膨潤土性質(zhì)、特點以及膨潤土的分類
膨潤土性質(zhì)、特點以及膨潤土的分類
目前大多數(shù)非金屬礦具備各式各樣的特點,下面我們介紹一款與眾不同的產(chǎn)品——膨潤土(bentonite),為什么說膨潤土與眾不同呢?因為膨潤土具備較好的遇水粘結(jié)性、膨脹性、潤滑性、懸浮性以及較佳的陽離子交換性,這些眾多的特性讓膨潤土在眾多化工產(chǎn)品中脫穎而出,顯得別具一格。
下面我們說一說天然礦產(chǎn)品——萬能粘土之膨潤土具備哪些性質(zhì)與特點?
首先我們普及一下膨潤土的基本知識
膨潤土是一種多用途性質(zhì)的礦物材料,它是經(jīng)過數(shù)千萬年的礦化后,海水和河流中的單細胞植物的遺骸礦化形成。因此,它具有體積密度小,孔體積大,導熱率低,吸附力強,孔隙率高,比表面積大,重量輕,微孔結(jié)構(gòu)良好,活性好等優(yōu)點。價格便宜。特別是膨潤土的結(jié)構(gòu)是多孔的,有序的結(jié)構(gòu),所以它可以用作催化載體,表面活性劑,吸附劑,色譜固定相或載體,助濾劑,高分子材料等都有很高的應用價值。
其二我們了解一下膨潤土的結(jié)構(gòu)特點
膨潤土也被稱為膨脹土,斑脫巖和皂土。它的組成主要是蒙脫石,它是一種水性粘土礦物。其主要化學成分是氧化鋁,硅石,鎂,鉀,鈣,鐵,鈉,水等元素。一層鋁八面體和兩層二氧化硅四面體構(gòu)成3:1型層狀硅鹽礦物,四面體層中的硅和鋁隨時被置換,但取代量不超過15%;
膨潤土是淡綠色、灰白色和黃白色的,由于其化學成分和雜質(zhì)不均勻,一些膨潤土呈淡紅色,淺灰色,黑色,栗色,斑駁等,具有泥土般的光澤,油或蠟。 膨潤土吸濕性很強,可以吸收9到21倍的體積。 吸水后容積可達32倍。 膨潤土由于其吸水性,增稠性,陽離子交換性,膨脹性,觸變性,穩(wěn)定性,吸附性,潤滑性,附著性和脫色性等特性而廣泛用于各種工業(yè)領域。 它的主要用途是鉆井泥漿,鐵礦球團,動植物油的脫色和凈化,以及鑄造砂結(jié)合劑。
膨潤土是一種多用途礦物,其質(zhì)量和應用主要取決于其蒙脫石含量,類型及其結(jié)晶化學性質(zhì)。 因此,它的開發(fā)和利用必須因地而異,具體取決于品位與指標。 如生產(chǎn)鉆井泥漿膨潤土,鈉基膨潤土,化工涂料膨潤土等,膨潤土可以代替淀粉用于紡紗,印染,建筑材料用內(nèi)外墻涂料,制備有機膨潤土,膨潤土合成4A沸石,生產(chǎn)白炭黑以及提純蒙脫石等等。
膨潤土的分類:
鑄造膨潤土
膨潤土作為一種原料加工成型砂粘結(jié)劑,型砂粘結(jié)劑是粘結(jié)劑和砂?;旌虾蟀采傲3蔀檎辰Y(jié)劑膜,使砂?;ハ嗾尺B起來,從而賦與砂型和型芯以足夠的強度,使其在搬運、組裝和澆注過程中不致變形和破碎,主要應用在高壓造型、氣沖造型、靜壓造型、無震擊真空加壓造型當中。
膨潤土根據(jù)其組成主要分為鈉基膨潤土與鈣基膨潤土,層間陽離子為Na+時稱鈉基膨潤土;層間陽離子為Ca+時稱鈣基膨潤土。
天然鈉基膨潤土的特點:復用性好,濕壓強度高,可吸收更多水分,成型性強,型腔強度高,在鑄造中可以充分防止夾砂、結(jié)疤、掉塊、砂型塌方,利于金屬行業(yè)的濕形鑄造。
人工鈉基膨潤土是通過鈣基膨潤土加工而成,各方面性能均不如天然鈉基膨潤土,但由于天然鈉土產(chǎn)量較少,無法滿足市場需求,所以后來發(fā)現(xiàn)了通過鈣土加工的方法來彌補天然鈉土的不足。
鈣基膨潤土的化學主要結(jié)構(gòu)是二價鈣離子,注定了其性能不如鈉基膨潤土,其主要作用于輕型鑄件的型砂粘結(jié)劑。
膨潤土的一個重要特點:膨潤土有一定的耐熱能力,通過與水的結(jié)合才能顯現(xiàn)。膨潤土吸附的水在100℃高溫下會脫去自由水,且并不影響其粘結(jié)能力;在200℃的高溫下牢固結(jié)合水才會逐漸會脫去;在200℃以上的高溫下晶格水(氫離子和氫氧根離子的形式存在于礦物結(jié)晶格架某一位置上的水),一般這種水要在幾百到上千度不等才能將水分完全脫除,這部分的水脫除后就成為了死粘土。天然鈉基膨潤土的失效溫度為638℃,人工鈉基膨潤土由于加工工藝的不同失效溫度也不同,但普遍低于天然鈉基膨潤土,鈣基膨潤土為316℃。
鉆井泥漿膨潤土
鉆井泥漿膨潤土主要由蒙脫石組成,它可以吸收8倍于自身的水,體積可以增大8-12倍,在水溶液中呈懸浮和膠凝狀態(tài)。
其用途主要有:保護井壁、上返巖屑、潤滑鉆井、防止腐蝕,還可以制成泥漿增稠劑、乳膠穩(wěn)定劑、油包水泥漿和抗高溫解卡劑等來冷卻鉆頭。
主要指標為含砂量小于等于4%,失水量小于等于8~10cm3/30min,膠體率大于等于97%,黏度為28~30Pa•5,相對密度為1.1~1.25。
鐵礦球團
膨潤土可以穩(wěn)定鐵礦球團的造球過程,普遍鐵礦石造球比較好水分范圍較窄,膨潤土能容許有較寬的水量范圍,在原料水分過多的情況下,膨潤土可以吸收過多的水分使其造球不受影響。生球的強度主要取決于毛細力,膨潤土是高度分散的物質(zhì),加入后改變了混合物的比表面積,使生球內(nèi)毛細管直徑減小,因而毛細力增加。
活性白土與顆粒白土
活性白土直接代替了活性炭的作用效果,主要應用于石油、油脂石蠟、蠟油、煤油等礦物的精煉脫色和凈化以及石油裂化;動植物油精煉,用于脫色凈化,脫去油中的有害色素、磷脂、皂素、棉酸等,使之成為上檔次的食用油;固、液體石蠟、脂肪酸、廢油再生、乙醇、苯等脫色精制;葡萄酒和汁液的澄清、制糖工業(yè)的糖汁凈化、化學工業(yè)的催化劑載體、粉劑農(nóng)藥的添料等用途。