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文檔簡介

1、膨潤土潤滑脂請在此輸入您的副標題簡單概述 膨潤土潤滑脂是一類重要的非皂基潤滑脂,是用改性膨潤土稠化礦物潤滑油或合成潤滑油制備的高溫潤滑產品。 用于生產膨潤土潤滑脂稠化劑,是經陽離子表面活性劑改性的蒙脫石,蒙脫石晶體的相轉變溫度在700以上,它比皂基潤滑脂的稠化劑具有跟高的相轉變溫度,但是陽離子表面活性劑高溫分解,基礎油高溫揮發。所以,它的使用溫度受到很大限制。膨潤土潤滑脂的應用 膨潤土潤滑脂不但具有良好的耐熱性,同時還具有良好的的機械安定性和膠體安定性,所以廣泛應用于冶金設備、鑄造及軋鋼設備、礦山重型設備、大型汽車、鐵道柴油機車,航空設備的軸承等等。膨潤土的結構和礦物學性質 生產膨潤土潤滑脂稠

2、化劑是經陽離子表面活性劑覆蓋生成的親有機性膨潤土,所以,生產有機膨潤土主要原料膨潤土礦石和陽離子表面活性劑。蒙脫石的結構膨潤土的分類與比較膨潤土與有機化合物的反應目的 (1) 通過對反應和生成物的觀察和分析,鑒定黏土礦物和有機化合物的分子組成及機構; (2)改良土壤和改變處于生產過程中的黏土-水性體的膠體性質或流變性質; (3)制取有工業價值的有機黏土復合物。反應類型及對比有機膨潤土覆蓋劑的制備有機陽離子覆蓋劑有機陽離子覆蓋劑分類 1.氨類有機陽離子覆蓋劑 2.季銨鹽類覆蓋劑多元胺覆蓋劑雜環氨基化合物覆蓋劑脂肪酸氨基酰胺覆蓋劑極性有機分子覆蓋劑有機膨潤土的生產工藝過程膨潤土的提純 膨潤土的提純

3、方法一般分為物理提純方法和化學提純方法。物理提純方法即選礦提純方法,又分為手選、風選(干法提純)和水選(濕法提純)等。(1)手選 手選主要用于原礦蒙脫石含量較高的膨潤土。在采礦場由人工將礦石中的大塊廢石挑選出來,也可以根據應用領域的技術指標要求分地段、分層位采礦,分別堆放,單獨加工。其加工流程如下:膨潤土原礦膨潤土原礦破碎破碎干燥干燥手選手選粉磨粉磨包裝包裝 根據膨潤土的原礦情況,軟質膨潤土無須破碎,硬質膨潤土則須利用顎式破碎機或雷蒙磨將其破碎至粒徑()為2cm左右的碎塊;然后采用自然或加熱干燥去除水分(水含量12%6%);手選或用振動篩剔除2cm的大塊;最后利用雷蒙磨將細粒礦石粉碎(約200

4、目)。 風選(干法提純)是目前普遍使用的膨潤土提純方法,該法適用于蒙脫石含量高(蒙脫石含量大于80)、粒度較細而脈石礦物石英、長石較粗的礦石。其工藝流程如下:膨潤土原礦膨潤土原礦自然干燥自然干燥氣流干燥氣流干燥破碎破碎粉磨粉磨包裝包裝風選分級風選分級 對于原礦中蒙脫石含量只在3080的低品位膨潤土或所含長石、石英的粒度較細的膨潤土,要獲得更高純度的膨潤土或蒙脫石,往往采用濕法提純。工藝流程如下:膨潤土原土膨潤土原土破碎破碎制漿(加分散劑)制漿(加分散劑)沉降分離沉降分離懸浮液離心分離(加絮凝劑)懸浮液離心分離(加絮凝劑)過濾過濾干燥干燥打散解聚打散解聚包裝包裝膨潤土的改型 蒙脫石結構單元層中的

5、蒙脫石結構單元層中的SiSi4+4+可被可被AlAl3+3+置換,八面體層內的置換,八面體層內的AlAl3+3+常被常被MgMg2+2+、CaCa2+2+、FeFe3+3+、ZnZn2+2+、LiLi+ +、NaNa+ +等置換,從而使晶格中電荷不平衡,產生剩余負電荷,使等置換,從而使晶格中電荷不平衡,產生剩余負電荷,使其具有吸附陽離子和交換性陰離子的能力,有較高的水化能。其具有吸附陽離子和交換性陰離子的能力,有較高的水化能。 由于這種性能,使蒙脫石層間充滿由于這種性能,使蒙脫石層間充滿nHnH2 2O O層間水及可交換陽離子,對于不同成因層間水及可交換陽離子,對于不同成因與產地的膨潤土,其蒙

6、脫石層間可交換性陽離子的種類與交換容量(與產地的膨潤土,其蒙脫石層間可交換性陽離子的種類與交換容量(CECCEC)有)有較大的差別。其中,高價陽離子(較大的差別。其中,高價陽離子(CaCa2+2+、MgMg2+2+等)水化膜薄,膨脹倍數低,等)水化膜薄,膨脹倍數低,CECCEC小;低價陽離子(小;低價陽離子(NaNa+ +、K K+ +等)水化膜厚,膨脹倍數高,等)水化膜厚,膨脹倍數高,CECCEC大。大。 鈉基膨潤土較鈣基膨潤土具有更高的吸水率和熱穩定性能,更強的可塑性和粘鈉基膨潤土較鈣基膨潤土具有更高的吸水率和熱穩定性能,更強的可塑性和粘結性,以及更優異的膠體懸浮液觸變性、潤滑性。因此,鈣

7、基膨潤土的鈉化改結性,以及更優異的膠體懸浮液觸變性、潤滑性。因此,鈣基膨潤土的鈉化改型是提高其應用價值和經濟價值的有效途徑之一。型是提高其應用價值和經濟價值的有效途徑之一。膨潤土的改性膨潤土的表面改性是指用物理、化學、機械等方法對其表面進行處理,根據膨潤土的表面改性是指用物理、化學、機械等方法對其表面進行處理,根據應用的需要有目的地改變膨潤土礦物表面的物理性質和化學性質,如表面結應用的需要有目的地改變膨潤土礦物表面的物理性質和化學性質,如表面結構、表面能、電性、吸附性能和反應活性等,以滿足其在不同技術或領域中構、表面能、電性、吸附性能和反應活性等,以滿足其在不同技術或領域中的應用,從而提高膨潤

8、土的性能及使用價值。的應用,從而提高膨潤土的性能及使用價值。 常用的膨潤土改性措施有機械力活化、熱活化、酸活化和有機活化等、常用的膨潤土改性措施有機械力活化、熱活化、酸活化和有機活化等、膨潤土的提純、活化與鈉化改型的聯合處理工藝膨潤土的改型膨潤土的改型- -人工鋰化人工鋰化 鋰基膨潤土能夠在有機溶劑中成膠,代替有機膨潤土。鋰基膨潤土在水中、低鋰基膨潤土能夠在有機溶劑中成膠,代替有機膨潤土。鋰基膨潤土在水中、低級醇及低級酮中有優良的膨脹性、增稠性和懸浮性,因而被廣泛用于建筑涂料,級醇及低級酮中有優良的膨脹性、增稠性和懸浮性,因而被廣泛用于建筑涂料,乳膠漆,鑄造涂料等產品中取代各種有機纖維素懸浮劑

9、。乳膠漆,鑄造涂料等產品中取代各種有機纖維素懸浮劑。 我國目前生產的鋰基膨潤土主要用作鑄造耐火涂料的懸浮劑。然而,天然鋰基我國目前生產的鋰基膨潤土主要用作鑄造耐火涂料的懸浮劑。然而,天然鋰基膨潤土資源很少,因此,人工鋰化是制備鋰基膨潤土的主要方法之一。膨潤土資源很少,因此,人工鋰化是制備鋰基膨潤土的主要方法之一。 人工鋰化是用鋰離子置換蒙脫石層間可交換人工鋰化是用鋰離子置換蒙脫石層間可交換CaCa2+2+,MgMg2+2+等陽離子,將鈣基膨潤等陽離子,將鈣基膨潤土改型為鋰基膨潤土。其反應機理為:土改型為鋰基膨潤土。其反應機理為: CaCa(MgMg)- -膨潤土膨潤土+Li+Li2 2COCO

10、3 3 Li- Li-膨潤土膨潤土+Ca+Ca(或(或MgMg)COCO3 3 Ca Ca(MgMg)- -膨潤土膨潤土+LiCl Li-+LiCl Li-膨潤土膨潤土+Ca+Ca(或(或MgMg)ClCl2 2 一般用一般用LiLi2 2COCO3 3進行改型。進行改型。 制備工藝:制備工藝: 提純膨潤土加水制成膏漿提純膨潤土加水制成膏漿 加酸活化加酸活化 加改型劑(碳酸鋰溶液)加改型劑(碳酸鋰溶液) 混碾混碾陳化陳化 過濾過濾 干燥(溫度小于干燥(溫度小于120120)粉磨包裝。粉磨包裝。 鋰鹽的加入量直接關系到改型效果,根據膨潤土原料的陽離子交換容量確定鋰鋰鹽的加入量直接關系到改型效果,

11、根據膨潤土原料的陽離子交換容量確定鋰鹽的加入量,一般不超過鹽的加入量,一般不超過5%5%。一定范圍內,隨鋰鹽加入量的增加制得的改性膨。一定范圍內,隨鋰鹽加入量的增加制得的改性膨潤土的膨脹值增大;但鋰鹽加入量超過一定值后,膨脹值不再增加。潤土的膨脹值增大;但鋰鹽加入量超過一定值后,膨脹值不再增加。鋰基膨潤土制備工藝如圖所示。活性白土的制備(活化)活性白土的制備(活化) 經過酸化處理的膨潤土稱作活性白土又稱漂白土,分子式為經過酸化處理的膨潤土稱作活性白土又稱漂白土,分子式為H H2 2AlAl2 2(SiOSiO3 3)4 4HH2 2O O,是一種具有微孔結構,比表面積大的多孔型白色,是一種具有

12、微孔結構,比表面積大的多孔型白色- -灰白色粉末,具有灰白色粉末,具有強的吸附性。強的吸附性。 酸化反應,實際上是一個酸化反應,實際上是一個溶解雜質溶解雜質,離子交換以及部分結構破壞的過程。,離子交換以及部分結構破壞的過程。在酸化過程中,一些碳酸鹽類等可被酸溶解的雜質礦物溶解后,提高了原料中在酸化過程中,一些碳酸鹽類等可被酸溶解的雜質礦物溶解后,提高了原料中的蒙脫石含量;的蒙脫石含量; 小半徑高活性的小半徑高活性的H H+ +取代蒙脫石層間可交換陽離子取代蒙脫石層間可交換陽離子CaCa2+2+、MgMg2+2+、K K+ +、NaNa+ +等,改等,改變蒙脫石礦物晶體的表面積電位,增加其吸附特

13、性;變蒙脫石礦物晶體的表面積電位,增加其吸附特性; 在不改變蒙脫石層狀結構骨架的情況下,強酸將蒙脫石八面體層邊緣的部在不改變蒙脫石層狀結構骨架的情況下,強酸將蒙脫石八面體層邊緣的部分分MgMg2+2+、AlAl3+3+、FeFe3+3+、FeFe2+2+,以及四面體層中邊緣部分的,以及四面體層中邊緣部分的SiSi4+4+溶出,使蒙脫石晶溶出,使蒙脫石晶格格“松散松散”,晶體層兩端孔道增大,增加其比表面積,可從原土的,晶體層兩端孔道增大,增加其比表面積,可從原土的80m80m2 2/g/g增至增至200-400m200-400m2 2/g/g。因此經酸化處理的膨潤土具有強的化學活性和吸附性。因此

14、經酸化處理的膨潤土具有強的化學活性和吸附性。 活性白土能脫去(吸附)油脂色素(包括胡蘿卜素、胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素、棉酚、氧化色素、蛋白質分解物、血紅素、酶等)、高分子有機大分子。這種能力主要不是通過離子交換吸附,而是物理吸附。 活性白土在工業上應用很廣,主要用于石油產品精煉、脫色,在油脂工業中用于食用菜油的脫色,還有肥皂、塑料、樹脂等方面的脫色等用途,如在煉油工業中凈化汽油、煤油和其它礦物油、石蠟、凡士林等。 在催化蒸餾石油時,使用活化膨潤土可起到催化作用,使碳化物分解。在催化工業中膨潤土被用來凈化粗苯,在300450時,可作為催化劑載體。 活性膨潤土具有乳化作用、親和炭粒以及去污效力強,

15、還起到改善肥皂效率的一種分散劑作用、可代替部分油脂。 在油脂加工工業中,活性膨潤土除具有脫色作用外,還可清除加工油脂時所產生的不純物。目前有些國家還用活性膨潤土作人造奶油和其它人造油的凈化劑。有機膨潤土的制備有機膨潤土的制備 有機膨潤土的制備有濕法、干法和預凝膠法三類。 (1)濕法 分散膨潤土經改型、提純、精制,用長碳鏈有機陽離子取代蒙脫石晶層間金屬離子,使層間距擴大至1.73.0nm,形成疏水的有機復合物,再經脫水、干燥、破碎成粉末產品。 (2)干法 將含水量20%30%的精選鈉蒙脫石與有機覆蓋劑直接混合,用專門的加熱混合器混合均勻,再經擠壓,制成含一定水分的有機膨潤土;也可進一步烘燥、破碎成粉狀產品,或將含一定水的有機膨潤土直接分散于有機溶劑中(如柴油),制成凝膠或乳膠體產品。 (3)預凝膠法 類似濕法,是將膨潤土分離、改型提純。在有機覆蓋過程中加入疏水有機溶劑(如礦物油),把疏水的蒙脫石復合物萃取進入有機油,分離出水相,再蒸發出去殘留水分,直接制成有機膨潤土預凝膠。有機膨潤土的應用 有機膨潤土,是由有機離子或中性分子以共價鍵、離子鍵、氫鍵、偶極鍵以及德華力、庫倫力與蒙脫石結合成的蒙脫石有機

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