膨潤土的鈉化處理方法

　　天然膨潤土按化學成分可分為鈉基和鈣基兩大類．在一般情況下，鈉基膨潤土較鈣基膨潤土的理化性能和工藝性質(zhì)優(yōu)越，主要表現(xiàn)在：吸水速度慢，吸水率與膨脹倍數(shù)大；陽離子交換量高；在水介質(zhì)中分散性好，膠質(zhì)價高；加熱穩(wěn)定性好等．所以鈉基膨潤土的使用價值高，能滿足多種用途的要求．以前我國已探明的儲量90％是鈣基土，鈉基土一般在礦山的較深層，尚需詳細勘探．近年我國在新疆發(fā)現(xiàn)儲量高達5o億m3的大型膨潤土礦，膨潤土的品質(zhì)優(yōu)于美國．天然鈣基膨潤土在很多方面滿足不了多種用途的要求但經(jīng)過酸堿處理可以提高某些性能(如粘結(jié)性、膨脹性、懸浮性、抗剪性、抗壓性等)，成為人工(或改性)鈉基膨潤土，可與天然鈉基膨潤土一樣能滿足多種用途的要求的酸堿處理方法由德國研究成功，以后被各國采用．鈣基膨潤土的酸堿處理工藝很簡單，但是濕法，需一定設備、動力外加劑(Na20，NaECO3，Na鼢，NaOH，NAP04等)，可使膨潤土改型．即用低價的Na+離子將膨潤土中可置換的高價陽離子Ca2+，Mg2+置換出來．

　　一般鈉化方法有懸液法、堆場鈉化法(陳化法)和擠壓法．

　　a．懸液法．在配制膨土泥漿時向水中加入鈣基土和純堿長時間預水化，使更多的ca2+和Mg2+被置換出來．

　　b．堆場鈉化法意大利首先采用這種方法．在原礦堆場中，將2％～4％的Na2CO3粉撒在含水量大于30％的膨潤土原礦中，翻動拌和，混勻碾壓、老化10d，干燥粉碎成鈉基膨潤土．

　　c．擠壓法德國的輪碾擠壓法、日本的雙螺旋擠壓法、我國的阻流擠壓法、對輥擠壓法等，都屬于擠壓法，都是加鈉加壓，利用剪切應力，使聚結(jié)的顆粒分開，甚至推開晶層、增加鈣蒙脫石的比表面積，加速Na+交換Ca2+．在擠壓過程中，一部分將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使膨潤土的溫度升高，促進Na，Ca2+交換過程．擠壓還可使蒙脫石晶體結(jié)構(gòu)遭到破壞，產(chǎn)生斷鍵．暴露出來的硅離子、鋁離子氧離子吸附水，有利于蒙脫石水化．斷鍵同時增加了原土顆粒表面的負電荷，使鈉化較為完全．外加Na2CO3的量必須大于ca2+，Mg2+等的濃度，才能使鈣基膨潤土完全鈉化，但Na+的濃度過大時，將增加濾失量和降低視粘度．李蘇璋、周運臣研究開發(fā)出使用造成膨潤土蒙脫石的物化性能——水體系性能和化工技術(shù)路線的方法，使膨潤土固體內(nèi)發(fā)生快速離子交換反應，直接把天然鈣基膨潤土改型成鈉基膨潤土．

　　人工鈉化處理的膨潤土目前還沒有統(tǒng)一的國家標準．

　　較經(jīng)濟、實用、可行的鈣基膨潤土改性處理方法是在使用時，根據(jù)礦物成分加入2％～5％的Na2CO3，這在60年代初我國在沉井、沉箱減阻下沉及70年代的長距離頂管工程中已得到成功的應用．鉆井、地下連續(xù)墻護壁泥漿用得更多，但不能作防滲用．

　　90年代，我國的科技工作者找到了經(jīng)濟簡捷的人工鈉化方法——超臨界處理法，膨潤土在溫度、壓力達到化學平衡時，高層電位變低層電位，吸鈉力很強．所以只要知道膨潤土的超臨界點，處理費用極低．據(jù)了解，美國和德國的防滲膨潤土每噸約2萬～3萬元．在我國如用超臨界法進行處理，每噸只需千元或幾百元．