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天然膨润土钠化的方法有哪些?

发布时间:2023-10-05 10:44:00人气:951

  天然膨润土根据化学成分可分为:钠基膨润土和钙基膨润土。一般情况下,钠基膨润土比钙基膨润土的理化性能和工艺性质更好,主要体现在吸水速度慢、吸水率和膨胀倍数大;阳离子交换量高;在水介质中分散性好,胶质价高;加热稳定性好等。因而使得钠基膨润土的使用价值高,并且能够满足多种用途的要求。在以前,我国已经探明的90%储量是钙基土,钠基土一般在矿山的较深层,仍需详细勘探。

  近年来我国在新疆发现储量高达50亿立方米的大型膨润土矿,并且品质优于美国。而天然钙基膨润土在诸多方面无法满足多种用途的要求,但是经过酸碱处理即可提高某些性能(如粘结性、膨胀性、悬浮性、抗剪性、抗压性等),成为人工或改性的钠基膨润土,可与天然钠基膨润土一样满足多种用途的要求。钙基膨润土的酸碱处理工艺简单,采用的是湿法,需一定设备、动力外加剂,才可使膨润土改型。

  一般天然膨润土钠化的方法有悬液法、堆场钠化法(即陈化法)和挤压法。

  (1)悬液法

  在配制膨润土泥浆时,向水中加入钙基土和纯碱,长时间预水化,使更多的ca2+和Mg2+被置换出来。

  (2)堆场钠化法

  在原矿堆场中,将2-4%的Na2CO3粉放在含水量大于30%的膨润土原矿中,搅拌均匀,碾压、老化10分钟,干燥粉碎成钠基膨润土。

  (3)挤压法

  利用剪切应力,使聚结的颗粒分开,甚至推开晶层、增加钙蒙脱石的比表面积,加速Na+交换Ca2+。在挤压过程中,一部分将机械能转变为热能,使膨润土的温度升高,促进Na,Ca2+交换过程。挤压还可使蒙脱石晶体结构遭到破坏,产生断键。暴露出来的硅离子、铝离子、氧离子吸附水,有利于蒙脱石水化。断键同时增加了原土颗粒表面的负电荷,使钠化较为完全。

  外加Na2CO3的量须大于Ca2+、Mg2+等的浓度,才能使钙基膨润土完全钠化。但是Na+的浓度过大时,将增加滤失量和降低粘度。李苏璋、周运臣研究开发出使用造成膨润土蒙脱石的物化性能、水体系性能和化工技术路线的方法,使膨润土固体内发生快速离子交换反应,直接把天然钙基膨润土改型成钠基膨润土。

  人工钠化处理的膨润土目前还没有统一的标准。较经济、实用、可行的钙基膨润土改性处理方法是在使用时,根据矿物成分加入2-5%的Na2CO3,这在60年代初我国在沉井、沉箱减阻下沉及70年代的长距离顶管工程中已得到成功的应用。钻井、地下连续墙护壁泥浆用得更多,但不能作防渗用。


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