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文檔簡介

編號:時間:2021年x月x日書山有路勤為徑,學海無涯苦作舟頁碼:第頁膨潤土市場調研報告目錄第一章膨潤土概述第一節膨潤土定義第二節膨潤土概述第二章膨潤土技術發展趨勢第三章膨潤土國內外市場綜述第一節膨潤土市場狀況分析及預測第二節膨潤土產量分析及預測第三節膨潤土需求量分析及預測第四節膨潤土產供需狀況分析及預測第五節膨潤土價格分析第六節膨潤土進出口狀況分析第四章國內膨潤土生產廠家介紹第五章國內膨潤土擬建及在建項目第六章膨潤土經銷商第七章國外膨潤土市場分析第一節概述第二節亞洲第三節歐盟第四節北美自由貿易區第八章國外膨潤土生產商進口商概述膨潤土市場調研報告概述定義膨潤土(Bentonite)又名膨土巖、斑脫石、甘土、皂土、陶土、白泥,俗名稱觀音土,是以蒙脫石為主要成份的粘土礦物,其化學成份相當穩定,被譽為“萬能石”。蒙脫石是由二層共頂聯接的硅氧四面體片夾一層共棱聯接的鋁(鎂)氧(氫氧)八面體片,構成2:1型含結晶水的硅酸鹽礦物,是粘土類礦物大家庭中晶體結構變異最強的礦物之一。蒙脫石可呈各種顏色如黃綠、黃白、灰、白色等等。可以成致密塊狀,也可為松散的土狀,用手指搓磨時有滑感,小塊體加水后體積脹大,在水中呈懸浮狀,水少時呈糊狀。膨潤土的層間陽離子種類決定膨潤土的類型,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;層間陽離子為H+時稱氫基膨潤土(活性白土);層間陽離子為有機陽離子時稱有機膨潤土。膨潤土具有很強的吸濕性,能吸附相當于自身體積8~20倍的水而膨脹至30倍;在水介質中能分散呈膠體懸浮液,并具有一定的粘滯性、觸變性和潤滑性,它和泥沙等的摻和物具有可塑性和粘結性,有較強的陽離子交換能力和吸附能力。膨潤土的化學分子式為:Al2O3·4(SiO2)·H2O,分子量360.31,CASNo.:一三02-78-9,其分子結構式如下:膨潤土由于有良好的物理化學性能,可做粘結劑、懸浮劑、觸變劑、穩定劑、凈化脫色劑、充填料、飼料、催化劑等,廣泛用于農業、輕工業及化妝品、藥品等領域,所以蒙脫石是一種用途廣泛的天然礦物材料。概述膨潤土是一種極有價值、多用途的非金屬礦物,膨潤土及其加工產品具有優良的工藝性能,如分散懸浮性、觸變性、流變性、吸附性、膨潤性、可塑性、黏結性、陽離子交換性等,可用作黏結劑、懸浮劑、觸變劑、增塑劑、增稠劑、潤滑劑、絮凝劑、穩定劑催化劑、凈化脫色劑、澄清劑、填充劑、吸附劑、化工載體等,廣泛應用于石油、冶金、化工、鑄造、建筑、塑料、橡膠、涂料、輕工、環保等領域。天然膨潤土一般多為鈣基膨潤土,其物化性質不甚理想,如將其加工成鈉基膨潤土、提純膨潤土、顆粒膨潤土、有機膨潤土、活性白土(顆粒白土)、白炭黑等膨潤土深加工產品,可廣泛用于石油化工、油脂、醫藥、建筑、日化、紡織、涂料、冶金、環保等各領域中。鈉基膨潤土自然界產出的膨潤土,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、鉆井泥漿、鐵礦球團、干燥劑、污水處理、建筑工程防水材料、涂料等7種行業需求用量較大。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。提純后的膨潤土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。制備納米級蒙脫土的膨潤土,應是蒙脫石含量>95%。納米級有機膨潤土蒙脫土,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。高純度提純膨潤土和納米膨潤土可以直接藥用。膨潤土用于急、慢性腹瀉(尤以對兒童急性腹瀉)時也叫蒙脫石散,進口藥名還叫思密達(smecta)。由于蒙脫石散服后不易吸收,不進入血液循環,應用期間十分安全,無毒性反應。膨潤土對若干毒品有解毒作用。目前,蒙脫石輔助治療有機磷農藥中毒患者中毒療效滿意。膨潤土還是一種良好的冶癬藥物。另外,用蒙脫石可制取治氟骨癥藥片,同時可改良高氟水,具有降氟的作用。膨潤土除直接藥用外,還是藥物的吸著劑和藥膏藥丸的粘結劑。現代醫學證明,在中西藥物中加入膨潤土后,可增加有效物質的穩定性。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,防止織物表面結殼和渣滓的堆積,減少沸石在織物上的沉積;可使流體介質中污物和其它顆粒保持懸浮狀態;吸附油類及其它雜質,甚至可使細菌凝結。在牙膏、化妝品中作凝膠劑,可替代國外進口的牙膏用增稠劑、觸變劑合成硅酸鋁鎂。高白膨潤土用于化妝品,具有去污、解毒、止庠、美容、保溫等性能。高白膨潤土在陶瓷中用作塑性填料,特別是在需要燒結后高白度的產品中。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度,同時在膏體中使水的懸膠體穩定,同時,其干粘合性為焙燒后的最終產品提供一種高結合強度和抗彎曲的能力。在陶瓷釉料中,高白膨潤土還用作增塑劑和增稠劑,為釉料和支持物提供強度、可塑性和高粘著性,有利于球磨;在造紙工業,高白膨潤土可用作多功能白色礦物填料;在涂料中作粘滯調節劑和白色礦物填料,可部分或全部代替鈦白粉。此外,高白膨潤土還可用在高檔膠粘劑、聚合物、油漆中。活性白土(顆粒白土)活性白土是用膨潤土為原料,經活化處理,再經水漂洗、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,能吸附有色物質及有機物質。在空氣中易吸潮,放置過久會降低吸附性能。但是,加熱至300攝氏度以上便開始失去結晶水,是結構發生變化,影響褪色效果。活性白土不溶于水、有機溶劑和各種油類中,幾乎完全溶于熱燒堿和鹽酸中,相對密度2.3~2.5有機膨潤土(改性膨潤土)一般地說,有機膨潤土(胺化土)是將鈉基膨潤土用有機胺鹽覆蓋而得。有機膨潤土主要用于油漆油墨、石油鉆井、聚合物活性填充劑等領域。有機膨潤土是有機液體的有效膠凝劑。在液態有機系統中加入相當少量的有機膨潤土,將大大影響其流變性,粘度增大,流動性改變,系統成為觸變的。有機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部門,以控制粘度和流動性,使生產更容易、儲存穩定性及使用性能更好。在環氧樹脂、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塊、耐腐蝕、加厚涂層等;用于溶劑性油墨可作增稠助劑,以調整油墨的粘度和稠度,防止油墨滲散,提高觸變性。有機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。有機膨潤土用作橡膠填料,是國際上八十年代新技術,原獨聯體、美、英等國家廣泛應用。吉林化學工業公司研究院經過三年的研制,成功地開發出生產橡膠用有機膨潤土(也叫改性膨潤土)技術方法。產品在樺甸、吉林、長春、吉化等輪胎廠進行試用,效果顯著,不僅輪胎使用壽命延長,輪胎生產成本也大大降低。橡膠用有機膨潤土(改性膨潤土)得到橡膠企業的認同和歡迎,市場潛力巨大。此后,浙江的豐虹、華特開發出有機膨潤土及超細/納米有機膨潤土,為有機膨潤土(改性膨潤土)的應用提供原料的保障。納米級有機膨潤土還用于尼龍、聚酯、聚烯烴(乙烯、丙烯、苯乙烯、氯乙烯)和環氧樹脂等塑料的納米改性,改善其耐熱性、強度、耐磨性氣體阻隔性和比重。納米級有機膨潤土在橡膠中應用主要用于橡膠制品的納米改性,改善其氣密性,定伸引力和耐磨性、防腐性、耐侯性、耐化學性。聚氨酯彈性體/蒙脫土納米復合材料、三元乙丙橡膠/蒙脫土納米復合材料都得到很好的研究。膨潤土白炭黑白炭黑即水合二氧化硅,是微細粉末狀或超細粒子狀的二氧化硅。是用于彩色、淺色橡膠制品的主要補強填料之一,是德國在40年代作為炭黑的代用品開發出來的,現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部門,其中橡膠、制鞋用量最大。以膨潤土為主要原料生產白炭黑生產工藝新穎先進,流程合理,低能耗,原料價格低廉易得,是國家鼓勵開發的國家級重點新產品,具有強勁的市場競爭優勢。我國膨潤土資源非常豐富,居世界首位,分布廣,易開采,但目前僅僅提供初級產品,效益低。利用膨潤土生產白炭黑,增加膨潤土的附加值,且成本低,為白炭黑在更廣泛的領域應用創造了條件。4A沸石4A沸石是具有四面體骨架結構的硅鋁酸鹽晶體,其合成方法有水玻璃法、天然沸石法、活性白土法、膨潤土法、高嶺土法和煤矸石法。水玻璃法工藝成熟,容易控制,產品質量好,但成本高。活性白土法、高嶺土法和煤矸石法生產4A沸石需要高溫焙燒原礦石,能源損耗較大,同時,對環境也會產生一定程度的污染。用天然沸石生產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,產品質量穩定可靠。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、湖泊等水域產生了“營養富集”污染。2000年,國家環保避將含磷洗衣粉列為禁止使用的產品。目前,我國年沸石用量已超過30萬噸,但我國現在生產4A沸石的生產量僅有5萬噸左右,可見,國內4A沸石需求缺口非常大。此外,4A沸石還可用于石油催化裂化、吸附干燥等方面。因此,4A沸石具有廣闊的市場前景,尤其用膨潤土合成洗滌劑助劑4A沸石更有潛力。無機鋁鹽用膨潤土可以生產氯化鋁或硫酸鋁。硫酸鋁是一種白色結晶體,比重為1.69,廣泛應用于糊料凈水造紙、印染、制革、木材防護及消防藥劑等工業部門。技術發展趨勢膨潤土礦的開發應用:1、分類及結構特點1.1分類根據其形成原因,天然膨潤土礦主要分為:火山巖型、火山巖-沉積型、沉積型、侵入巖型。其中以沉積型為最重要,儲量占全國儲量的70%以上。按礦石的組份及結構構造可分為粘土狀、粉砂狀、砂狀、角爍狀等類型。按蒙脫石層間陽離子比例關系又可分為鈉基、鈣基和天然漂白土三種。其中鈣基膨潤土包括鈣鈉基、鈣鎂基等膨潤土。1.2結構特點膨潤土是一種以蒙脫石為主的粘土。蒙脫石為含水的層狀硅酸鹽礦物,結構單元層TOT型。T層為[SiO4]四面體層,其中Si被類質同象代換的量很小,層內成分穩定;O層為八面體層,蒙脫石屬二八面體型結構,八面體位可被Al3+、Mg2+、Fe2+(Fe3+)占據,其中以Al3+為主,后幾種離子的含量變化較大。膨潤土的顏色各異,相對密度為2.6,熔點為1430℃2、開發應用天然膨潤土一般多為鈣基膨潤土,其物化性能不甚理想,使用價值、經濟價值均低,若將其加工成鈉基土、提純土、顆粒土、有機土、活性白土、白炭黑等膨潤土深加工產品。可廣泛用于石油、化工、醫藥、建筑、紡織、涂料、橡膠、環保等24個領域數百個行業中。2.1鈉基土將膨潤土原礦經破碎、鈉化改型、干燥、球磨、空氣分級、氣旋過濾而成。實現這種鈉化反應的途徑有懸浮液法、雙螺旋鈉化法、超臨界處理法等。目前采用較多的是懸浮液法,此法改型產品質量穩定可靠。鈉基膨潤土可遏止鑄件夾砂、結疤、掉塊、砂型塌方等現象,加之成型性強、型腔強度高,便于金屬行業澆鑄濕態或干態型模,并具有一定的耐熱能力,所以是精密鑄件首選的型砂粘結劑。同時鈉基土吸水性強、分散性好、出漿量大,能快速冷卻鉆頭,清除碎屑,保護井壁,因此還是制造鉆井泥漿的理想材料。另外,它還具有優良的粘結性,與鐵粉混合后其粘結度好、造球均勻、成球率高,焙燒區大,脫硫效果好,返礦量少,從而成為現代冶金工業的重要附料之一。除此之外,鈉基膨潤土亦具有吸附活性,靜態減濕和異味去除等功效,且吸附速度快、能力高、無毒、無腐、干燥效果好,常被用于不能采用油封、氣相封存的產品中,如光學、電子、軍工、民用產品及醫藥、食品包裝的干燥空氣封存,出口量較大。在污水處理方面,鈉基膨潤土可作為渾濁水的澄清劑、被污染水的防水劑、廢水處理劑等。在建筑工程上利用鈉基膨潤土的潤滑性、粘結密封性、增稠性及膠凝性制成泥漿,用于灌漿、沉箱、打樁、隔墻建造、土地防滲、水泥及混凝施工添加劑、隧道盾構潤滑等。同時它還有高度的水密性和自身修補復原功能,其防水密實性、自保水性好,并具有永久的防水性能。在酒業中能吸附丹寧,起著澄清、顏色穩定劑作用,減少乙醛及硫化氫的形成,消除所有外來的氣味。在涂料中作粘滯調節劑和白色礦物填料,代替鈦白粉。亦可用作無紡布、石膏板顆粒的粘結劑。在造紙工業中多用作多功能白色涂料,它還在碎漿機中起抗縱搖吸附劑作用、在機械中起保持劑作用,在紙漿中起流變調整劑作用。2.2提純膨潤土由于天然膨潤土品位低白度差,須經過提純除去雜質才能用于如陶瓷坯體釉料高白度高粘增塑劑、牙膏增稠劑、化妝品底料等高檔商品中。膨潤土的提純可利用其遇水易崩解、易分散的特點,采用沉降、還原與絡合等方法將其提純處理。提純膨潤土的純度高,可直接藥用。因主礦物蒙脫石對引起腹瀉的各種細菌、病毒、毒素等具有較強的吸附和固定作用,并且能迅速覆蓋消化道粘膜,對消化道粘膜起保護作用,使受損傷的消化道細胞很快得到修復,還能促進上皮細胞恢復再生,加速潰瘍面愈合,對口腔粘膜表面的各種致病因子亦有很強的固定和抑制作用,可廣泛用于治療急、慢性腹瀉,治療食管炎、胃炎、結腸炎、腸應激綜合癥及口腔潰瘍等疾病。2.3顆粒膨潤土顆粒膨潤土分為玉米芯、木屑、紙質等品種。它是以鈉基膨潤土為原料,經擠壓、烘干、破碎、篩分制成的一種顆粒狀產品。其吸附液體和臭味能力強,易結團、團塊牢固、不崩解、易清理,不含游離SiO2,既清潔又無害,是首選的家庭寵物墊料。2.4有機膨潤土有機膨潤土是將鈉基膨潤土加入有機季胺鹽的乙二醇溶液中,經高速攪拌、置換反應而成。有機膨潤土是有機液體的有效膠凝劑,把少量的有機膨潤土加入到液態有機系統中,將大大影響其流變性,粘度增大,流動性改變。此外,固體可在液體中懸浮,可控制其向多孔基底的滲透。有機膨潤土用于油漆、印刷油墨、潤滑油、化妝品等工業部門,以控制粘度和流動性,使生產更容易,儲存穩定性及使用性能更好。在油漆方面,用于環氧樹脂、酚酞樹脂等系列顏料油漆中,可作防沉降助劑,具有防止顏料沉底結塊,耐腐蝕、加厚涂層等作用。用于溶劑性油墨,可作增助劑,以調整油墨的粘度和稠度,防止油墨滲散,提高觸變性。2.5活性白土活性白土是以膨潤土為原料,經無機酸化處理,再經水漂洗,干燥、粉磨而成。生產方法主要有全濕法、氣相法、煅燒法等。目前采用最多的是全濕法。活性白土是一種具有微孔網絡結構、比表面積很大的多孔型白色或灰色粉末,具有極強的吸附性,能吸附有色物質、有機物質,廣泛用于石油的精煉,動植物油的脫色、除臭以及絕緣油的凈化、廢潤滑劑的回收等。它是化妝品、醫藥、涂料的原料,還可用作無碳復寫紙顯色劑、水分干燥劑,內服藥物堿解毒劑,維生素A、B吸附劑,潤滑油重合接觸劑,中、高溫聚合催化劑等。2.6白炭黑以膨潤土為主要原料,在少量活化劑存在下用硫酸處理而得。它是彩色、淺色橡膠制品的主要配合劑和補強填料。同時它還是一種良好的復合填料,不僅具有白炭黑、膨潤土各自的功能性,而且還有良好的協同效應,能賦予橡膠制品以很高的補強效果和優異的物理機械性能,改善輪胎磨耗、濕滑和滾動阻力等胎面性,為此被廣泛用于橡膠、制鞋、油漆、造紙、合成樹脂和油脂等工業部門,其中橡膠、制鞋用量最大。據國家建材局年報統計,2006年我國白炭黑生產量突破50萬噸大關。3、結語我國膨潤土來源廣泛,資源豐富,但開發利用程度較低,目前僅提供低檔產品,使用范圍窄,效益低。如將其加工成高附加值如無機織物柔軟劑、陶瓷增塑劑、牙膏研磨劑、顏料填料、淀粉改性劑、化妝品底料、聚合物/層狀硅酸鹽納米復合材料等高、精、尖膨潤土產品,則可擴大應用范圍,提高有效利用程度。改性膨潤土研究進展:我國不僅煤礦資源儲量豐富,其它非金屬礦儲量也很高。非金屬礦產品因具有多種獨特的優異性能(如耐熱、隔熱性、耐酸堿性、堅硬性、導電性、絕緣性、潤滑性、吸附性、膨脹性等物理性能及各種化學性能)而被廣泛應用于冶金、化工、輕工、建材、機械、農業、國防、環保等工業部門。當今世界開發“資源型”環保礦物材料既可擴大礦物資源的綜合利用范圍,又可大幅度降低環境污染治理成本,產生明顯的經濟效益和社會效益。膨潤土作為粘土礦物的一種,有較大的內、外表面積,較強的吸附能力和陽離子交換能力,利用這些性能可進行廢水處理、空氣凈化、土壤修復以及生產隔音、防滲材料等。并且膨潤土在我國儲量豐富、種類繁多、價格低廉,在環境污染修復中具有投資少、處理效果好、工藝簡單、二次污染小等優點。我國膨潤土雖資源豐富,但多為鈣基土,應用價值較大的鈉基膨潤土較少,且蒙脫石含量多在60%~80%,中低品位礦較多,吸附能力較弱,在很多方面滿足不了多種用途的要求。對膨潤土進行適當的物理化學改性以提高某些性能,能滿足多種用途的要求。1、天然膨潤土的結構與性質膨潤土是一種以蒙脫石為主要成分的粘土礦物,而蒙脫石是含水的層狀鋁硅酸鹽礦物,由2個硅氧四面體層中間夾1個鋁(鎂)氧(氫氧)八面體層組成,屬于2∶1型的3層粘土礦物,其組成為(Na,Ca)0.33(A1,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O,在礦物形成過程中,常會發生同晶替代作用,晶體結構層間存在過剩負電荷,由于靜電吸附陽離子而保持電中性。此外,膨潤土具有很大的表面積,因而吸附能力和離子交換能力很強。我國膨潤土產地主要有河北宣化、浙江余杭、河北隆化、遼寧黑山、遼寧建平、浙江臨安、甘肅金昌、新疆布克塞爾等。近年來膨潤土作為一種吸附劑在污染土壤的改良、污染廢水的處理方面得到了一些成功的應用。膨潤土也可用作填埋場的襯底、室內空氣凈化劑、除臭和去油污劑以及處理有毒有害固體廢物時的物理隔離材料等。2、改性膨潤土研究進展常用的膨潤土改性方法有煅燒改性、鈉化改性、酸改性、無機陽離子柱化、有機插層等。膨潤土經過改性后,吸附特性及吸附能力都有不同程度的變化。2.1煅燒改性高溫煅燒的主要目的是使膨潤土失去表面水、水化水、結合水以及一些雜質。焙燒溫度一般不超過600℃,時間以2h聶錦旭等研究了經450℃焙燒的改性膨潤土對苯酚的去除效果,結果表明:改性膨潤土投加量為4g/L時,對苯酚的去除率可以達到92.2%;采用分批投藥的方式,苯酚去除率可達99.7%。李織宏等人研究碳焙燒膨潤土的改性效果,試驗結果表明:最佳焙燒溫度為600℃;pH=3時用加碳焙燒改性膨潤土處理工業染料直接桃紅12B廢水,脫色率達80%。王代芝用煅燒改性后的膨潤土處理氨氮廢水,試驗結果表明:5g經300℃煅燒改性的膨潤土,在攪拌時間為40min時,對100mL質量濃度為160mg/L2.2鈉化改性我國的膨潤土大部分為鈣基膨潤土,其性能遠差于鈉基膨潤土,因此多需進行鈉化改性。鈉化改性方法主要有懸浮法、陳化法和擠壓法。懸浮法是將純堿或相應的鈉鹽加入一定料液比的膨潤土漿液中,經浸泡打漿后脫水、干燥、研磨,制成鈉化改性膨潤土。此法通常與濕法提純配合使用。陳化法是將按一定鈉離子交換量配制成的鈉鹽溶液加入原礦或加工后的干粉中,控制礦石含水量為30%左右,攪拌均勻后堆放7~10d,得到鈉化改性膨潤土。擠壓法是在加入改性劑的同時施加一定的壓力,使粘結的蒙托石顆粒分開,以加速粒子間的交換過程。此法比前兩種方法的改性效果都要好。鈉化改性可改善膨潤土的理化性能和工藝性質,主要表現為鈉化改性膨潤土吸水速度慢,吸水率與膨脹倍數大,陽離子交換量高,在水介質中分散性好,膠質價高,加熱穩定性好等。楊秀紅等人研究了鈉化改性膨潤土對Cd2+的吸附效果,結果表明:鈉化改性膨潤土對Cd2+的飽合吸附量為8.45mg/g,是土壤的2.70倍;鈉化改性膨潤土對Cd2+的吸附主要為離子交換吸附;在鎘污染土壤中添加鈉化改性膨潤土可促進植株生長,降低植株地上部和地下部重金屬的含量。2.3酸改性經過酸改性的膨潤土稱之為活性白土或漂白土。膨潤土經酸化處理,酸與硅酸鹽發生物理化學反應,蒙托石層間的鈉、鉀、鎂和鈣離子等陽離子溶出,從而削弱了層間的鍵能,使層間晶格裂開,層間距增大,活性增加。王代芝等人采用鹽酸改性后的鈉基膨潤土處理含鎘廢水,試驗結果表明:經20%鹽酸改性后的膨潤土對鎘離子具有較強的吸附作用;pH是影響吸附效果的主要原因,在弱堿性(pH=7~9)條件下,吸附性能大大提高。彭榮華研究了靜態條件下酸改性膨潤土對重金屬離子的吸附性能,結果表明,在pH值為5.0~7.0,廢水中Cd2+含量不大于45mg/L條件下,Cd2+的去除率可達到98.5%以上,出水達到了國家排放標準。胡恭任副用硫酸對提純膨潤土進行活化改性制得酸改性膨潤土,并用于處理含Pb2+廢水,試驗結果表明,當Pb2+初始濃度為10mg/L時,在用土量為8g/L,pH=7,振速為一八0r/min,吸附時間為一五min條件下,酸改性膨潤土對Pb2+的去除率可達99.6%,處理后Pb2+2.4插層改性插層改性又叫交聯改性或柱化。交聯劑中的聚合羥基金屬陽離子借離子交換作用進入膨潤土層間,將膨潤土內的層與層撐開,從而形成粘土層間化合物,經進一步加熱,層間插層劑會脫去羥基,最終轉化成為穩定的氧化物柱體。插層改性增大膨潤土的層間距,增加膨潤土的吸附容量。付桂珍等人用碳酸鈉將鈣基膨潤土鈉化改型后,用十六烷基三甲基溴化銨作插層劑對其進行有機插層處理,并采用XRD,NFIR和DTA/TG等測試技術對所制備的蒙脫石有機插層復合物進行表征,結果表明,經插層處理后的蒙脫石層間距明顯增大,由原土的1.555nm增至2.045nm。任廣軍、翟玉春等人研究了無機-有機柱撐膨潤土,結果表明:經柱撐后膨潤土層間距明顯增大,達1.9nm以上;柱撐處理后的膨潤土吸附能力明顯大于鈉基土,對酸性紅B溶液有很高的脫色率和CODCr降解率。任廣軍、王穎等人以羥基鐵鋁為柱化劑制備了Fe-A1柱撐膨潤土,并研究了其對水溶液中鉛離子的吸附去除性能。結果表明:Fe-Al柱撐膨潤土對水溶液中的鉛離子有很好的去除效果,當其用量為20g/L時,水溶液中鉛離子的吸附去除率達到88.4%;Fe-A1柱撐膨潤土對水溶液中鉛離子的吸附在60min時達到平衡;溶液pH值對水溶液中鉛離子的去除有一定的影響,中性和弱堿性條件下的去除率大于酸性。2.5有機改性有機改性包含兩種機理,一種是借助有機陽離子化合物和蒙托石中可交換的陽離子來實現改性,另一種是通過物理吸附(一般表現為單分子吸附)使膨潤土有機改性。有機極性化合物能置換蒙托石的層間吸附水,然后通過范德華力被吸附在蒙托石的單位晶層底面上。Bentouami用8-羥基喹啉檸檬酸鹽對膨潤土進行改性,改性后膨潤土的重金屬去除能力比鈉基膨潤土高1倍。盧杰用十六烷基三甲基溴化胺對膨潤土改性,所得有機膨潤土顆粒間間距明顯增大,顆粒表面由親水性變為疏水性,可有效吸附去除水中的四氯化碳。A.Oyanedel-Craver用十六烷基三甲基溴化胺和三甲基苯基溴化胺制得有機改性膨潤土,能有效除去溶液中的重金屬(Cd2+,Pb2+,Zn2+),且吸附重金屬的能力隨著有機膨潤土中有機物含量的增加而減少。S.M.DalBosco等人用吡咯啶二硫代甲酸對蒙托石進行改性處理,研究表明,改性后的蒙托石對鎘離子和銅離子具有更強的吸附力,可將濃度為50mg/L的鎘離子和銅離子幾乎完全吸附。莫偉等人研究發現,經鋁酸脂偶聯劑改性的膨潤土極大地增強了膨潤土表面的疏水性。3、改性膨潤土今后研究方向改性膨潤土在環境污染的治理中發揮著重要的作用,并具有良好的發展潛力和應用前景。今后應以以下幾個方面為重點開展改性膨潤土的研究:(1)深入探討改性膨潤土的成分、結構與性能之間的相互關系,以便最大限度地開發利用改性膨潤土。(2)從微觀結構出發研發能增強改性膨潤土吸附性能的改性劑或添加劑,采用多種手段進行多層次、多方位的改性,尤其是提高表面活性點的強度及數量,進一步發掘改性膨潤土吸附潛力。(3)設計和制備新型改性膨潤土環境修復材料及其復合材料。(4)以前的研究多集中在各種改性產品對單一污染物或同種類污染物的吸附處理,吸附機理一般只涉及對某種特定污染物的吸附。對重金屬吸附劑的改性主要采用鈉化、酸化以及柱化等改性方法,用有機改性膨潤土吸附重金屬的研究不多見。今后應注重具有綜合吸附能力的改性膨潤土的開發,加強利用有機改性膨潤土吸附重金屬離子的研究。改性膨潤土在紡織印染行業的應用與展望:膨潤土作為最重要的非金屬礦物之一,資源豐富,價格低廉,具有無毒、無化學污染、強吸附、吸濕、膨脹、催化、潤滑等特性,享有“有千種用途”的“萬能材料”之美稱。膨潤土是一種以蒙脫石為主的粘土,蒙脫石為含水的層狀硅酸鹽礦物,每個晶胞由2個硅氧四面體和1個鋁氧八面體構成,四面體中心的Si4+和八面體中心的Al3+易被低價的陽離子取代,因而表面層帶負電,有良好的離子交換和吸附能力。1、膨潤土的改性膨潤土的常用改性方法有活化改性法和添加改性劑改性法。1.1活化法改性活化膨潤土的方法有很多,如焙燒活化法、酸活化法、氫活化法、鹽活化法等,其中以酸化法和焙燒法較為常用.Na+、Mg2+等陽離子轉變為可溶性的鹽溶出,層間的鍵能減弱,層間距增大,形成具有比表面積大的多孔活性物質,也可除去膨潤土結構通道中的雜質,增大孔道容積,性。高溫焙燒可使膨潤土失去表面水、水化物和結構中的結合水以及一些雜質,減小水膜對污染物的吸附阻力,有利于吸附質分子的擴散,從而改變膨潤土的吸附性能。1.2添加改性劑改性改性劑通常包括無機改性劑和有機改性劑。無機改性劑對膨潤土改性的原理是利用陽離子交換,把蒙脫石層間原有的金屬離子置換出來,改變膨潤土的層間結構,提高其吸附性能和表面活性。有機改性劑是通過有機陽離子取代蒙脫石層間的可交換離子或與層間金屬離子反應生成有機金屬配合物等,以實現膨潤土改性,經有機改性后的膨潤土親水性減弱,親油性增強,層間距增大,提高了膨潤土對有機物的吸附能力。膨潤土除活化、無機或有機物改性之外,還可以同時加入無機物和有機物制得無機-有機復合膨潤土,以進一步改善膨潤土的吸附能力。2、在紡織印染行業的應用經過提純、改性的膨潤土中,蒙脫石含量高,雜質少,粒度細,化學性質穩定,能形成穩定的凝膠狀態,且在中性和微堿性環境以及溫度不超過100℃時,粘度很穩定,針對不同的吸附對象,通過酸、氧化劑、無機鹽、有機物等對膨潤的交換性能,將膨潤土應用于紡織印染工業領域具有非常廣闊的前景我國的膨潤土儲量居世界第一位,現開采量為200萬t左右,主要集中在東北及東部沿海各省,在紡織印染工業領域,國內膨潤土的研究還處于試驗室規模,其實際使用量還很小,有機膨潤土的開發應用還沒有受到紡織印染行業應有的重視,因此,專家希望此文能讓大家深入關注了解膨潤土,擴大應用范圍,提高利用程度。2.1紗線上漿經過提純、改性的膨潤土有著驚人的分散性、穩定性和良好的粘結性,并且與淀粉、天然纖維具有“相似相容”性,結合力很好,故在紡織工業上可作為漿料的組分之一。江西科學院應用化學所的毛燕紅將膨潤土替代35%淀粉用于紡織經紗上漿,產品不發霉、不生蟲、易退漿、外觀及手感良好,單紗強力、上漿率均達到l00%淀粉漿紗時的指標,且不改變原漿紗工藝及設備,經濟效益明顯。2.2棉織物前處理東華大學姚永麗等介紹了鈣基膨潤土經無機酸活化后所得到的活性白土,其陽離子交換性進一步增強,比表面積進一步增加,在棉織物前處理過程中加入活性膨潤土,可以利用它的陽離子交換性來吸附前處理浴中的Cu2+、Fe3+等重金屬離子,增加雙氧水的穩定性,減少對織物的損傷,而且可以防止在棉織物上產生銹漬或雜質沉淀,提高織物的白度,由于活性白土的比表面積很大,且有很強的吸附作用,從而有助于棉纖維上油劑及蠟狀物質的去除。2.3染色由于聚丙烯纖維大分子的非極性結構,分子中沒有可與任何染料分子結合的極性基團,且其結晶度高、結構緊密,纖維內部缺乏染料擴散必需的孔隙。因此,目前常用的染料甚至分散染料也幾乎不能使其染色,郭曉等研究了聚丙烯/聚苯乙烯/膨潤土共混纖維,結果表明,聚合過程中膨潤土的層間距沒有發生明顯變化,添加劑聚苯乙烯/膨潤土復合粒子的加入使共混體系的熔點降低,結晶溫度從ll5℃上升到l17℃,結晶度從44.2%降低到40.2有機膨潤土用作合成纖維織物的染色助劑,由于合成纖維本身的親水性比較差,染色時常常導致染色不勻,利用有機膨潤土與染料及水的雙重親水性,在染色過程中能提高染色的勻染度和染色率,經加入十六烷基三甲基溴化銨改性的膨潤土的染液對腈綸毛線染色,染出的毛線色澤鮮艷,膨松,均勻度高。2.4活性染料印花活性染料在棉布直接印花中占有重要地位,海藻酸鈉是目前活性染料中最為適用的糊料,用它作為活性染料糊料,可獲得手感柔軟、色澤鮮艷的印花織物,近年來,海藻酸鈉供應日趨緊張,價格隨之猛增,使企業的生產成本有所增加。膨潤土的主要成分蒙脫石是含水的鋁鎂硅酸鹽,結構單元層之間結合比較松弛,同時含有一定量的層間水,它在水中具有較高的分散性、膨脹性,膠體穩定性好,經改型、改性、增稠處理后形成的溶膠(礦物糊料),還具有印花糊料的一般特性(增稠性、流變性),可用作織物印花糊料,因此可作為海藻酸鈉等有機糊料的部分代用品。鄭林偉等研究了膨潤土礦物糊料制備及其流變性能與常用糊料、染料和各種助劑的相容性,印花工藝及配方。結果表明:膨潤土經選礦提純制備礦物印花糊料,可部分替代海藻酸鈉用于活性染料印花,印制效果良好,產品得色濃艷,各項牢度指標符合標準要求。膨潤土礦物糊料部分替代海藻酸鈉用于活性染料印花有以下優點:(1)適用于全棉、滌棉以及絲綢等織物,印制效果良好,產品得色率高,手感和色牢度均達到海藻酸鈉水平,符合標準要求;(2)拼混糊料不易變質,蒙脫石是無機礦物,細菌對其作用甚小,在和部分海藻酸鈉拼混后,可延長糊料的壽命(夏季放置一周不變質),減少生產“壞漿”的損失.膨潤土本身cOD值很低,加上它有吸附作用,能降低印花污水的COD值,減輕污水處理負擔;(3)膨潤土礦物糊料用于織物印花,工藝簡單,價格低廉,用常規糊料印花所需設備即可,便于推廣和應用,具有較好的社會效益與經濟效益。2.5活性染料對棉織物染色的凈洗劑以天然鈣基膨潤土為原料,通過活化、陽離子表面改性制得一種生態型凈洗劑,在凈洗過程中產生的泡沫極少,容易從織物上被洗去,可以節約洗滌用水量,減少廢水排放量,而且經凈洗后的活性染料染色棉織物具有優良的皂洗牢度,凈洗殘液的COD值也很低,與用表面活性劑復配的凈洗劑的凈洗效果相當。因此,可用作一種新型“綠色”織物凈洗劑。2.6用作織物柔軟劑利用有機膨潤土易吸附在纖維表面的特性,用作織物柔軟劑,有潤滑、吸濕和抗靜電的作用。吉林省輕工業設計研究院將天然膨潤土經精制加工、有機改性后制成新型織物柔軟劑-HPN,經測試證明其柔軟效果明顯,用其配制的柔軟型洗衣粉對棉、麻、羊毛、合纖織物具有良好的洗凈效果,洗后織物柔軟、滑爽、穿用舒適感強,而且產品價格低,其綜合生產成本只相當于陽離子表面活性劑的5%~10%,有明顯的社會效益和經濟效益。2.7印染廢水處理由于染料廢水具有日排出量大、色度高、水質復雜等特點,使其很難用傳統的方法處理且對水環境的危害十分嚴重,改性后膨潤土可用來處理染料廢水。趙大傳等通過高溫焙燒法、硫酸酸化法和有機季銨鹽法分別對膨潤土進行改性,利用改性膨潤土對活性翠藍KN-G染料廢水進行靜態吸附試驗。結果表明,3種改性膨潤土的吸附能力較原土均有不同程度提高,其中有機膨潤土對染料廢水的吸附效果最佳。Liwang等使用不同質量分數的殼聚糖對膨潤土改性,在對該復合吸附劑進行了FTIR和XRD分析的同時,研究了殼聚糖、膨潤土和改性膨潤土對染料CongoRed的吸附性能.結果表明,改性膨潤土顆粒對染料CongoRed的吸附量明顯高于殼聚糖或膨潤土單獨吸附時的量,且吸附過程符合Langmuir模型。中科院聶錦旭等用Fe鹽改性膨潤土處理染料廢水,在溶液pH4.O、振蕩3Omin、改性膨潤土投加量O.025g/L時,Fe2+、Fe3+改性膨潤土對20mg/L亞甲基藍的去除率分別達到85.7%和95.2近來,浙江大學研究者成的有機膨潤土可經一步法除去印染廢水中的酸性染料以及陽離子表面活性劑,其等溫吸附過程符合Langmuir模型。3、存在問題與展望道。近年來,隨著人們對有機膨潤土應用的認識,在有機膨潤土這一領域的研究開始活躍,并取得了一些成果。但在膨潤土的研發過程中,也反映出了一些問題:(1)回收再生問題,理論上膨潤土可以再生,但因其價格較低,且處理成本較高。研究者應深人研究改性劑的種類及經濟實用的再生方法,降低處理成本,努力拓寬其應用范圍;(2)膨潤土是一種粉末狀粘土,經水浸泡后發生溶脹,形成泥漿,固液很難分離。因此,研究適宜的加工條件是將膨潤土用于實際染料廢水處理時必須解決的首要問題。但膨潤土具有較高的化學和生物穩定性,對環境友好等優點,在生態型紡織助劑的開發應用過程中有著非常廣闊的應用前景,相信不久的將來,改性膨潤土會成為一種當之無愧的環保型紡織助劑。高膨脹性鈉基膨潤土的制備:膨潤土是一種應用范圍極廣,具有良好的粘結性、膨脹性等優異性能的粘土礦物。我國膨潤土資源儲量豐富,但主要以鈣基膨潤土為主,天然鈉基膨潤土僅占約10%。和鈣基膨潤土相比,鈉基膨潤土其理化性能優異,具有更好的離子交換性、膨潤性、懸浮性、潤滑性、吸附性、去污性等功能。所以常將鈣基膨潤土進行鈉化改性,即所謂人工鈉化膨潤土。以下就是利用鈉鹽對膨潤土進行人工鈉化,在活化劑的協同作用下,使得鈉改性膨潤土具有更好的膨脹性能,其膨脹倍和膠質價也大大優于其他鈉化方法所制得的鈉化膨潤土。經過鈉化的膨潤土能更加廣泛地用于鑄造型砂粘結劑、快干涂料、鐵礦球團粘結劑、鉆井泥漿、食用油脫色脫脂、植樹造林,建筑防滲漏材料及污水處理等領域。1、實驗部分1.1實驗試劑和藥品原料:鈣基膨潤土,所用鈣基膨潤土指標見表1。試劑和藥品:碳酸鈉,尿素,氟化鈉。1.2鈉化膨潤土的制備將200目鈣基膨潤土,鈉化試劑和一定比例的尿素,放入到烘箱里在一定溫度下等溫活化,待活化膨潤土冷卻后,進行物化性能指標測試。2、結果與討論2.1活化劑的添加量對鈉化土物化性能指標的影響在100℃的活化溫度下,添加一定量的鈉化試劑和不同比例的活化劑尿素,在活化2h以后,測定其膨脹指數、膨脹倍和膠質價等物化指標,其結果見表2由表2可知,隨著活化劑尿素的添加量的增加,鈉化土的膨脹指數、膨脹倍、膠質價都得到很大的提高,其中,在尿素加入量達到一五%以后,其膨脹指數就已經達到了26ml/2g以上,完全達到了膨潤土防水毯的國家建材行業標準。從圖1可以看出,在尿素的添加量,達到一五%以后,鈉化土的膨脹指數、膨脹倍和膠質價等參數增加趨于緩慢,隨著添加量的增加,變化得越來越不明顯,因此尿素的最適宜的添加量為一五%。2.2溫度對鈉化土物化指標的影響在不同的溫度下,添加一定量的鈉化試劑和尿素(添加量一五%),對鈣基土進行鈉化,所得到的溫度對鈉化土的關系圖如圖2所示。由圖2可知,隨著溫度的升高,有利于活化劑尿素對鈉化的促進作用,但是在超過100℃以后,由于尿素會產生較多的分解作用,使得尿素對鈉化過程中的促進作用減弱,因此較適宜的溫度為2.3鈉化時間對鈉化土的物化指標影響在100℃,添加一定量的鈉化試劑和一五%的尿素后,考察鈉化時間對鈉化膨潤土的物化指標的影響,其結果見圖3由圖3可知,在時間<0.5h的情況下,尿素的活化作用得不到充分體現,鈉化效果也非常不好。在鈉化時間超過lh以后,鈉化指標趨于平衡,因此最好的鈉化時間為1~2h。3、結論在鈣基膨潤土的鈉化過程中,添加一定量的活化劑尿素,有利于促進鈣基土的鈉化,最佳的尿素的添加量,鈉化溫度,鈉化時間分別為一五%,100℃和2h。按此方法得到的鈉改性膨潤土其膨脹指數,膨脹倍和膠質價可提高到26ml/2g,91ml/g和420ml/一五凝膠型有機膨潤土制備工藝研究:凝膠型有機膨潤土是層狀鋁硅酸鹽粘土礦物改性后的重要產品,已大量用于油漆、油墨、潤滑脂、鉆井泥漿、日用化工、玻璃纖維樹脂、防水密封材料、環境吸附材料等領域,以滿足不同體系對粘度、觸變、成型和分離等特殊要求。評價凝膠性能優劣最便利的指標多以粘度數值高低來表征。本研究以某地鈣基膨潤土為原料,在鈉化提純基礎上,通過不同藥劑的組合處理,使改性后產品達到了較高的粘度,制得了較好性能的凝膠型有機膨潤土。本研究主要考察了不同反應條件對粘度的影響,并根據粘度值進一步優化反應工藝條件。1、試驗部分1.1主要藥劑與儀器某鈣基提純鈉化土;十八烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨(分別簡稱一八31和1631,山東派尼化學有限公司生產,工業品);有機單體助劑A,分析純試劑。儀器主要有:HH-2型恒溫水浴鍋,江蘇常州國華電器有限公司;JJ-1型精密電動攪拌器,江蘇金壇中大儀器廠;FW-8O微型粉碎機,河北黃驊中興儀器廠;DNJ-79粘度儀,上海同濟大學;KSY-12-16高溫爐,上海試驗電爐廠等。1.2鈣基膨潤土提純鈉化后的主要性能本研究所用鈣基膨潤土經提純、鈉化后,陽離子交換量87mmol/100g土,吸藍量一三3mmol/100g土,膠質價90ml/1g土。1.3制備工藝流程及有機膨潤土指標有機膨潤土制備流程見圖1。制備的有機膨潤土屬凝膠型,樣品采用標準見表1。1.4粘度的測試準確稱取3.60g土,加入54ml二甲苯,將容器置于高速攪拌機下,使漿葉浸沒于液體以下1/3處。接通電源,逐漸將轉速調至2200r/min,在此轉速下攪拌5min。停止轉動后加入甲醇1.5ml。使漿葉浸沒于液面以下2/3處,將轉速慢慢調至3500r/min,在此轉速下攪拌5min,其中最后2min上下左右移動攪拌。停止轉動后取下容器,立即用刮刀將凝膠裝滿在合適的粘度測定器中,邊裝邊振搗測定器使之裝滿并驅趕氣泡,用刮刀沿測定器邊緣刮平。用DNJ-79粘度儀測試。記下指針最初穩定時的讀數值(約5~一五s),如果在一五1.5制備步驟鈉化提純后的膨潤土固含量為一三.8g/L,料漿pH值7~8。取料漿500ml,在水浴鍋內加熱至80℃,添加季銨鹽及有機單體助劑A組合藥劑,恒溫攪拌反應2h,攪拌速度約為550r/min;反應完全后,將樣品過濾分離,分離后的濕樣用1/3原料漿體積的水,分三次洗滌,以除去濕樣中過多的Cl-,處理后的濕樣在105℃的烘箱中鼓風干燥4~2、結果與討論2.1影響粘度的主要因素通過探索性試驗,反映復配季銨鹽、復配的季銨鹽/有機單體助劑可以較大地提高凝膠型有機膨潤土的粘度,確定為影響粘度的主要因素,分類討論如下:2.1加入季銨鹽為一八31和1631的復配季銨鹽,考察復配季銨鹽總用量對粘度的影響,結果如圖2所示。由圖2可知,復配季銨鹽用量以O.87mmol/g土時,產品粘度最高,即復配季銨鹽用量與提純鈉化膨潤土陽離子交換量mol比為1∶1為好。2.1.2采用上述復配季銨鹽用量最佳條件,然后再添加一定量的有機單體助劑A,有機助劑A添加時間在添加復配季銨鹽反應1.5h后,考察添加復配季銨鹽和有機助劑A對粘度的影響,影響如圖3所示。由圖3可知,有機單體助劑A添加量為提純膨潤土質量的4.78%時粘度最高。2.2其它影響因素以2.1.2.2由圖4可以看出,反應溫度升高,膨潤土粘度增大,但是在75%之后粘度變化不大,所以選取75~80℃為宜。2.2反應時間為總反應時間,其中添加有機助劑時間為總反應時間的3/4,考察反應時間對粘度的影響。由圖5可以看出,在時間2~2.5h時,粘度達到較高值,但反應時間過長耗能較大,以選取2h為好。2.2考察攪拌速度對粘度的影響,從圖6看出,攪拌速度對粘度影響不大,但以300r/min稍好。2.2.4p反應料漿溶液的酸堿度用添加NaOH和HC1調節,考察不同pH值對粘度的影響。7。2.2水洗作用主要是消除反應后溶液中的Cl-離子等對樣品粘度的影響,用水量越大,水洗次數越多,Cl-除去得越徹底。由表2看出:以用自來水水洗用量為原礦漿體積的1/3、分三次水洗效果較好。2.2按以上最佳條件進行綜合重復試驗,反映重現性較好,如圖8所示。3、結論(1)以某鈣基膨潤土提純鈉化料漿為原料,通過一八31、1631復配季銨鹽和有機助劑A復配,并控制其它條件可以制備出粘度穩定在6.5Pa·s的高粘度凝膠型有機膨潤土。(2)最佳制備工藝條件為:復配季銨鹽用量與提純鈉化膨潤土陽離子交換量摩爾比為1∶1、有機助劑A用量為提純鈉化膨潤土質量的4.78%、總反應時間2h、反應體系pH值6~8、反應溫度75~80℃,其中有機助劑A在加人復配季銨鹽反應后1.5h天然鈉基膨潤土干法提純研究:膨潤土防水毯作為一種新型防水材料,用途廣、性能優、市場反映好。但是,目前國內大多數膨潤土防水毯企業采用的是人工鈉基膨潤土,大量研究表明,經過改性的人工鈉基土在半年左右其膨脹性能會嚴重退化,防水性能也隨之減弱,為防水工程埋下隱患。新疆地處鹽堿地帶,受氣候和環境的影響,區內膨潤土多為天然鈉基膨潤土,其資源儲量相當大。有關單位決定利用新疆夏子街天然鈉基膨潤土礦經提純后生產防水毯。膨潤土的提純大體上分為兩類,濕法提純和干法提純。業內一般認為,低品位的膨潤土提純采用濕法,而高品位膨潤土(85%以上)提純采用干法。通過在中國地質大學進行的X衍射分析和半定量分析(表1)可以看出:新疆夏子街膨潤土原礦屬于天然鈉基土,但是其品位不高,平均不到60%;雜質主要為石英,含量高達28%;原礦的膨脹指數僅為一八mL/2g。根據國家建工行業標準JG/T193-2006《鈉基膨潤土防水毯》的要求,該礦品位和膨脹性能偏低,要用作膨潤土防水毯的原料,必須進行提純。但是新疆位置的特殊性決定其嚴重缺水,濕法提純用于生產的可能性不大。經過分析,該礦含量較大的石英,其密度和膨潤土差別較大,對該礦進行干法提純相對可行。1、試驗方法和結果1.1試驗設備和原料試驗設備:山東某公司自行生產的70型、260型超細機械粉碎機;F型、M型自分流式微粉分級機。原料:夏子街天然鈉基膨潤土.經過晾曬水分小于10%。1.2干法提純工藝該干法提純工藝由粉磨工藝和分級工藝組成:原礦經過粗碎后由進料裝置進入粉磨機主機,根據需要磨至一定細度后,由進料系統進入自分流分級室,與空氣充分混合成流化態。在自分流分級區內,大部分粗顆粒和密度大的顆粒被分離;細粉夾帶少量粗顆粒被上升氣流帶入渦輪分級區,在分級輪離心力和風機抽力的作用下,實現粗細粉的二次分離;合格的細粉經分級輪由細粉捕集系統收集,粗顆粒在離心力及重力的作用下沿筒壁下滑,最終兩次分離的粗粉從分級機下端卸料閥排出,細粉即為需要的產品。1.3中試方案和試驗結果中試用原礦分為3部分,編號為A、B、C,各試樣的提純加工工藝如下:A樣:采用70型超細機械粉碎機磨粉過200目后,用F型白分流式微粉分級機分級提純,分級點為20μm、30μm。B樣:采用70型超細機械粉碎機磨粉過300目后,用F型自分流式微粉分級機分級提純,分級點為10μm、20μm。C樣:采用70型超細機械粉碎機磨粉過400目后,用F型白分流式微粉分級機分級提純,分級點為10μm、20μm。膨脹指數是防水毯用膨潤土原料的重要指標之一,JG/T193-2006標準要求必須達到24mL/2g,該指標可以直接反映提純效果。因此,提純完畢后,取樣測試膨脹指數,通過該指標確定最佳工藝,測試結果見表2、3、4。由表2、3、4數據可以看出,隨著磨礦粒度的變化,提純后的產品質量隨之變化,基本規律是原礦粉磨越細,提純后的產品膨脹性能越好。根據C樣測試數據,當磨礦細度達到400目,分級后-10μm的產品,其膨脹指數可以達到JC/T193-2006標準的要求。1.41∶1工業試驗方案和結果根據上述中試數據,確認1∶1工業試驗工藝如下,原礦試樣編號為D。D樣:采用260型超細機械粉碎機磨粉過400目后,用M型白分流式微粉分級機分級提純,分級點為10μm、20μm,試驗結果見表5。1.5試驗結果分析根據中試的C樣和1∶1工業試驗的D樣測試數據所示,當磨礦細度達到400目,分級后-10μm的產品膨脹指數可以達到JG/T193-2006標準的要求。對D樣在該工藝下生產的產品進行X衍射半定量分析和吸藍量分析,結果見表6。對表6的數據分析可知,D樣經過提純后,產品中石英的含量大大減少,膨脹性能和吸藍量顯著提高,相關性能可以達到甚至超過JG/T193-2006標準的要求,經過多次平行試驗分析,確定D樣提純工藝為最佳工藝。工業生產時,還要綜合考慮生產成本、回收率、電耗等因素。經過提純的礦樣在國內防水毯企業制成樣毯后送往國家建筑材料測試中心測試,結果各項指標均超過J/Tl93-2006《鈉基膨潤土防水毯》標準的要求。3、結論通過對夏子街天然鈉基膨潤土原礦進行分析和干法提純的研究,得出以下幾點結論:1)該天然鈉基膨潤土性能良好,適合作為防水毯的原料;其雜質組成決定其需要進行提純,且可以進行干法提純。2)通過粒級分析,該礦雜質粒度較小,為保證提純效果,必須將原礦粉磨到一定細度,才能保證蒙脫石與雜質解離。經過最佳工藝條件生產的提純產品性能較原礦提高較大,各項指標可以達到防水毯原料標準的要求。3)該提純礦經過造粒之后,不需要添加任何輔助材料即可用作防水毯原料。由于采用天然鈉基膨潤土,未進行人工鈉化改性,使用該原料生產的防水毯抗老化性能將會遠遠優于國內現有產品。可以預測,該礦生產的防水毯產品市場將會十分廣闊。膨潤土鈉化工藝條件研究:我國膨潤土含量豐富,其在石油化工以及鉆探、精細化工方面得到廣泛的應用。目前對膨潤土的開發主要集中在性能較好的鈉基膨潤土,而自然界存在的膨潤土絕大部分是以鈣基膨潤土的形式存在。對鈣基膨潤土鈉化處理后進行深加工就顯得極為重要。目前較為普遍使用的為堆積法和碾壓法。而這兩種方法所制得的鈉基膨潤土其性能不夠理想。以下在前人工作的基礎上,比較了集中鈉化劑的鈉化效果并研究其最佳工藝條件。1、試驗原理膨潤土以典型的T-O-T層狀構造存在,在兩個硅鋁構成的正四面體層間夾雜一個由Mg、Ca等構成的正八面體層。根據與硅鋁結合的離子不同將膨潤土分為鈣基膨潤土(Ca-Bent)、鋰基膨潤土(Li-Bent)、鈉基膨潤土(Na-Bent)、氫基膨潤土(H-Bent)四種。由于鈣離子與硅鋁結合的強度不如鈉離子與硅鋁結合的強度,下:2、試驗過程2.1試驗工藝條件本試驗對膨潤土鈉化主要考慮了鈉化劑種類、礦漿濃度、鈉化劑濃度、攪拌速度、水浴溫度、攪拌時間、烘干溫度等7個方面的影響。稱取膨潤土10g于1000mL燒瓶中分別加入Na2CO3、Na2SO4、NaC1以及NaNO3為鈉化劑進行鈉化處理,選出最佳的鈉化劑,隨后調節鈉化劑濃度為2%、4%、6%、8%等找出最佳鈉化劑濃度,最后調節礦漿濃度,分別加入100mL、200mL、300mL、400mL等4個礦漿濃度,進行工藝條件研究,往盛有10g膨潤土的1000mL燒瓶中加入300mL4%的NaCO3溶液于水浴鍋中恒溫水浴處理。對于攪拌速度主要設定了500r/min、750r/min、1000r/min、一三00r/min、一五00r/min、1750r/min、2000r/min、2250r/min、500r/min、2500r/min、2700r/min、3000r/min等。烘干溫度和水浴溫度為60℃、65℃、70℃、75℃、80℃,攪拌時間設定有一五min、30min、45min、60min、90m2.2CEC測定方法稱取經烘干的樣品3.00g放入100mL離心管內,加入25mL50%乙醇溶液清洗可溶鹽類,在磁力攪拌器上攪拌5min,取下進行離心分離,清液棄去并重復2~3次。然后加人已配好的0.1mol/L氯化銨-50%乙醇提取液25mL,攪拌30min,蓋緊橡皮塞靜止過夜,使其充分進行交換。次日離心分離,將清液移入100mL容量瓶內。此代換過程連續重復三次(不再過夜),每次加25mL提取液,潔液合并入上述100mL容量瓶中。取100mL容量瓶中的交換液25mL于250mL三角瓶瓶中,加熱煮沸,加入35%的中性甲醛(用NaOH溶液中和至pH值為7)8mL,滴5滴酚酞指示劑搖勻,立即用0.1moL/L氫氧化鈉標準溶液進行滴定,溶液由無色變為淺粉色(穩定30s不褪色)即為終點、記下讀數V1。吸取提取液(0.1mol/LNH4C1+50%乙醇)25mL于250mL三角瓶中,按上述操作進行滴定,記下讀數V23、試驗結果分析3.1不同鈉化劑對鈉化效果的影響不同的鈉化劑將會對膨潤土的鈉化有重要的影響,所以選擇高效的鈉化劑尤為重要。以下中選擇了Na2CO3、Na2SO4、NaC1以及NaNO3四種較常見同時又較為便宜的鈉鹽做為鈉化劑來對膨潤土進行鈉化處理。其鈉化效果如圖1。3.2不同鈉化劑濃度對鈉化效果的影響以Na2CO3為鈉化劑,但選用不同的Na2CO3濃度來對膨潤土進行鈉化處理,以得到最佳的鈉化劑濃度。其效果見圖2。從圖2中可以看出,對膨潤土的鈉化處理其選用的Na2CO3濃度最佳為4%。過低的Na離子濃度不能充分的置換出膨潤土層間的Ca離子,而過高的Na離子濃度則對Ca離子的交換無利,相反還會使鈉化效果變差,如圖所示,當濃度為6%~8%時,其CEC值隨著濃度的增大而減小。3.3礦漿濃度為鈉化效果的影響本實驗中選用不同的礦漿濃度對膨潤土進行鈉化處理,并討論了礦漿濃度對鈉化效果的影響,其變化趨勢如圖3。從圖中可以看出,礦漿濃度對鈉化效果有一定的影響,但其影響趨勢不是很明顯。當濃度為4%時其CEC達到最大值。3.4攪拌速度對鈉化效果的影響以下比較了在固定水浴溫度為80℃、攪拌時間為30min、烘干溫度為80℃的情況下改變轉速下其鈉化膨潤土的CEC的變化效果見圖從圖4可以看出,在一五00r/min的情況下其CEC達到最大的0.989mmol/g。攪拌槳直徑17mm,其端點線速度達到1.33m/s。攪拌轉速提高給膨潤土一個鈣離子脫離原位的活化能,在鈣離子脫離原位后鈉離子與其相結合繼而得到所需求的鈉基膨潤土。而低于一五00r/min時所提供的能量不能滿足鈣離子脫離所需的能量,而高于一五00r3.5攪拌時間對鈉化效果的影響在固定轉速為500r/min、水浴溫度和烘干溫度均為80℃的情況下所制得的鈉化膨潤土的CEC曲線如圖5由圖5可以看出攪拌時間設定為30min時其所獲得的膨潤土的CEC值最大,進入到層間的鈉離子更多。經由能譜表面分析得在攪拌2h后其鈉離子原子含量僅有2.798%,而在30min是其鈉離子含量為32%,兩者相差懸殊。表明長時間的攪拌讓本已經插層進入到層間的鈉離子再次脫離層間進入到溶液中。3.6改變水浴溫度對鈉化效果的影響固定攪拌時間為30min、攪拌速度為500r/min、烘干溫度為80℃的情況下改變水浴溫度從60~80℃所制得的一系列鈉化膨潤土的CEC變化曲線如圖6。從圖中可以看出當水浴溫度固定在70℃的時候其所制得的膨潤土的CEC達到最高0.851mmol/3.7烘干溫度對鈉化效果的影響烘干溫度對鈉化膨潤土的再結晶有著重要的影響。在固定轉速為500r/min、水浴溫度為80℃的情況下制得的鈉化膨潤土的CEC變化曲線見圖7從圖中可以看出對于攪拌時間為一五min和30min的鈉化膨潤土其最佳烘干溫度均為60℃,但是當烘干溫度為80℃時,一五min的效果要好過30min的。對于不同的攪拌時間其所需要的烘干溫度不同,這可能是由于鈉離子進入到層3.8對鈉化膨潤土的分析從圖中可以看出鈉化后的膨潤土其層狀構造受到一定程度上的破壞,但其主題結構未得到破壞,主要還是以層狀構造存在。對原膨潤土和鈉化后的能譜分析得知如表1。由上表可以看出在經過鈉化后鈉離子的含量提高了20多倍,對于后續的開發有很大的幫助。而對于鈉離子進入到層狀構造的層間還是層面的問題的探究顯示大部分的鈉離子集中在了層的表面而有很少的一部分鈉離子進入到了層間端點處。如圖10和圖11。對層間端點進行的能譜分析得到其鈉離子的原子含量為0.87%。而對層面的能譜分析表明其鈉離子原子含量為0.97%。層面鈉離子含量較層端點處鈉離子含量偏高,表明鈉離子主要集中在了層的表面,同時也有很大一部分鈉離子順利進入到了層間。對鈉化后的膨潤土進行透鏡分析表明鈉離子只是進入到了層與層的接縫處,如圖12。從透鏡分析圖中可以看出顆粒邊緣的顏色角顆粒深處的深,表明鈉離子只是進入到了層的邊緣,尚未進入到層的中間,可以推知前述的各種工藝條件僅僅是打開了層的邊緣,在邊緣出擴大了層間距,但是并不能使這種效果深入到層深處。這可能是由于內部相互間的吸引力較大,所提供的能量尚不能使鈉離子順利進入到層的中心位置。4、結論在對膨潤土的鈉化實驗結果可知最佳鈉化劑為Na2CO3其最佳濃度為4%且其最佳礦漿濃度為加入300mL溶劑時,最佳工藝條件為轉速為1.33m/s、鈉化時間為30min、水浴溫度70℃、烘干溫度為60℃,在這些條件下對膨潤土進行鈉化處理其鈉離子含量由1.47%增加到32%。而且由很大一部分鈉離子置換出膨潤土層間的Ca2+,起到鈉化的效果,為后續開發墊定了基礎。但是由SEM照片和后續工作應該注意:(1)改善工藝條件或者其他技術使膨潤土的層狀構造在不完全破壞的前提下,適當的增加層間距使加入的離子能順利進入層間;(2)如何使Na+進入到層間深處,與層深處的Ca2+置換,使鈉化反應完全。國內外市場綜述市場狀況分析及預測膨潤土可廣泛應用于石油鉆探,石油精煉、造紙工業、鑄造工業等諸多工業部門,市場需求量日益增長,并且隨著科技水平的逐步提高,現在防水領域、農業領域也開始逐步得以應用,市場前景非常樂觀。我國膨潤土礦產資源的儲量占世界第一位,但是開發利用的程度很低,而且產品質量也不高。而近年來,隨著科技的發展,膨潤土的消費已由傳統的鉆井泥漿、鐵礦球團和鑄造三大行業向石化、輕工、農業、環保、建筑等領域廣泛延伸,并且隨著我國經濟發展,膨潤土的需求量也相應增加。目前我國膨潤土發展較快,應用已達24個領域。據統計,2008年我國膨潤土年產量已接近400萬噸。隨著有機膨潤土、納米膨潤土、膨潤土白碳黑得到橡膠企業的認同和歡迎,膨潤土在橡膠領域的應用越來越多,市場潛力巨大。膨潤土礦是我國的優勢礦產資源之一,種類齊全,分布廣,遍布26個省市,儲量居世界第一,其產量、出口量均居世界前列。據不完全統計,目前我國膨潤土年產量已接近400萬噸,是重要的出口創匯產品。該礦及其產品主要銷往日本、俄羅斯、韓國、泰國、新加坡等國家和我國臺灣省,并遠銷歐美等地。我國膨潤土礦資源不僅具有世界其他國難以比擬的資源優勢、質量優勢,而且開發利用條件好,在國際上有較強的競爭能力。2009年以來,金融危機導致膨潤土產品銷售市場出現萎縮,相比經濟危機前,國內膨潤土產品的價格也有所下降,國內市場競爭十分激烈。國際市場對該產品的需求減少,導致國內出口量下滑,2009年國內出口膨潤土產品同比08年下降了近10萬噸。2010年隨著經濟形式的逐漸好轉,預計膨潤土產品的市場將逐漸回暖。近年來,隨著我國工農業的發展和外貿出口增長,膨潤土的開發利用發展迅速,各種膨潤土加工產品相繼問世,如鋰基蒙脫石快離子導體和鋰基膨潤土、交聯蒙脫石催化劑載體材料與扣式電池電解質、選礦捕收劑、過濾咀香煙吸附劑、絕緣油凈化吸附劑、膠合板粘結劑、膠性白泥、洗發香波添加劑、玻璃鋼復合材料、改性瀝青防水涂料等,大大推動了膨潤土開發利用向深度和廣度發展,拓寬了其應用領域。但與發達國家相比,仍有較大差距,要縮短與發達國家間的距離并趕上其先進水平,須從以下3個方面努力。一是穩定并提高低中檔產品質量,以質量求生存。目前,鑄造型砂、鉆井泥漿、鐵礦球團仍是膨潤土的主要消費領域,其次是化工、油脂、醫藥、橡膠、環保、農業、建筑、紡織等方面。對這類產品,主要應減少消耗,降低成本,提高質量,向質量要效益。并根據不同用途,對產品進行分級,實現系列化,提高綜合利用水平,開拓新市場。二是大力推廣在農業方面的應用。膨潤土在農業上可作土壤改良劑、化肥、飼料添加劑和農藥粘結劑、乳化劑或載體等。我國是一個農業大國,市場潛力巨大,今后應重視膨潤土在這方面的推廣使用,這對發揮我國膨潤土資源優勢,促進農業的發展都有實用價值和經濟價值。三是加強深、精加工技術研究,大力開發高附加值產品。要提高膨潤土的使用價值和經濟效益,根本出路和關鍵在于產品深加工,主要包括5方面。其一,推廣濕法選礦,提高提純技術,減小粉塵飛揚,縮短生產周期,制造高純蒙脫石和高效膨潤土。其二,選用效果佳的改型劑,研究新的改型工藝和設備,提高改型質量,降低成本,生產出更多符合API標準的優質改型土。其三,研究新的活化方法和工藝,切實提高活化技術,制造高效活化系列產品。其四,利用不同類型的有機分子、無機物,提高嵌入和聚合技術,開發不同用途的納米復合材料系列產品。其五,采用新型交聯劑,改進交換交聯劑嵌入技術,控制好交聯溫度和陳化時間,開發出耐高溫性能好的催化劑載體材料等。總之,膨潤土的深加工是國內外目前研究的熱點,尤其是納米復合材料、柱撐蒙脫石、無機織物柔軟劑、陶瓷增塑劑、牙膏研磨劑、顏料填料、素食素添加劑、淀粉改性劑、化妝品底料、防水毯、造紙功能礦物填料等高、精、尖膨潤土產品,并在很多領域已顯示出非常突出的應用價值。我國儲量豐富的膨潤土資源為21世紀非金屬礦的深加工提供充足的原材料,能在環保、建材、石油化工等24個領域發揮更大的作用。產量分析及預測世界膨潤土資源豐富,但分布不均衡,主要分布在環太平洋帶、印度洋帶和地中海-黑海帶。主要資源國有中國、美國、獨聯體、德國、意大利、法國、日本及希臘等。據美國前礦業局統計,世界已探明的膨潤土礦的靜態可采儲量還可以開采216年。其中美國、獨聯體和中國的儲量占世界儲量的4/5,法國、意大利、希臘、日本、澳大利亞、德國等國的儲量占1/5。鈣基膨潤土約占70~80%,鈉基膨潤土儲量不足5億噸。因此,世界膨潤土資源雖然十分豐富,但用量最大的優質鈉基膨潤土卻十分短缺。我國膨潤土的總儲量占世界總量的60%。目前已累計探明儲量50.87億噸以上,保有儲量大于70億噸。現已探明的100多個膨潤土礦產地主要集中分布于新疆、廣西、內蒙以及東北三省,其中新疆和布克賽爾蒙古自治縣境內的膨潤土礦儲量已突破23億噸,是目前已探明儲量的全國最大膨潤土礦區。據新疆地礦部門證實,和布克賽爾蒙古自治縣境內有7處膨潤土礦床,其中有4處大型礦床(烏蘭英格、日月雷、德侖山南和德侖山西南)。烏蘭英格礦區膨潤土礦地質儲量為5.728億噸,其中表內C—D級膨潤土礦儲量22948萬噸,表外D級儲量248萬噸,占全國同級膨潤土儲量的一三.74%。日月雷礦區膨潤土礦地質儲量8億噸。德侖山南及德侖山西南膨潤土礦地質儲量分別為2.1億噸及0.8億噸。專家估計,烏蘭英格地區膨潤土礦藏遠景儲量可望超過50億噸。廣西產地有寧明、田東、崇左、桂平、橫縣等處,蘊藏量最大的是寧明,達6.4億噸,其次是田東,達4000萬噸,總儲量超過11億噸。內蒙古的寧城、興和、霍林、固陽等地都有十分豐富的膨潤土礦,儲量最大是赤峰寧城,達10億噸以上。其余分布于江蘇、河北、湖北、山東、安徽、浙江、江西、河南、陜西和甘肅等省(區)。可見,膨潤土礦資源高度集中,這有利于組建大型企業集團,建立大型生產基地,向專業化、規模化、集約化發展。據預測,我國膨潤土礦資源量已超過80億噸,為新產品的開發和研究、市場的開拓、競爭力的提高等奠定了資源基礎。2000年我國膨潤土年產量為250萬t,2003年達到了290萬噸,到2007年我國膨潤土年產量達到380萬t,2008年為390萬噸。受金融危機的影響,09年國內膨潤土的產量有所下降,全年產量預計在360萬噸左右。由于目前國內膨潤土產品的在擬建項目有很多,預計未來幾年國內膨潤土的年產量將會有一定程度的增長,2011年將恢復到400萬噸左右的水平。近年來我國膨潤土產品的產量分析及預測:(單位:萬噸)年份2000n2003n2007n2008n2009n2011n產量250290380390360400需求量分析及預測目前我國膨潤土發展較快,應用已達24個領域。2000年我國膨潤土年消費量為230萬t,2005年達到了近300萬噸,2008年我國膨潤土年消費量大約為350萬t,其中:鑄造業占40%;鉆井泥漿占17%;鐵礦球團占一五%;活性白土占一五%;剩余一三%主要消費在輕工、農業、建筑等領域,盡管這部份領域用量小,但價值高,經濟效益好。我國膨潤土的應用領域分析:(%)鑄造業鉆井泥漿鐵礦球團活性白土其它40%17%一五.7%14.5%12.8%膨潤土在以下10種行業需求用量較大。今后有機膨潤土等高附加值產品產量將會逐年增加。1、鑄造工業鑄造用膨潤土是膨潤土最大的用戶,每年用量為140萬t。膨潤土應用于鑄造主要應用于粘土粘結砂中,因為膨潤土具有粘結力強、可塑性高、脫模好、透氣性優、高溫濕態條件下物理化學性能穩定等特點。粘土粘結砂作造型材料生產鑄件,本是歷史悠久的工藝方法,但在各種化學粘結砂蓬勃發展的今天,粘土濕型砂仍是最重要的造型材料,其適用范圍之廣,耗用量之大,是任何其他造型材料都不能與之比擬。近代的高壓造型、射壓造型、氣沖造型、靜壓造型及無震擊真空加壓造型等新工藝,也都是以使用粘土濕型砂為前提的,粘土濕型砂適應造型條件的能力極強。鑄造用膨潤土主要有鈉基膨潤土和鈣鈉膨潤土兩類,鈉基膨潤土是由天然鈉基膨潤土或人工鈉化膨潤土加工而成,以其復用性好和濕壓強度高而受鑄造行業所歡迎。因具有良好的可塑性,可遏止鑄件夾砂、結疤、掉塊、砂型塌方等現象,加之成型性強、型腔強度高,便于金屬行業澆鑄濕態或干態型模,是精密鑄件首選的型砂粘結劑。鈣鈉膨潤土由天然基鈣鈉膨潤土加工而成。是輕型鑄件普遍采用的型砂粘結劑。它以實用和鑄件清砂便捷而受用戶歡迎。和其他粘結劑相比,膨潤土有一個重要的特點,就是它具有一定的耐熱能力。只要加熱溫度不太高,脫除了自由水的膨潤土只要加水,仍然恢復粘結能力。膨潤土的粘結能力只有在加水以后才能表現出來。膨潤土失去粘結能力,也與它的脫水有關。到目前為止,認為膨潤土中的水分有三種形態:第一種形態是自由水,即膨潤土顆吸附的水,加熱到100℃第二種形態是牢固結合水。110℃下長時間加熱,膨潤土可完全脫除自由水,但不會脫除牢固結合水。已完全脫除自由水的膨潤土,再在較高的溫度(如200,300第三種形態是晶格水,也有人稱之為結構水。晶格水只有在相當高的溫度下才能部分或全部脫除。膨潤水的晶格水脫除以后,即喪失粘結能力,成為死粘土。不同的膨潤土,喪失粘結能力的溫度不同。由差熱分析實驗證明:一般來說,天然鈉膨潤的失效溫度為638℃,鈣膨潤土為3162、鉆井泥漿鉆井泥漿用膨潤土是膨潤土第二大的用戶,每年用量60萬t。膨潤土是一種以蒙脫石為主要組分的粘土類礦物,具有強烈的吸水性,能吸收相當于本身體積8倍的水,體積膨脹10~30倍,在水溶液中呈懸浮和膠凝狀態。在進行油、氣鉆井等項工作時,要使用泥漿來冷卻鉆頭、清除碎屑、保護井壁及平衡地壓o膨潤土分散性好、出漿量大,因此是制造鉆井泥漿的理想材料。用作鉆井泥漿的膨潤土,最重要的技術要求是懸浮性質濕篩分析和水分含量。膨潤土在鉆井中的重要作用,使它的用量非常大。據了解,平均每采一口井,大約使用膨潤土8t。3、鐵礦球團鐵礦球團是膨潤土第三大的用戶,每年用量為55萬t。鐵礦球團用膨潤土是現代冶金工業的重要附料之一,將精礦鐵粉加適量膨潤土和水混合后在造球機中滾動成球狀,然后干燥預熱,焙燒結成有高強度的球團時再行冶煉。4、活性白土和顆粒白土活性白土是用膨潤土加工而成的一種化工產品,具有活性炭的多種功能,且價格遠比活性炭便宜。因此,廣泛應用于石油工業的各種礦物油,油脂工業的動植物油,固體、液體石蠟、脂肪酸、廢油再生、乙醇和苯等脫色精制。也可以用作葡萄酒和水果汁液的澄清、制糖工業的糖汁凈化、化學工業的催化劑載體、粉劑農藥的添料等。我國活性白土的生產廠家約40個,年產量約為50萬t。最大的生產裝置能力為7萬t/a。活性白土的產地主要集中在東北、華北、華東等地區,產量占了全國的70%以上。目前,我國活性白土的需求量為65萬t/a左右,每年還有較大量的進口。顆粒白土是以活性白土為主要原料,經科學配方,化學處理而成的,外觀為不定型小顆粒狀,它比活性白土有更高的比表面積和顆粒強度,性能穩定,選擇性好,具有很高的吸附能力,廣泛用于石化行業芳烴提純,航空煤油精煉,也用于潤滑油、基礎油、柴油等油品的精制,脫除油品中殘余的烯烴、膠質、瀝青、堿性氮化物等雜質。目前,國內顆粒白土主要是替代美國的TONSIL產品,顆粒白土,用于芳烴聯合裝置中的烯烴脫除,航空煤油、溶劑油精煉等,純苯精制,起到脫除少量氮化物、膠質、色素等作用。顆粒白土有時也叫濾油硅膠,使用濾油硅膠可以很好去除酸質和油泥、生物膠體、絕緣材料的浸出物,可除去水分、雜質和色譜分析烴類氣體,可用于污水處理和有毒氣體的過濾及石化油工業催化劑裂化。顆粒白土主要的生產公司有浙江安吉高超活性白土有限公司、安吉縣中新活性白土有限公司、浙江臨安膨潤土化工總廠、浙江安吉豐虹膨潤土有限公司、湖北鄂州市獨峰化工有限公司(原鄂州市第二化工廠)、江蘇蘇州工業園區群力膨潤土化工有限公司、浙江杭州仇山漂土

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