膨潤(rùn)土制備寵物貓砂的試驗(yàn)研究

膨潤(rùn)土制備寵物貓砂的試驗(yàn)研究

作為一種環(huán)保產(chǎn)品，寵物貓砂的需求隨著人們生活水平的提高而增加。貓砂產(chǎn)品種類較多,但大部分是以膨潤(rùn)土為原料。國(guó)內(nèi)的膨潤(rùn)土貓砂產(chǎn)品,其吸水性能和結(jié)團(tuán)性能有了較大的提高,與進(jìn)口某貓砂產(chǎn)品不相上下,但在除臭性方面卻低于進(jìn)口產(chǎn)品的指標(biāo)。沸石是一種架狀結(jié)構(gòu)的礦物,其吸附性能較好,在膨潤(rùn)土寵物貓砂中加入改性沸石,其除臭性能得到較大提高。本文主要研究膨潤(rùn)土制備貓砂及貓砂中添加改性沸石的比例、粘結(jié)劑的用量等,使其成本降低,性能達(dá)到進(jìn)口貓砂的性能指標(biāo)。1潤(rùn)土原礦性質(zhì)試驗(yàn)1.1礦物片的成分阜新膨潤(rùn)土礦石的主要礦物成分是鈣質(zhì)蒙脫石,其含量60%~70%;其他伴生雜質(zhì)礦物主要有片沸石20%~25%、石英10%左右,另外還有少量的方解石、方石英等。鈣質(zhì)蒙脫石晶粒細(xì)小,主要雜質(zhì)礦物片沸石和石英的粒度較粗,分布較均勻,與蒙脫石的共生關(guān)系比較密切。屬沉積火山碎屑巖改造型,呈灰白色,致密塊狀,具蠟質(zhì)光澤、較硬,鋸齒狀斷口,膨潤(rùn)土化學(xué)成分見表1從表1可知,該膨潤(rùn)土的SiO1.2礦物xrd分析不同的礦物晶體進(jìn)行了X-射線衍射掃描后,所得到的衍射現(xiàn)象是不同的,從X-射線衍射圖譜可以分析礦物的結(jié)晶程度和水化程度,借以判斷礦物的種類及其相對(duì)含量XRD測(cè)試條件:電壓40kV、電流40mA、Cu靶、起始角2°、終止角90°、掃描速度0.06°/s。膨潤(rùn)土的X-射線衍射圖譜見圖1。由圖1可知:該蒙脫石的d1.3膨潤(rùn)土中蒙脫石、ph值、粒度和吸水性膨潤(rùn)土的性能指標(biāo)較多,本研究?jī)H測(cè)試了蒙脫石含量、膠質(zhì)價(jià)、膨脹容、pH值、粒度和吸水性,試驗(yàn)結(jié)果見表2、表3和圖2通過上述圖表可以看出,該膨潤(rùn)土中蒙脫石含量小于65%,雜質(zhì)含量較多;該膨潤(rùn)土的粒度較細(xì),吸水比大于85%,2h吸水率較高,吸水性較好。1.4潤(rùn)土的形貌分析利用掃描電子顯微鏡(島津SEM-SS550)對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行形貌分析,測(cè)試結(jié)果如圖3所示。通過掃描電鏡照片可以看出,膨潤(rùn)土原礦中粒度分布比較細(xì),而且聚團(tuán)現(xiàn)象比較嚴(yán)重,但能夠看出這種膨潤(rùn)土的層片狀結(jié)構(gòu)。2貓砂生產(chǎn)工藝研究2.1膨潤(rùn)土鈉化效果經(jīng)大量試驗(yàn)得出該膨潤(rùn)土鈉化工藝條件,具體流程為對(duì)鈉化膨潤(rùn)土的幾項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果如表4所示。從表4可以看出,膨潤(rùn)土經(jīng)鈉化后,其膠質(zhì)價(jià)和膨脹容都明顯增大,蒙脫石含量基本不變。吸水率變化較大,其中鈉化土前10min的吸水率較原土的吸水率下降,而鈉化土的2h吸水率比原土高,達(dá)到436.5%,鈉化效果比較好。其原因是膨潤(rùn)土經(jīng)鈉化后,因Na2.2磨礦粒度的確定工業(yè)上常用的粘結(jié)劑有很多,但從粘結(jié)劑的成本以及增加貓砂產(chǎn)品強(qiáng)度等方面的考慮,本試驗(yàn)中制備貓砂所用的粘結(jié)劑選擇水玻璃。改性沸石具有良好的吸氨性能,貓砂的生產(chǎn)中混入一定比例的沸石,用以吸附寵物糞便中的臭味、臊氣等,起到清潔衛(wèi)生的作用。通過試驗(yàn)確定了沸石的最佳改性條件,該改性沸石的磨礦粒度為200~325目造粒原料:改性沸石、鈉化膨潤(rùn)土、水玻璃、自來水。造粒設(shè)備:圓盤造粒機(jī)(自行組裝)。(1)最佳沸石加入量的確定。選用水玻璃作粘結(jié)劑,用量為10mL/100g,改變改性沸石與鈉化膨潤(rùn)土的比例,其它條件不變,將上述三種配料在圓盤造粒機(jī)上造粒,斜盤傾角60°,主軸轉(zhuǎn)速22r/min條件下進(jìn)行造粒試驗(yàn),造粒后于105℃烘干并測(cè)試其各項(xiàng)性能指標(biāo),結(jié)果見表5。從表5中可以看出,隨著改性沸石的用量增加,除臭性能提高,吸水率和結(jié)團(tuán)強(qiáng)度降低,綜合考慮各項(xiàng)性能指標(biāo),確定改性沸石的加入量為6%。(2)最佳水玻璃用量的確定。將改性沸石和鈉化膨潤(rùn)土的比例固定為6∶94,改變水玻璃的添加量,其他條件不變,試驗(yàn)結(jié)果見表6。從表6可以看出,當(dāng)改變貓砂配料水玻璃的用量時(shí),各性能均有變化,但變化不大,但在水玻璃用量為15mL/100g時(shí)基本能夠達(dá)到用戶要求,因此水玻璃的加入量確定為15mL/100g。2.3市場(chǎng)性能指標(biāo)為了驗(yàn)證本研究制備的貓砂的性能,與目前市場(chǎng)上常用的膨潤(rùn)土貓砂及國(guó)外進(jìn)口的貓砂進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),主要測(cè)試其吸氨量、吸水率、吸水速度、結(jié)團(tuán)強(qiáng)度、容重及pH值等方面的性能指標(biāo)。其中,貓砂的吸水速度用其飽和吸附時(shí)間來表征,飽和吸附時(shí)間越短,說明其吸水速度越快。試驗(yàn)結(jié)果見表7。通過表7可以看出,自制的寵物貓砂性能優(yōu)于國(guó)產(chǎn)的某種貓砂,接近進(jìn)口貓砂的性能。從經(jīng)濟(jì)上對(duì)該自制的貓砂進(jìn)行分析,其成本較低,具有良好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。3改性沸石的添加量(1)阜新膨潤(rùn)土為鈣基膨潤(rùn)土,結(jié)晶性能較好,膨潤(rùn)土中蒙脫石含量低于65%,雜質(zhì)含量較多;膨潤(rùn)土的粒度較細(xì),吸水比為85.7%,2h吸水率較高,吸水