各種膨潤土的性能及其綜合利用現(xiàn)狀(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上各種膨潤土的性能及其綜合利用現(xiàn)狀又名膨土巖、斑脫石，是以蒙脫石為主要成分的粘土礦物, 其化學(xué)成分相當(dāng)穩(wěn)定, 被譽(yù)為“ 萬能石” 。蒙脫土(Montmorillonite )是屬于蒙脫土族的礦物，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離子。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)成2:1型含結(jié)品水的硅酸鹽礦物。是粘土類礦物大家庭中品體結(jié)構(gòu)變異最強(qiáng)的礦物之一。通過衍射儀慢速掃描的試驗(yàn)結(jié)果表明蒙脫土的粒度己接近納米級, 是天

2、然納米材料。1 主要類型及用途    我國的膨潤土資源極為豐富, 遍布26 個(gè)省市, 儲量世界第一。目前我國膨潤十發(fā)展較快, 應(yīng)用已達(dá)24個(gè)領(lǐng)域。2000 年我國膨潤十年產(chǎn)量為250萬噸,2003年我國膨潤土年產(chǎn)量已超過290萬噸, 其中鑄造業(yè)占38%; 鉆井泥漿占24%; 鐵礦球團(tuán)占16%; 活性白土占15%  剩余7% 主要消費(fèi)在輕工、農(nóng)業(yè)、建筑等領(lǐng)域, 盡管這部份領(lǐng)域用量小, 但價(jià)值高, 經(jīng)濟(jì)效益好。    天然膨潤十一般多為鈣基膨潤土, 其物化性質(zhì)不甚理想, 如將其加工成鈉基膨潤土、提純膨潤土、顆粒膨潤土、

3、有機(jī)膨潤土、活性白土(顆粒白土)、白炭黑等膨潤土深加工產(chǎn)品, 可廣泛用于石油化工、油脂、醫(yī)藥、建筑、日化、紡織、涂料、冶金、環(huán)保等各領(lǐng)域中。1.1   鈉基膨潤土    自然界產(chǎn)出的膨潤土, 絕大部分為鈣基膨潤土。鈣基膨潤土較鈉基膨潤土性能差, 所以生產(chǎn)廠常用人工鈉化的方法將鈣基膨潤土改型為鈉基膨潤土。鈉基膨潤土在鑄造行業(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。     鑄造用膨潤土是鈉基膨潤土最大的用戶, 每年用量不少于110萬噸。鈉基膨潤土以其復(fù)用性好和濕壓強(qiáng)度高而受鑄造行業(yè)

4、所歡迎。因具有良好的可塑性, 可防止鑄件夾砂、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。 鉆井泥漿用膨潤土是鈉基膨潤土第二大的用戶,每年用量不少于70萬噸。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10-30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。 鐵礦球團(tuán)用膨潤土是膨潤土第三大的用戶, 每年用量為45 萬噸。鐵礦球團(tuán)用膨潤土是現(xiàn)代冶金工業(yè)的重要輔料之一, 將精礦

5、鐵粉加適量膨潤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。    膨潤土可作渾濁水的澄清劑、被污染水的防水劑、污水處理劑等。用膨潤土處理印染廢水、煤氣洗滌廢水、味精廠等廢水、廢物, 去除率達(dá)95%。在水庫上游撒膨潤土可使水庫不潔物質(zhì)絮凝沉入庫底經(jīng)生物凈化加以處理。圈養(yǎng)動(dòng)物場和屠宰場、水產(chǎn)加工場產(chǎn)生的污水、臭氣對環(huán)境有害, 可在這些場所撒膨潤土, 回收高效肥料。    利用膨潤土的潤滑性、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、水泥及混凝十施工添加劑

6、, 污水處理及隧道盾構(gòu)潤滑等。用膨潤土防滲層鋪河道, 可把有限的水引向遠(yuǎn)方。膨潤土防水層可用天然鈉基膨潤土粉直接鋪設(shè), 也可以用膨潤土與當(dāng)?shù)厥當(dāng)嚢韬粚?shí), 也可以將膨潤土夾在兩層織物之間形成防水(滲) 毯(板) , 快速修建起儲水池、儲水窯、輸水渠。    膨潤土可作防水材料, 如瓦楞紙板填料、兩層無紡布中間夾膨潤土的防水氈和一層無紡布一層塑料板中間夾膨潤十的雙重防水板, 該材料己在地鐵、大壩底部、垃圾填埋場地下工程中大量使用。    膨潤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; 可使硬水軟化; 可用于酒的澄清, 減少乙醛的

7、形成以及硫化氫的形成, 消除所有外來的氣味。    膨潤土在涂料中作粘滯調(diào)節(jié)劑和白色礦物填料,可部分或全部代替欽白粉; 還可部分取代聚乙烯醇, 以及用作無紡布、石膏板顆粒的粘料。膨潤土在造紙工業(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。        顆粒膨潤土(貓砂) 是以鈉基膨潤土為原料, 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

8、品種。顆粒膨潤十的出口量較大, 我國每年出口到日本、德國、臺灣等國家和地區(qū)的貓砂有幾萬噸。1.2  提純膨潤土    由于天然膨潤土一般品位低, 如用于高檔商品必須提純。提純后的膨潤十按純度可分為通用型提純膨潤土、高純度提純膨潤土(蒙脫石含量大于96%)、納米膨潤土。制各納米級蒙脫十的膨潤土, 應(yīng)是蒙脫石含量>95%。納米級有機(jī)膨潤土蒙脫十, 要求膨潤土蒙脫石純度在98%以上。     高純度提純膨潤土是納米級膨潤土的前提。蒙脫石是層狀鋁(鎂) 硅酸鹽礦物, 應(yīng)用高技術(shù), 經(jīng)深加工能使其分離成單元層, 即為納米級蒙脫石

9、, 其C軸厚度為納米量級, 而其a、b 軸的延展寬度可達(dá)20-200nm。由于其具一維納米薄層結(jié)構(gòu)和易分散、能吸附陽離子等特性, 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。高純度提純膨潤土和納米膨潤土可以直接藥用。1.3  高白膨潤土    高白膨潤土是白度最少在80以上的高純度鈉(鈣)基膨潤土。高白膨潤土受益于其高亮度和白度以及較高水平的化學(xué)純度, 在日化用品、陶瓷、造紙、涂料、制酒、食品等許多方面深受歡迎。 日化用品: 高白膨潤土在肥皂、洗衣粉、洗凈劑作織物軟化劑、柔順劑, 吸收溶解的雜質(zhì), 防止織物表面結(jié)殼和渣

10、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)在膏體中使水的懸膠體穩(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。&#

11、160;   造紙: 在造紙工業(yè), 白膨潤土可用作多功能白色礦物填料。    涂料: 在涂料中作粘滯調(diào)節(jié)劑和白色礦物填料,可部分或全部代替欽白粉。    此外, 白膨潤土還可用在高檔膠粘劑、聚合物、油漆中。1.4   活性白土(顆粒白土)     活性白土是用膨潤土為原料, 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)。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

12、, 維生素A、B吸附劑, 潤滑油重合接觸劑, 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。 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) 對膨潤土原土有一定的選擇性, 并非對所有不同類型的膨潤土都能生產(chǎn)出脫色率) 9 0%的高效活性白土, 即另有一些類型的膨潤土只能生產(chǎn)出脫色率妻80%一85% 的普通活性白土或半高效活性白土。活性度指標(biāo)暫時(shí)還達(dá)不到H 型(高活性度活性白土) 對活性度的要求。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)

13、 吸油率大。活性白土脫色使用量為油重的2%一5%。使用白土對油脂進(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, 國內(nèi)油脂脫色部門希望吸油率小的活性白土。     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, 也用于潤滑油、基礎(chǔ)油、柴油等油品的精制, 脫除油品中殘余

14、的烯烴、膠質(zhì)、瀝青、堿性氮化物等雜質(zhì)。1.5  有機(jī)膨潤土(改性膨潤土)    有機(jī)膨潤土是有機(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)膨潤土主要用于油漆、印刷油墨、潤滑油、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

15、止油墨滲散, 提高觸變性。    有機(jī)膨潤土用于石油鉆井, 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)膨潤土用作橡膠填料, 是國際上20世紀(jì)80年代新技術(shù), 原獨(dú)聯(lián)體、美、英等國家廣泛應(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)膨潤土(也叫改性膨潤土)技術(shù)方法。產(chǎn)品在樺甸、吉林、長春、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, 輪胎生產(chǎn)成本也大大降低。此后, 浙江的豐虹、華特開發(fā)出有機(jī)膨潤土及超細(xì)/ 納米有機(jī)膨潤土, 為

16、有機(jī)膨潤土(改性膨潤土) 的應(yīng)用提供原料的保障。納米級有機(jī)膨潤士還用于尼龍、聚酷、聚烯烴(乙烯、丙烯、苯乙烯、氯乙烯) 和環(huán)氧樹脂等塑料的改性, 改善其耐熱性、強(qiáng)度、耐磨性氣體阻隔性和密度。納米級有機(jī)膨潤土在橡膠中應(yīng)用主要用于橡膠制品的改性, 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。1.6  膨潤土白炭黑    白炭黑即水合二氧化硅, 是微細(xì)粉末狀或超細(xì)粒子狀的二氧化硅。是用于彩色、淺色橡膠制品的主要補(bǔ)強(qiáng)填料之一, 是德國在40年代作為炭黑的代用品開發(fā)出來的, 現(xiàn)在已廣泛地用于橡膠、制鞋、塑料、油漆、造紙、合成樹脂和油脂等工業(yè)部門,

17、其中橡膠、制鞋用量最大。1.7 4A沸石     4A沸石是具有四面體骨架結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽晶體,其合成方法有水玻璃法、天然沸石法、活性白土法、膨潤土法、高嶺土法和煤研石法。水玻璃法工藝成熟, 容易控制, 產(chǎn)品質(zhì)量好, 但成本高?；钚园淄练ā⒏邘X土法和煤研石法生產(chǎn)4A沸石需要高溫焙燒原礦石, 能源損耗較大, 且對環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生一定程度的污染。    用天然沸石生產(chǎn)4A沸石, 不需要高溫焙燒,但需要加入含鋁的成分。膨潤土法利用天然蒙脫土為原料, 成本大大降低, 污染小, 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。     4A沸石是無磷洗滌劑廣泛采用的一種代磷助劑。洗衣粉中的洗滌助劑三聚磷酸鈉, 對江河、湖泊等水域產(chǎn)生了“ 營養(yǎng)富集” 污染。4A沸石還可用于石油催化裂化、吸附干燥等方面。2 高附加值領(lǐng)域應(yīng)用    我國膨潤土礦產(chǎn)資源的儲量占世界第一位, 但是開發(fā)利用的程度很低, 雖然產(chǎn)銷量逐年上升, 仍是一種“ 低出高進(jìn)” 的局面, 即出口低級產(chǎn)品原礦、鑄造用、鉆井用、低檔活性白土等) , 進(jìn)口高級產(chǎn)品(洗衣粉順劑、高檔有機(jī)土、膨潤土防水毯等)。    膨潤土附加值高的產(chǎn)品有以下幾