化肥、農(nóng)藥、改良土壤、干燥劑、 化妝品、牙膏、水泥、陶瓷工業(yè)、納米材料、無機(jī)化工等領(lǐng)域。我國(guó)的膨潤(rùn)土資源極為豐富,遍布26個(gè)省市,儲(chǔ)量世界第一。目前我國(guó)膨潤(rùn)土發(fā)展較快,應(yīng)用已達(dá) 24個(gè)領(lǐng)域,年產(chǎn)量已超過300萬噸。2我國(guó)膨潤(rùn)土概況中國(guó)膨潤(rùn)土礦以其分布廣、埋藏淺、易采掘及品種齊全為特點(diǎn)。除鈣基膨潤(rùn)土外,相繼發(fā)現(xiàn)了大型 優(yōu)質(zhì)的鈉基膨潤(rùn)土。鈉基膨潤(rùn)土保有儲(chǔ)量58633. 4萬t,占總儲(chǔ)量的
4、24%。此外還有鈉基膨潤(rùn)土遠(yuǎn)景儲(chǔ)量 35158. 6萬t。除鈣、鈉基膨潤(rùn)土之外的鋁、氫基等類型約占42%。據(jù)43個(gè)礦床統(tǒng)計(jì),平均蒙脫石含量為 63%,明顯高干規(guī)范所要求的平均工業(yè)品位(大于或等于50%)。其中四川的膨潤(rùn)土礦4個(gè)礦床平均品位為 88%。特大型礦床以廣西寧明縣寧明礦床最高,達(dá)62. 67%,中型以廣西田東縣田東礦床最高,達(dá)72. 5%。 而新疆和布克賽爾蒙古自治縣烏蘭林格-日月雷礦為品位最低的特大型礦床,蒙脫石含量?jī)H為48%。大型、 中型礦床共計(jì)43個(gè),占全部礦床數(shù)50%,而其保有儲(chǔ)量則占絕大部分,表明礦床規(guī)模之大。與膨潤(rùn)土伴生 的礦產(chǎn)以高嶺石和伊利石最為普遍,有的礦床與凹凸棒石共
5、生,如旺胎縣雍山凹凸棒石粘土礦區(qū)。東北一 些膨潤(rùn)土礦則與沸石共生,如黑龍江的勃利縣團(tuán)山及海林縣的沸石-膨潤(rùn)土礦床,吉林省的九臺(tái)市羊草溝和 銀礦山膨潤(rùn)土-沸石礦床等。華東一帶有與殘留母巖-珍珠巖伴生礦床,如江蘇丹徒縣垂山和安徽省宣州市 水東的珍珠巖礦床。中國(guó)膨潤(rùn)土礦床多位于丘陵區(qū),埋藏較淺,覆蓋層厚度一般115m,適于露天開采, 少數(shù)礦可用地下開采。礦石一般可選性能良好,部分礦山曾進(jìn)行干法或濕法選礦試驗(yàn)。中國(guó)膨潤(rùn)土礦床可分為三大成因類型,即火山沉積型、風(fēng)化殘積型及熱液型。不同膨潤(rùn)土成因、不 同的雜質(zhì)種類含量,對(duì)蒙脫石的提純方法也有所差異。蒙脫石的高純化是蒙脫石產(chǎn)品深度開發(fā)的必然之路, 是蒙脫石高
6、附加產(chǎn)品高端開發(fā)的基礎(chǔ)。因此,由膨潤(rùn)土衍生的各種高檔產(chǎn)品,首先必須去掉雜質(zhì),提高蒙 脫石含量。蒙脫石成分為(Na, Ca) 0.33 ( Al, Mg)2Si4O10(OH)2.nH2O,基本結(jié)構(gòu)為由Si-O四面體層與AIO(OH) 八面體層以2比1比例構(gòu)成網(wǎng)架狀結(jié)構(gòu),為雙八面體和層紋狀組合結(jié)構(gòu)(圖1)。如果讓有機(jī)高分子和無機(jī)物 在納米尺度上進(jìn)行復(fù)合,得到的材料既體現(xiàn)了無機(jī)材料的剛性、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性,又顯示了聚合物韌 性、可加工性、耐化學(xué)藥品性和良好的電性能。圖1蒙脫石的晶體結(jié)構(gòu)蒙脫石具有電負(fù)性,對(duì)膠體性質(zhì)和流變性能影響很大。電負(fù)性主要來自三方面:晶格置換連同內(nèi)部 的補(bǔ)償置換形成的晶格靜電
7、荷,每個(gè)晶胞約為0.66;破鍵產(chǎn)生的電負(fù)性;八面體片解離形成的電負(fù)性。蒙脫石以其層間可交換陽(yáng)離子的種類、含量劃分屬型,當(dāng)某一陽(yáng)離子的含量超過陽(yáng)離子交換容量 (EC)50%時(shí),即以該陽(yáng)離子命名,例如鈉基蒙脫石(ENa+/LEC50%)鈣基蒙脫石(ECa2+/Ee50%)、 鋁基蒙脫石(EAl3+/EC50%)。當(dāng)層間沒有一個(gè)陽(yáng)離子含量超過50%交換容量時(shí),則以含量最多的兩個(gè) 陽(yáng)離子命名,如鈣鈉基蒙脫石、鈣鎂基蒙脫石等等。蒙脫石(MxnH2O)(Al2-xMgx)Si4O10(OH)2)的晶體結(jié)構(gòu)屬于單斜晶系C2/m空間群,a00.523nm, b00.906nm,c0值可變,當(dāng)結(jié)構(gòu)單位層之間無水
8、時(shí)c00.960nm,如果結(jié)構(gòu)單位層之間有水分子存在,則 c0值將隨水分子的多少以及層間可交換的陽(yáng)離子不同而不同,Z=2,為2:1型層狀結(jié)構(gòu)。在鋁氧八面體層中, 大約有1/3的Al3+離子被Mg2+離子取代,為了平衡多余的負(fù)電價(jià),結(jié)構(gòu)單位層之間有其它陽(yáng)離子進(jìn)入, 如Na+、Ca2+等離子以水化陽(yáng)離子的形式進(jìn)入結(jié)構(gòu),但水化陽(yáng)離子和硅氧四面體中O2-離子的作用力較弱, 在一定的條件下這些水化陽(yáng)離子容易被交換出來,因此,c軸可以膨脹以及陽(yáng)離子交換容量大是蒙脫石的 結(jié)構(gòu)特征。3膨潤(rùn)土的加工技術(shù)自然界的膨潤(rùn)土 (Bentonite )絕大部分為鈣基膨潤(rùn)土。鈣基膨潤(rùn)土較鈉基膨潤(rùn)土性能差,所以生產(chǎn)廠 常用人
9、工鈉化的方法將鈣基膨潤(rùn)土改型為鈉基膨潤(rùn)土。為了應(yīng)用上的方便,便將鈉基膨潤(rùn)土區(qū)分為在人工 鈉基膨潤(rùn)土和天然鈉基膨潤(rùn)土。3.1膨潤(rùn)土的鈉化技術(shù)3.1.1膨潤(rùn)土的鈉化技術(shù)膨潤(rùn)土的鈉化改性技術(shù)見著于文獻(xiàn)或公開的技術(shù)大致如下:懸浮液法是在大水箱中加入10%以下的鈣土和相應(yīng)比例(鈣土質(zhì)量的5%7%)的碳酸鈉(純堿) 攪拌成漿液,進(jìn)行鈣鈉交換。在低濃度下的鈉化效果差,鈉交換率不高。堆場(chǎng)鈉化法如意大利SAMIP-PONTINE公司是在原礦堆場(chǎng)中把2%4%的碳酸鈉粉撒到含水大于 30%的原礦中,翻動(dòng)、拌和、混合、碾壓,再堆積老化10天,然后干燥,粉磨成產(chǎn)品。輪碾鈉化法以原聯(lián)邦德國(guó)SUD CHIMIE公司為代表,
10、將濕的原土、碳酸鈉粉和少量丹寧置于輪碾 機(jī)內(nèi)混合、碾壓,再在空氣中老化10天。雙螺旋鈉化為日本國(guó)峰公司的鈣土改性設(shè)備。原土預(yù)經(jīng)干燥,粉碎成5l0mm的顆粒,加入碳酸鈉 粉,先在約6m長(zhǎng)的雙螺旋混合機(jī)中混勻,再進(jìn)入另一臺(tái)長(zhǎng)68m的雙螺旋混煉機(jī)中,加水混煉成含水 30%40%的軟泥,經(jīng)切片裝置切片成形后,送入轉(zhuǎn)筒干燥,粉磨成產(chǎn)品。美國(guó)發(fā)表過類似日本鈉化工藝處理低品級(jí)天然鈉土升級(jí)的專利,但未見工業(yè)化。上述種種鈉化改性基本是處于一種低品級(jí)膨潤(rùn)土的改性方法,最終產(chǎn)品也僅限于鑄造、鉆井泥漿、 鐵礦球團(tuán)、干燥劑、污水處理、建筑工程防水材料等行業(yè),產(chǎn)品的附加值也不高。目前隨著膨潤(rùn)土行業(yè)的 快速發(fā)展,簡(jiǎn)單的低品
11、味膨潤(rùn)土鈉化產(chǎn)品已遠(yuǎn)不能滿足日益增長(zhǎng)的需求。3.1.2人工鈉基膨潤(rùn)土和天然鈉基膨潤(rùn)土的區(qū)別鈉基膨潤(rùn)土是根據(jù)蒙脫石層間可交換陽(yáng)離子種類、含量來劃分的,堿性系數(shù)大于或等于1的為鈉基膨 潤(rùn)土,小于1的為鈣基膨潤(rùn)土。鈉基膨潤(rùn)土也是相對(duì)而言的。廣義上講,人工鈉基膨潤(rùn)土和天然鈉基膨潤(rùn)土是有區(qū)別的。這方面的數(shù)據(jù)很多:如由差熱分析實(shí)驗(yàn) 證明天然鈉基膨潤(rùn)土的失效溫度為638C鈣基膨潤(rùn)土為316C,人工鈉基膨潤(rùn)土由于鈉化條件不一,失效 溫度不一,但都低于天然鈉基膨潤(rùn)土;天然鈉基膨潤(rùn)土的膨脹力比人工鈉基膨潤(rùn)土大;天然鈉基膨潤(rùn)土比 人工鈉基膨潤(rùn)土c軸有序度高,晶粒較細(xì),分散性強(qiáng)。3.1.3人工鈉基膨潤(rùn)土一定可以代替天
12、然鈉基膨潤(rùn)土一般鈉基膨潤(rùn)土較之鈣基或鎂基膨潤(rùn)土的物理化學(xué)性質(zhì)和工藝技術(shù)性能優(yōu)越。主要表現(xiàn)在:吸水速 度慢,但吸水率和膨脹倍數(shù)大;陽(yáng)離子交換量高;在水介質(zhì)中分散性好,膠質(zhì)價(jià)高;它的膠體懸浮液觸變 性、粘度、潤(rùn)滑性好,pH值高;熱穩(wěn)定性好;有較高的可塑性和較強(qiáng)的粘結(jié)性;熱濕拉強(qiáng)度和干壓強(qiáng)度高。 所以鈉基膨潤(rùn)土的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高。人工鈉基膨潤(rùn)土的理化性能除取決于它所含的蒙脫石種類和 含量外,還取決于人工鈉化的方法和人工鈉化程度。自然界存在的膨潤(rùn)土絕大部分為鈣基膨潤(rùn)土,世界膨潤(rùn)土資源鈣基膨潤(rùn)土約占7080%,我國(guó)膨潤(rùn) 土 90%為鈣基膨潤(rùn)土,而且品位低占多數(shù)。膨潤(rùn)土礦石質(zhì)量的一般工業(yè)要求以礦石中
13、蒙脫石含量來衡量, 邊界品位蘭40%,工業(yè)平均品位50%,蒙脫石含量小于上述指標(biāo)的礦石就不稱為膨潤(rùn)土了,但蒙脫石含量 為30%-50%甚至更低的原礦總要利用,目前國(guó)內(nèi)已有低品位的原礦經(jīng)人工鈉化處理可達(dá)到使用要求的例 子,這說明了人工鈉化技術(shù)的重要性。目前人工鈉化改型劑主要是Na2CO3,最近有些廠家用NaF作改型劑,用NaF作改型劑效果比Na? CO3好的多,但NaF有毒,用NaF作改型劑,不屬于綠色化工。目前我國(guó)膨潤(rùn)土年產(chǎn)量已超過290萬噸, 人工鈉基膨潤(rùn)土占78%,如全部用NaF作改型劑,按1%加入量就是2.26萬噸,污染太大,且用NaF作改 型劑人工鈉基膨潤(rùn)土的毒理實(shí)驗(yàn)也未見報(bào)道。3.1
14、.4人工鈉基膨潤(rùn)土可滿足更多應(yīng)用要求人工鈉基膨潤(rùn)土可滿足更多應(yīng)用要求,天然鈉基膨潤(rùn)土有局限性。人工鈉化干法和濕法技術(shù)都有發(fā)展。干法鈉化技術(shù)現(xiàn)已增加微波法可干法提純,技術(shù)先進(jìn)。濕法鈉 化技術(shù)早已和提純工藝相結(jié)合,是強(qiáng)化膨潤(rùn)土的工藝性能最重要的手段。膨潤(rùn)土的工業(yè)應(yīng)用主要取決于蒙 脫石的工藝性能,而蒙脫石的各種工藝性能又取決于其晶體結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、化學(xué)組成、晶體化學(xué)性質(zhì)等。與 蒙脫石伴生的各種非目的礦物,劣化了礦石的工藝性能。提純提高礦石中蒙脫石的質(zhì)量分?jǐn)?shù),充分除去伴 生的各種礦物,如石英、玻屑、沸石、方解石、長(zhǎng)石、黃鐵礦等,強(qiáng)化膨潤(rùn)土某些所需要的工藝性能。人工鈉化、人工提純的鈉基膨潤(rùn)土可滿足納米有機(jī)膨
15、潤(rùn)土、功能性膨潤(rùn)土、蒙脫石干燥劑等更多領(lǐng) 域應(yīng)用要求。3.2膨潤(rùn)土的提純技術(shù)由于天然膨潤(rùn)土一般品位低,如用于高檔商品必須提純。提純后的膨潤(rùn)土按純度可分為通用型提純 膨潤(rùn)土(蒙脫石含量80%左右)、高純度提純膨潤(rùn)土(蒙脫石含量90%左右)、蒙脫石(蒙脫石含量大于96%)。 制備納米級(jí)蒙脫土的膨潤(rùn)土,應(yīng)是蒙脫石含量95%。納米級(jí)有機(jī)膨潤(rùn)土蒙脫土,要求膨潤(rùn)土蒙脫石純度 在98%以上。高純度提純膨潤(rùn)土是納米級(jí)膨潤(rùn)土的前提。蒙脫石是由厚度為9.6A(10A=1nm)的單元結(jié) 構(gòu)層疊置而成的層狀鋁(鎂)硅酸鹽礦物,運(yùn)用高技術(shù),經(jīng)深加工能使其分離成單元層,即為納米級(jí)蒙脫 石,其C軸厚度為納米量級(jí),而其a、b
16、軸的延展寬度可達(dá)200-2000nm。由于其具一維納米薄層結(jié)構(gòu)和易 分散、能吸附陽(yáng)離子等特性,通過與高分子聚合物的結(jié)合,能形成高強(qiáng)度、高阻隔性和高韌性的復(fù)合材料。 3.2 .1提純技術(shù)研制膨潤(rùn)土高檔產(chǎn)品首先必須去掉雜質(zhì),提高蒙脫石含量,蒙脫石純度通常是研制高檔產(chǎn)品的關(guān)鍵, 提純方法難易程度直接關(guān)系到生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)的可行性。目前,膨潤(rùn)土選礦加工方法有干法、濕法兩種。干法分選適用于原礦品位高,生產(chǎn)能力大的礦山。濕法選礦加工方法主要用于低品位原礦的選別和提純。濕法選礦加工主要工藝過程為:破碎-鈉化改型-制漿-沉降分離-脫水干燥。目前能被認(rèn)可的提純方法是能夠在保持蒙脫石結(jié)構(gòu)不破壞的前提下來去除雜質(zhì)
17、礦物,一般為物理提 純法、物理化學(xué)提純法,這樣提純得到的產(chǎn)品不僅蒙脫石純度得到提高、顏色趨于純正,而且結(jié)構(gòu)式、層 電荷密度也不會(huì)失真。被去除的雜質(zhì)礦物一般是伊利石、長(zhǎng)石、沸石、方解石、石英、方英石以及膠態(tài)二 氧化硅、三氧化二鋁等。這些雜質(zhì)礦物如能再經(jīng)提純得到綜合利用,其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益將是極大的。伊利石:伊利石(Ileite )又稱“水白云母”,因最早發(fā)現(xiàn)于美國(guó)的伊利島而得名,是一種富含鉀的硅 酸鹽云母類粘土礦物,其晶體化學(xué)式為:K i-x(H2O)XAl2AlSi3O10(OH)2-x(H2O)X,或?yàn)镵t,iUJ|t-、_/、。丁/11/、/、|1,度2-3,比重2.52.8g/cm3,
18、具有滑膩感,具有較好吸附性、細(xì)膩性、易碎性。伊利石在陶瓷工業(yè)中,用于 制造釉面磚、馬賽克、空心磚等;在塑料和橡膠工業(yè)中作填料,降低成本和增強(qiáng)產(chǎn)品的機(jī)械力學(xué)性能;在 造紙工業(yè)中,高白度的伊利石粘土粉可作填料和涂料。此外,伊利石還可作化肥原料、建筑涂料、石油脫 色劑等。長(zhǎng)石:長(zhǎng)石(feldspar)是鉀、鈉、鈣、鋇等堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽礦物,晶體結(jié)構(gòu)屬架狀結(jié)構(gòu)。 其主要成份為SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、CaO等。長(zhǎng)石的主要組份有四種:鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、鈣長(zhǎng)石、鋇 長(zhǎng)石,長(zhǎng)石族礦物的主要物理化學(xué)性質(zhì)如下:鉀長(zhǎng)石:KO .AlQ. 6 S0,其中 KO 16.9 %,AIO18-4 %
19、,SiO 64.8 %,密度 2.56g / cm3, ,/、,莫氏硬度為6,單斜晶系,顏色為白、紅、乳白色,熔點(diǎn)1290 oC。鈉長(zhǎng)石:NaQ.ALO.6SiOr,其中 NaQ 11.8 %,&。19.5 %,SiO 68.8 %,密度2.605g,/cm3,莫氏硬度為6,三斜晶系,顏色為白、藍(lán)、灰色/熔點(diǎn)1215 oC。鈣長(zhǎng)石:CaO .AlQ。. 6 SiO”,其中 CaO 20.1 % , AlQ36.7 %,SiO 43.2 %,密度2.77g / cm3, ,.工 ,莫氏硬度為6,三斜晶系,顏色為白、灰、紅色/熔點(diǎn)1552 oC。鋇長(zhǎng)石:BaO .ALO。. 6 SiO”,其中 B
20、aO 40.9 % , AlQ27.1 % , SiO 32.0 %,密度2.77g/cm3,.,莫氏硬度為6,三斜晶系,顏色為白、灰、紅色/熔點(diǎn)1715 oC。長(zhǎng)石礦物除了作為玻璃工業(yè)原料外(約占總用量的5060%),在陶瓷工業(yè)中的用量占30%,其余 用于化工、磨料磨具、玻璃纖維、電焊條等其它行業(yè)。沸石:沸石(Zeolite)有斜發(fā)沸石、絲光沸石、菱沸石等種類,是一種含水的堿金屬或堿土金屬的 鋁硅酸礦物。按沸石礦物特征分為架狀、片狀、纖維狀及未分類四種。按孔道體系特征分為一維、二維、 三維體系。沸石密度1.922.80g/cm3,莫氏硬度5-5.5。任何沸石都由硅氧和鋁氧四面體組成,四面體只
21、能 以頂點(diǎn)相連,即共用一個(gè)氧原子,而不能“邊”或“面”相連,鋁氧四面體本身不能相連,其間至少有一個(gè)硅 氧四面體,而硅氧四面體可以直接相連。沸石的化學(xué)組成十分復(fù)雜,一般化學(xué)式為:AmBpO2pnH2O,結(jié)構(gòu) 式為A z (AlO ) (SiO ) nH O,其中:A為Ca、Na、K、Ba、Sr等陽(yáng)離子,B為Al和Si,q為陽(yáng)離子電價(jià), 7 八 W/q2 x 2 y 2m為陽(yáng)離子數(shù),n為水分子數(shù),x為Al原子數(shù),y為Si原子數(shù),y/x通常在15之間,(x+y)是單位晶胞中 四面體的個(gè)數(shù)。方解石:方解石又名重質(zhì)碳酸鈣,加工成超細(xì)粉后,可用于涂料、橡膠、塑料、造紙、醫(yī)藥、食品、 密封材料和飼料等。石英
22、:也叫二氧化硅,硬度7,比重2.65。方英石:方英石(Cristobalite)也叫白矽石,結(jié)晶度低的二氧化硅。有a-方英石和p-方英石2種。 方英石在常溫常壓下就能溶于堿,因而工業(yè)生產(chǎn)水玻璃所需的設(shè)備比較簡(jiǎn)單,生產(chǎn)條件好,建廠投資少, 資金回收快,產(chǎn)品質(zhì)量理想。此外還可以制取白炭黑。湖北現(xiàn)發(fā)現(xiàn)大量的蒙脫石和方英石伴生礦,其中蒙 脫石和方英各占50%,蒙脫石和方英石經(jīng)提純都可得到綜合利用。膠態(tài)二氧化硅:水合二氧化硅。三氧化二鋁:白色粉末,易吸水但不潮解。3.2 .2提純可提高膨潤(rùn)土的濕壓強(qiáng)度和熱濕拉強(qiáng)度膨潤(rùn)土和水砂等的摻合物的粘結(jié)性和可塑性一般以濕壓強(qiáng)度(濕態(tài)抗壓強(qiáng)度)、熱濕拉強(qiáng)度表示。濕 壓
23、強(qiáng)度是評(píng)價(jià)膨潤(rùn)土的濕態(tài)粘結(jié)能力。濕壓強(qiáng)度、熱濕拉強(qiáng)度是鑄造工業(yè)評(píng)價(jià)膨潤(rùn)土質(zhì)量好壞的重要指標(biāo) 之一,蒙脫石含量越高,膨潤(rùn)土的濕態(tài)粘結(jié)力也越大,濕壓強(qiáng)度、熱濕拉強(qiáng)度高;同一蒙脫石含量的膨潤(rùn) 土膨潤(rùn)值越高,膨潤(rùn)土的濕態(tài)粘結(jié)力也越大。提高膨潤(rùn)土的濕壓強(qiáng)度和熱濕拉強(qiáng)度就要從提高蒙脫石含量 和膨潤(rùn)土膨潤(rùn)值二方面下手。提高蒙脫石含量可通過提純來完成。原礦土經(jīng)過提純,除去雜質(zhì)可提高提高 蒙脫石含量。提純的方法有濕法和干法。采取哪種方法可由企業(yè)根據(jù)成本和質(zhì)量要求決定。目前蒙脫石含量一般用吸蘭量測(cè)定法和XRD測(cè)定法來表示,XRD測(cè)定法準(zhǔn)確,成本高,不方便快速 定性定量;吸蘭量測(cè)定法操作方便,成本低,但不準(zhǔn)確。同一
24、個(gè)礦山同一類型的膨潤(rùn)土,吸蘭量越高,蒙 脫石含量越高。不是同一個(gè)礦山同一類型的膨潤(rùn)土,不可用吸蘭量來對(duì)比蒙脫石含量的高低。因?yàn)榫哂形?蘭性質(zhì)的物質(zhì)不僅是蒙脫石,還有其他的物質(zhì),而這些物質(zhì)往往就存在膨潤(rùn)土中。同一蒙脫石含量的膨潤(rùn)土提高濕壓強(qiáng)度和熱濕拉強(qiáng)度就要改善其膨潤(rùn)值,一般在膠質(zhì)價(jià)大于100mL/15 g,用膨脹容、膨脹倍來表示不明顯時(shí)就用膨潤(rùn)值來表示其水化性質(zhì)。膨潤(rùn)值不是一個(gè)確定的的指 標(biāo),由于測(cè)試質(zhì)量不同、介質(zhì)不同和操作方法不同而不同,應(yīng)看具體的數(shù)據(jù)的單位來判斷。測(cè)試質(zhì)量不同, 膨潤(rùn)值就有1克法(ml/g)、2克法(ml/2g)、3克法(ml/3g)、5克法(ml/5g)。介質(zhì)不同就有蒸餾
25、水法、 氯化銨法。操作方法不同膨潤(rùn)值就有搖勻法、自然膨脹法(2h內(nèi)分100次加入)。目前鑄造用膨潤(rùn)土的膨潤(rùn) 值測(cè)試一般是:氯化銨法是3克法(ml/3g),蒸餾水法是2克法(ml/2g)。膨潤(rùn)土的膨潤(rùn)值就是表明其有效 鈉化的程度,天然鈉基膨潤(rùn)土和人工鈉基膨潤(rùn)土的膨潤(rùn)值都比鈣基膨潤(rùn)土好。膨潤(rùn)土的粘結(jié)能力只有在加 水以后才能表現(xiàn)出來,失去粘結(jié)能力,也與它的脫水有關(guān)。膨潤(rùn)土中的水分有三種形態(tài):自由水、牢固結(jié) 合水、晶格水。膨潤(rùn)土經(jīng)加熱脫去自由水、牢固結(jié)合水后,只要加水,能完全恢復(fù)粘結(jié)能力;只有晶格水 在相當(dāng)高的溫度下全部脫除以后,才喪失粘結(jié)能力。由差熱分析實(shí)驗(yàn)證明:一般來說,天然鈉膨潤(rùn)土的失 效溫度為
26、638C 鈣膨潤(rùn)土為316C 人工鈉化膨潤(rùn)土在二者之間。有時(shí)要求膨潤(rùn)土在550。的條件下焙燒30 分鐘后測(cè)其濕壓強(qiáng)度,就是觀察其熱穩(wěn)定性,俗稱耐火度。膨潤(rùn)土的膨潤(rùn)值越好,其鈉化的程度越好,其 失效溫度越高,其濕壓強(qiáng)度和熱濕拉強(qiáng)度越高。鈉化是改善膨潤(rùn)土的膨潤(rùn)值最好的方法。人工鈉化的途徑很多,目前已知的途徑有懸浮液法、堆場(chǎng)鈉化法、輪輾鈉化法、擠壓鈉化法、雙螺 旋鈉化法、超臨界處理法、雷蒙磨法等。鈉化劑主要是用Na2CO3,最近有關(guān)部門通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),用NaF 作鈉化劑效果比Na2CO3好的多。用耐作鈉化劑工藝與用Na2CO3基本相同。人工沒鈉化好的膨潤(rùn)土,其膨潤(rùn)值低,一經(jīng)加熱就與鈣膨潤(rùn)土相近。3.3
27、膨潤(rùn)土的有機(jī)技術(shù)一般地說,有機(jī)膨潤(rùn)土是將鈉基膨潤(rùn)土用有機(jī)胺鹽覆蓋而得。有機(jī)膨潤(rùn)土主要用于油漆油墨、石油鉆井、聚合物活性填充劑等領(lǐng)域。有機(jī)膨潤(rùn)土是有機(jī)液體的有效膠凝劑。在液態(tài)有機(jī)系統(tǒng)中加入相當(dāng)少量的有機(jī)膨潤(rùn)土,將大大影響 其流變性,粘度增大,流動(dòng)性改變,系統(tǒng)成為觸變的。有機(jī)膨潤(rùn)土主要用于油漆、印刷油墨、潤(rùn)滑油、化 妝品及其他許多工業(yè)部門,以控制粘度和流動(dòng)性,使生產(chǎn)更容易、儲(chǔ)存穩(wěn)定性及使用性能更好。在環(huán)氧樹 脂、酚醛樹脂、瀝青等合成樹脂及Fe、Pb、Zn等系列顏料油漆中,可作防沉助劑,具有防止顏料沉底結(jié) 塊、耐腐蝕、加厚涂層等;用于溶劑性油墨可作增稠助劑,以調(diào)整油墨的粘度和稠度,防止油墨滲散,提
28、高觸變性。有機(jī)膨潤(rùn)土用于石油鉆井,可作配制油基泥漿和助卡劑,增加泥漿的稠度、提高泥漿分散性和懸浮 性。有機(jī)膨潤(rùn)土是用作輪胎、膠板等橡膠及部分塑料制品的填料。有機(jī)膨潤(rùn)土用作橡膠填料,是國(guó)際上 八十年代新技術(shù),原獨(dú)聯(lián)體、美、英等國(guó)家廣泛應(yīng)用。吉林化學(xué)工業(yè)公司研究院經(jīng)過三年的研制,成功地 開發(fā)出生產(chǎn)橡膠用有機(jī)膨潤(rùn)土(也叫改性膨潤(rùn)土)技術(shù)方法。產(chǎn)品在樺甸、吉林、長(zhǎng)春、吉化等輪胎廠進(jìn) 行試用,效果顯著,不僅輪胎使用壽命延長(zhǎng),輪胎生產(chǎn)成本也大大降低。橡膠用有機(jī)膨潤(rùn)土(改性膨潤(rùn)土) 得到橡膠企業(yè)的認(rèn)同和歡迎,市場(chǎng)潛力巨大。此后,浙江的豐虹、華特開發(fā)出有機(jī)膨潤(rùn)土及超紳納米有機(jī) 膨潤(rùn)土,為有機(jī)膨潤(rùn)土(改性膨潤(rùn)土
29、)的應(yīng)用提供原料的保障。納米級(jí)有機(jī)膨潤(rùn)土還用于尼龍、聚酯、聚烯烴(乙烯、丙烯、苯乙烯、氯乙烯)和環(huán)氧樹脂等塑料 的納米改性,改善其耐熱性、強(qiáng)度、耐磨性氣體阻隔性和比重。納米級(jí)有機(jī)膨潤(rùn)土在橡膠中應(yīng)用主要用于 橡膠制品的納米改性,改善其氣密性,定伸引力和耐磨性、防腐性、耐侯性、耐化學(xué)性。聚氨酯彈性體/ 蒙脫土納米復(fù)合材料、三元乙丙橡膠/蒙脫土納米復(fù)合材料都得到很好的研究。4膨潤(rùn)土的綜合利用天然膨潤(rùn)土一般多為鈣基膨潤(rùn)土,其物化性質(zhì)不甚理想,如將其加工成鈉基膨潤(rùn)土、提純膨潤(rùn)土、 顆粒膨潤(rùn)土、有機(jī)膨潤(rùn)土、活性白土(顆粒白土)、白炭黑等膨潤(rùn)土深加工產(chǎn)品,可廣泛用于石油化工、油 脂、醫(yī)藥、建筑、日化、紡織、
30、涂料、冶金、環(huán)保等各領(lǐng)域中。4.1鈉基膨潤(rùn)土自然界產(chǎn)出的膨潤(rùn)土,絕大部分為鈣基膨潤(rùn)土。鈣基膨潤(rùn)土較鈉基膨潤(rùn)土性能差,所以生產(chǎn)廠常用 人工鈉化的方法將鈣基膨潤(rùn)土改型為鈉基膨潤(rùn)土。鈉基膨潤(rùn)土在鑄造行業(yè)、鉆井泥漿、鐵礦球團(tuán)、干燥劑、 污水處理、建筑工程防水材料、涂料等7種行業(yè)需求用量較大。鑄造用膨潤(rùn)土是鈉基膨潤(rùn)土最大的用戶。鈉基膨潤(rùn)土以其復(fù)用性好和濕壓強(qiáng)度高而受鑄造行業(yè)所歡 迎。因具有良好的可塑性,可遏止鑄件夾砂、結(jié)疤、掉塊、砂型塌方等現(xiàn)象,加之成型性強(qiáng)、型腔強(qiáng)度高, 便于金屬行業(yè)澆鑄濕態(tài)或干態(tài)型模,是精密鑄件首選的型砂粘結(jié)劑。和其他黏結(jié)劑相比,膨潤(rùn)土有一個(gè)重 要的特點(diǎn),就是它具有一定的耐熱能力。只
31、要加熱溫度不太高,脫除了自由水的膨潤(rùn)土只要加水,仍能恢 復(fù)粘能力。膨潤(rùn)土的粘結(jié)能力只有在加水以后才能表現(xiàn)出來。膨潤(rùn)土失去粘結(jié)能力,也與它的脫水有關(guān)。 到目前為止,認(rèn)為膨潤(rùn)土中的水分有三種形態(tài):一種水是自由水,即膨潤(rùn)土顆粒吸附的水,加熱到100C以 上,就可脫除自由水,脫除了自由水的膨潤(rùn)土,粘結(jié)能力不受影響;二種水是牢固結(jié)合水,110。下長(zhǎng)時(shí)間 加熱,膨潤(rùn)土可完全脫除自由水,但不會(huì)脫除牢固結(jié)合水。已完全脫除自由水的膨潤(rùn)土,再在較高的溫度 (如200C,300C)下加熱仍會(huì)繼續(xù)減重,說明仍有水分損失。膨潤(rùn)土經(jīng)這樣加熱脫水后,只要加水,能 完全恢復(fù)粘結(jié)能力;三種水是晶格水,也有人稱之為結(jié)構(gòu)水。晶格水
32、只有在相當(dāng)高的溫度下才能部分或全 部脫除。膨潤(rùn)水的晶格水脫除以后,即喪失粘結(jié)能力,成為死粘土。不同的膨潤(rùn)土,喪失粘結(jié)能力的溫度 不同。由差熱分析實(shí)驗(yàn)證明:一般來說,天然鈉膨潤(rùn)土的失效溫度為638C,鈣膨潤(rùn)土為316C。人工活化 的鈉膨潤(rùn)土,由于活化條件各異,失效溫度不一,但都低于天然鈉膨潤(rùn)土。鉆井泥漿用膨潤(rùn)土是鈉基膨潤(rùn)土第二大的用戶。在進(jìn)行油、氣鉆井等項(xiàng)工作時(shí),要使用泥漿來冷卻 鉆頭、清除碎屑、保護(hù)井壁及平衡地壓。膨潤(rùn)土具有強(qiáng)烈的吸水性,能吸收相當(dāng)于本身體積8倍的水,體積 膨脹1030倍,在水溶液中呈懸浮和膠凝狀態(tài),分散性好、出漿量大,因此是制造鉆井泥漿的理想材料。 用作鉆井泥漿的膨潤(rùn)土,最重
33、要的技術(shù)要求是懸浮性質(zhì)、濕篩分析和水分含量。據(jù)了解,平均每采一口井, 大約使用膨潤(rùn)土8噸。鐵礦球團(tuán)用膨潤(rùn)土是膨潤(rùn)土第三大的用戶。鐵礦球團(tuán)用膨潤(rùn)土是現(xiàn)代冶金工業(yè)的重要附料之一,將 精礦鐵粉加適量膨潤(rùn)土和水混合后在造球機(jī)中滾動(dòng)成球狀,然后干燥預(yù)熱、焙燒結(jié)成有高強(qiáng)度的球團(tuán)再進(jìn) 行冶煉。從統(tǒng)計(jì)數(shù)字看,2003年我國(guó)球團(tuán)總產(chǎn)量已超過3000萬噸,比2002年增加500萬噸,預(yù)計(jì)2004年將 比2003年再增加58%的生產(chǎn)能力。2004年鐵礦球團(tuán)用膨潤(rùn)土有望達(dá)到71萬噸。膨潤(rùn)土干燥劑具有吸附活性,靜態(tài)減濕和異味去除等功效。廣泛應(yīng)用于不能采用油封,氣相封存的 產(chǎn)品中諸如:光學(xué)儀器、電子產(chǎn)品、醫(yī)學(xué)保健、食品包
34、裝及軍工產(chǎn)品和民用產(chǎn)品的干燥空氣封存。與硅膠 相比具有價(jià)格低廉,吸附速度快,制備成本低等優(yōu)點(diǎn)。與目前市售的其它類型干燥劑相比較,不僅吸附速 度快,吸附能力高且無毒、無味、無接觸腐蝕性、無環(huán)境污染等特點(diǎn),尤其應(yīng)用于食品包裝,對(duì)人體無損 害。膨潤(rùn)土干燥劑出口量較大。顆粒膨潤(rùn)土(貓砂)是以鈉基膨潤(rùn)土為原料,經(jīng)擠壓、烘干、破碎、篩分制成的一種粒狀產(chǎn)品,由 于它具有吸水性強(qiáng)、易結(jié)團(tuán)、團(tuán)塊牢固、便于清理等特點(diǎn),受到寵物飼養(yǎng)者的歡迎。貓砂有玉米芯貓砂、 木屑貓砂、紙質(zhì)貓砂等品種。顆粒膨潤(rùn)土(貓砂)出口量較大,我國(guó)每年出口到日本、德國(guó)、臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)的貓砂有幾萬噸。膨潤(rùn)土可作為渾濁水的澄清劑,被污染水的防水
35、劑、污水處理劑等。用膨潤(rùn)土處理印染廢水、煤氣 洗滌廢水、味精廠等廢水、廢物,去除率達(dá)99.5%。在水庫(kù)上游撒膨潤(rùn)土可使水庫(kù)不潔物質(zhì)絮凝沉入庫(kù)底經(jīng)生物凈化加以處理。圈養(yǎng)動(dòng)物場(chǎng)和屠宰場(chǎng)、 水產(chǎn)加工場(chǎng)產(chǎn)生的污水、臭氣對(duì)環(huán)境有害,可在這些場(chǎng)所撒膨潤(rùn)土,回收高效肥料。利用膨潤(rùn)土上的潤(rùn)滑性,粘結(jié)密封性,增稠性及膠凝性制成泥漿,用于各種土壤作業(yè)的襯壁防滲, 如隔墻建造,灌漿、沉箱、打樁、土地防滲、水泥及混凝土施工添加劑,固體水利運(yùn)輸,污水處理及隧道 盾構(gòu)潤(rùn)滑等。用膨潤(rùn)土防滲層鋪河道,可把有限的水引向遠(yuǎn)方。膨潤(rùn)土防水層可用天然鈉基膨潤(rùn)土粉直接鋪,也 可以用膨潤(rùn)土與當(dāng)?shù)赝翑嚢韬粚?shí),也可以將膨潤(rùn)土夾在兩層織物之間
36、形成防水(滲)毯(板),快速修建起儲(chǔ)水 池、儲(chǔ)水窯、輸水渠。膨潤(rùn)土可做防水材料,如瓦楞紙板裝膨潤(rùn)土的防水板、兩層無紡布中間夾膨潤(rùn)土的防水氈和一層無 紡布一層塑料板中間夾膨潤(rùn)土的雙重防水板,該材料已在地鐵、大壩底部、垃圾填埋場(chǎng)地下工程中大量使 用。膨潤(rùn)土具有高度的水密性和自身修補(bǔ)復(fù)原的功能,其防水有密實(shí)性(鈉膨潤(rùn)土在水壓狀態(tài)下形成橫隔 膜,厚度約5mm時(shí),相當(dāng)于100倍的30cm厚度粘土的密實(shí)度)、自保水性能好(鈉膨潤(rùn)土和水反應(yīng)時(shí),具 有1316倍的膨脹力,因此能修補(bǔ)2mm以內(nèi)混凝土表面的裂紋)和具有永久的防水性能(鈉膨潤(rùn)土不會(huì)發(fā) 生老化或腐蝕現(xiàn)象)等特性。膨潤(rùn)土對(duì)人體無害,具有極佳的環(huán)保性能。
37、施工簡(jiǎn)便。不需要加熱和粘貼, 不受氣溫影響。同時(shí),施工工期短,和其他防水材料比較,施工相對(duì)比軟簡(jiǎn)單。只用釘子和墊圈。施工后 不需要特別的檢查,如果發(fā)現(xiàn)防水缺陷也容易維修。膨潤(rùn)土在食品中作食品添加劑及乳化劑,可用作減肥食品;可使果汁、糖汁澄清膨;可使硬水軟化; 可用于酒的澄清,減少乙醛的形成以及硫化氫的形成,消除所有外來的氣味。膨潤(rùn)土在涂料中作粘滯調(diào)節(jié)劑和白色礦物填料,可部分或全部代替鈦白粉;還可部分取代聚乙烯醇, 以及用作無紡布、石膏板顆粒的粘結(jié)劑。膨潤(rùn)土可對(duì)氧化淀粉粘合劑進(jìn)行改性,既提高了膠的固含量,減 少水份,還可堵塞和填補(bǔ)紙纖維(特別是草漿紙)的空隙,降低水份滲透率,從而提高粘合劑的初粘
38、力和 干燥速度。實(shí)驗(yàn)證明膨潤(rùn)土效果好,且價(jià)格低,是理想的快干劑。膨潤(rùn)土在造紙工業(yè)用作多功能白色涂料, 它還在碎漿機(jī)中起抗縱搖吸附劑作用、在機(jī)械中起保持劑作用、在紙漿中起流變調(diào)整劑作用。4.2提純膨潤(rùn)土由于天然膨潤(rùn)土一般品位低,如用于高檔商品必須提純,提純可提高膨潤(rùn)土的濕壓強(qiáng)度和熱濕拉強(qiáng) 度。膨潤(rùn)土和水砂等的摻合物的粘結(jié)性和可塑性一般以濕壓強(qiáng)度(濕態(tài)抗壓強(qiáng)度)、熱濕拉強(qiáng)度表示。濕壓 強(qiáng)度是評(píng)價(jià)膨潤(rùn)土的濕態(tài)粘結(jié)能力。濕壓強(qiáng)度、熱濕拉強(qiáng)度是鑄造工業(yè)評(píng)價(jià)膨潤(rùn)土質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之 一,蒙脫石含量越高,膨潤(rùn)土的濕態(tài)粘結(jié)力也越大,濕壓強(qiáng)度、熱濕拉強(qiáng)度高;同一蒙脫石含量的膨潤(rùn)土 膨潤(rùn)值越高,膨潤(rùn)土的濕態(tài)粘結(jié)
39、力也越大。提高膨潤(rùn)土的濕壓強(qiáng)度和熱濕拉強(qiáng)度就要從提高蒙脫石含量和 膨潤(rùn)土膨潤(rùn)值二方面下手。提高蒙脫石含量可通過提純來完成。原礦土經(jīng)過提純,除去雜質(zhì)可提高提高蒙 脫石含量。提純的方法有濕法和干法。采取哪種方法可由企業(yè)根據(jù)成本和質(zhì)量要求決定。4.3高白膨潤(rùn)土關(guān)于什么是白膨潤(rùn)土,至今沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),由于用途不一,對(duì)其白度的要求也不一致,但可以肯 定地說白度的要求建材白度最少應(yīng)在80以上,同時(shí),也要滿足水介質(zhì)中的白度為純白色,不得混有紅、綠 色。白膨潤(rùn)土受益于其白度,在日化用品、陶瓷、造紙、涂料等許多方面深受歡迎。日化用品:白膨潤(rùn)土在肥皂、洗衣粉、洗滌劑作織物軟化劑、柔順劑,吸收溶解的雜質(zhì),防止織物
40、表面結(jié)殼和渣滓的堆積,減少沸石在織物上的沉積;可使流體介質(zhì)中污物和其它顆粒保持懸浮狀態(tài);吸附 油類及其它雜質(zhì),甚至可使細(xì)菌凝結(jié)。在牙膏、化妝品中作凝膠劑,可替代國(guó)外進(jìn)口的牙膏用增稠劑、觸 變劑-合成硅酸鋁鎂。陶瓷:白膨潤(rùn)土在陶瓷中用作塑性填料,特別是在需要燒結(jié)后高白度的產(chǎn)品中。其流變和可膨脹特 性使得陶瓷灰膏具有了可塑性并增加了強(qiáng)度,同時(shí)在膏體中使水的懸浮體穩(wěn)定,同時(shí),其干粘合性為焙燒 后的最終產(chǎn)品提供一種高結(jié)合強(qiáng)度和抗彎曲的能力。在陶瓷釉料中,白膨潤(rùn)土還用作增塑劑和增稠劑,為 釉料和支持物提供強(qiáng)度、可塑性和高粘著性,有利于球磨。造紙:在造紙工業(yè),白膨潤(rùn)土可用作多功能白色礦物填料。涂料:在涂料
41、中作粘滯調(diào)節(jié)劑和白色礦物填料,可部分或全部代替鈦白粉。淀粉改性劑:使儲(chǔ)存穩(wěn)定性及使用性能更好。此外,白膨潤(rùn)土還可用在高檔膠粘劑、聚合物、油漆中。目前“雙80”的白膨潤(rùn)土身價(jià)倍增,十分暢銷?!半p80”的白膨潤(rùn)土就是蒙脫石含量為80%,白度80。4.4活性白土(顆粒白土)活性白土是用膨潤(rùn)土為原料,經(jīng)活化處理,再經(jīng)水漂洗、干燥制成的吸附劑,外觀為乳白色粉末, 無臭,無味,無毒,吸附性能很強(qiáng),能吸附有色物質(zhì)及有機(jī)物質(zhì)。在空氣中易吸潮,放置過久會(huì)降低吸附 性能。但是,加熱至3 0 0攝氏度以上便開始失去結(jié)晶水,是結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,影響褪色效果?;钚园淄敛?溶于水、有機(jī)溶劑和各種油類中,幾乎完全溶于熱燒堿和鹽
42、酸中,相對(duì)密度2.32.5,在水及油中 膨潤(rùn)極小。廣泛用于礦物油、動(dòng)植物油脂、制蠟及有機(jī)液體的脫色精制。還可用作水分干燥劑,內(nèi)服藥物 堿解毒劑,維生素A、B吸附劑,潤(rùn)滑油重合接觸劑,汽油氣相精制劑等,還可用作中溫聚合催化劑、高 溫聚合劑和制造顆粒白土的原料。我國(guó)活性白土的生產(chǎn)廠家約40個(gè),年產(chǎn)量約為42萬噸。最大的生產(chǎn)裝置能力為5萬t/a?;钚园淄恋?產(chǎn)地主要集中在東北、華北、華東等地區(qū),產(chǎn)量占了全國(guó)的70%以上。目前,我國(guó)活性白土的需求量為65 萬t/a左右,每年還進(jìn)口約4萬噸。目前活性白土的生產(chǎn)工藝還存在三點(diǎn)難題需要解決:(1)對(duì)膨潤(rùn)土原土有一定的選擇性,并非對(duì)所有不同類型的膨潤(rùn)土都能生產(chǎn)
43、出脫色率90%的高效 活性白土,即另有一些類型的膨潤(rùn)土只能生產(chǎn)出脫色率80-85%的普通活性白土或半高效活性白土?;钚?度指標(biāo)暫時(shí)還達(dá)不到H型(高活性度活性白土)對(duì)活性度的要求。因而它的使用范圍受到了一些限制。(2)酸性廢水的處理,目前石灰用量太大。(3)吸油率大?;钚园淄撩撋褂昧繛橛椭氐?%-5%。使用白土對(duì)油脂進(jìn)行脫色,不可避免的要夾 帶油,夾帶量一般為活性白土量的20%-50%,從而增加了煉耗和成本。目前,少數(shù)企業(yè)采用浸出法從活性 廢白土中將油分離出來,但分離后的油品由于白土的作用,色澤為烏黑,無法脫色出好的顏色。因此,國(guó) 內(nèi)油脂脫色部門希望吸油率小的活性白土。美國(guó)活性白土的生產(chǎn)能力已
44、達(dá)到400萬噸/年以上,而我國(guó)僅為20萬噸/年左右,油脂脫色等部門用的 優(yōu)質(zhì)活性白土尚需從國(guó)外進(jìn)口。椐統(tǒng)計(jì),我國(guó)近年來對(duì)活性白土的需求量以每年7-8%的速度遞增。經(jīng)過國(guó) 內(nèi)市場(chǎng)的考察分析,僅就油脂精煉市場(chǎng)龐大,據(jù)業(yè)內(nèi)專家預(yù)測(cè),我國(guó)年產(chǎn)各種植物油約800萬噸,進(jìn)口油 500-600萬噸,其中精煉油占總數(shù)的1/2,約650萬噸。因此,生產(chǎn)高效活性白土市場(chǎng)前景廣闊。顆粒白土是以活性白土為主要原料經(jīng)化學(xué)處理而成的,外觀為不定型小顆粒狀,它比活性白土有更 高的比表面積,具有很高的吸附能力,廣泛用于石化行業(yè)芳烴提純,航空煤油精煉、礦物油、動(dòng)植物油脂、 制蠟及有機(jī)液體的脫色精制,也用于潤(rùn)滑油、基礎(chǔ)油、柴油等
45、油品的精制,脫除油品中殘余的烯烴、膠質(zhì)、 瀝青、堿性氮化物等雜質(zhì)。顆粒白土還可用作水分干燥劑,內(nèi)服藥物堿解毒劑,維生素A、B吸附劑,潤(rùn)滑油重合接觸劑,汽 油氣相精制劑等,還可用作中溫聚合催化劑、高溫聚合劑的原料。目前,無毒、不夾帶、吸油率小、可用于食用油脫色精制和在石油催化上不會(huì)造成反應(yīng)介質(zhì)變色的 的顆粒白土是需求熱點(diǎn)。目前,我國(guó)顆粒白土主要有臨安福龍吸附劑廠幾個(gè)廠家在生產(chǎn),基本可以滿足國(guó)內(nèi)需要。用于石化 行業(yè)芳烴的顆粒白土所用的原料必須是傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的活性白土,干法生產(chǎn)的或用凹凸棒土復(fù)配的都不能 滿足生產(chǎn)的要求。臨安福龍吸附劑廠就是專業(yè)生產(chǎn)用于石化行業(yè)芳烴的顆粒白土,其產(chǎn)品受到客戶的好評(píng)。4
46、.5有機(jī)膨潤(rùn)土(改性膨潤(rùn)土)有機(jī)膨潤(rùn)土 (Organobentonite)是指有機(jī)陽(yáng)離子或機(jī)化合物取代蒙脫石層間可交換性陽(yáng)離子或吸附 水,使其失去或部分失去吸附水生成的一種疏水親油的膨潤(rùn)土有機(jī)復(fù)合物,在有機(jī)溶劑中具有良好的膠體 分散性、增稠性、粘結(jié)性、觸變性和懸浮穩(wěn)定性,可適用油漆、油墨、高溫潤(rùn)滑脂、化妝品等做增稠劑及 適用于石油鉆井液配制以及精密鑄造涂料、密封膩?zhàn)?、玻璃纖維加工等,深受膨潤(rùn)土企業(yè)親睞,生產(chǎn)規(guī)模 越來越大。有機(jī)膨潤(rùn)土也是用作輪胎、膠板等橡膠及部分塑料制品的填料。有機(jī)膨潤(rùn)土用作橡膠填料,早在20 多年前就在美、英等國(guó)家廣泛應(yīng)用,國(guó)內(nèi)也在樺甸、吉林、長(zhǎng)春、吉化等輪胎廠進(jìn)行試用,效果顯著,市 場(chǎng)潛力巨大。我國(guó)有機(jī)膨潤(rùn)土快速發(fā)展的原因是:(1)近年由于外資的注入及國(guó)家對(duì)于礦產(chǎn)的保護(hù)致使膨潤(rùn)土原礦價(jià)格上升,如安吉原礦價(jià)格在原有 基礎(chǔ)上已漲了34倍、遼寧沙海的也直線上升,球團(tuán)膨潤(rùn)土等已無利潤(rùn)可言,人們紛紛把目光關(guān)注到有機(jī) 膨潤(rùn)土上,而且有機(jī)膨潤(rùn)土的需求量很大,可以滿足企業(yè)家的想象。(2)有機(jī)膨潤(rùn)土加工的一般流程為:原礦一粉碎一分散一改型(鈉化)一提純一加銨鹽覆蓋一漂洗一 脫水一烘干一粉碎一包裝,總體上講并不比活性白土的設(shè)備復(fù)雜多少,利益的驅(qū)使使更多的企業(yè)加入有機(jī) 膨潤(rùn)土的生產(chǎn)行業(yè)。當(dāng)然,隨著有機(jī)膨潤(rùn)土技術(shù)進(jìn)步,技
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