膨润土概述

膨润土概述

摘要：膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体,由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。国内外已在工农业生产广泛应，其被称为万能土。本文主要从膨润土的性质、用途、选别提炼方法、在我国应有发展情况等进行阐述。

关键字：膨润土蒙脱石性质用途

一、膨润土的性质

膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土矿。蒙脱石的化学成分为:（Al2,Mg3）[Si4O10][OH]2?nH2O,常含少量伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、沸石、石英、长石、方解石等；一般为白色、淡黄色，因含铁量变化又呈浅灰、浅绿、粉红、褐红、砖红、灰黑色等；具蜡状、土状或油脂光泽；膨润土有的松散如土，也有的致密坚硬。主要化学成分是二氧化硅、三氧化二铝和水，还含有铁、镁、钙、钠、钾等元素，Na2O和CaO含量对膨润土的物理化学性质和工艺技术性能影响颇大。蒙脱石矿物属单斜晶系，通常呈土状块体，白色，有时带浅红、浅绿、淡黄等色。光泽暗淡。硬度1～2，密度2～3g/cm3。按蒙脱石可交换阳离子的种类、含量和层电荷大小，膨润土可分为钠基膨润土、钙基膨润土、天然漂白土，其中钙基膨润土又包括钙钠基和钙镁基等。膨润土具有强的吸湿性和膨胀性，可吸附8～15倍于自身体积的水量，体积膨胀可达数倍至30倍；在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，这种介质溶液具有一定的黏滞性、能变性和润滑性；有较强的阳离子交换能力；对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力，最大吸附量可达5倍于自身的重量；它与水、泥或细沙的掺和物具有可塑性和黏结性；具有表面活性的酸性漂白土能吸附有色离子。

二、膨润土的用途

膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土矿具有特殊的性质，有膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性。所以广泛用于各个工业领域。

1、铸造行业

铸造行业是膨润土最大的用户，每年用量为110万吨。膨润土应用于铸造主要应用于粘土粘结砂中，因为膨润土具有粘结力强、可塑性高、脱膜好、透气性优、高温湿态条件下物理化学性能稳定等特点。粘土粘结砂作造型材料生产铸件，是历史悠久的工艺方法，在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天，粘土湿型砂仍是最重要的造型材料，其适用范围之广，耗用量之大，是任何其他造型材料都不能与之比拟的。近代的高压造型、射压造型、气冲造型、静压造型及无震击真空加压造型等新工艺，也都是以使用粘土湿型砂为前提的，粘土湿型砂适应造型条件的能力极强。铸造用膨润土主要有钠基膨润土和钙钠膨润土两类，钠基膨润土是由天然钠基膨润土或人工钠化膨润土加工而成，以其复用性好和湿压强度高而受铸造行业所欢迎。因具有良好的可塑性，可遏止铸件夹砂、结疤、掉块、砂型塌方等现象，加之成型性强、型腔强度高，便于金属行业浇铸湿态或干态型模，是精密铸件首选的型砂粘结剂。

2、钻井泥浆

钻井泥浆用膨润土是膨润土第二大的用户，每年用量为70万吨。膨润土是一种以蒙脱石为主要组分的粘土类矿物，具有强烈的吸水性，能吸收相当于本身体积8倍的水，体积膨胀10～30倍，在水溶液中呈悬浮和胶凝状态。在进行油、气钻井等项工作时，要使用泥浆来冷却钻头、清除碎屑、保护井壁及平衡地压。膨润土分散性好、出浆量大，因此是制造钻井泥浆的理想材料。用作钻井泥浆的膨润土，最重要的技术要求是悬浮性质、湿筛分析和水分含量。膨润土在钻井中的重要作用，使它的用量非常大。据了解，平均每采一口井，大约使用膨润土8吨。

3、铁矿球团

铁矿球团用膨润土是膨润土第三大的用户，每年用量为45万吨。铁矿球团用膨润土是现代冶金工业的重要附料之一，将精矿铁粉加适量膨润土和水混合后在造球机中滚动成球状，然后干燥预热、焙烧结成有高强度的球团再进行冶炼。

4、活性白土和颗粒白土

活性白土是用膨润土加工而成的一种化工产品，具有活性炭的多种功能，且价格远比活性炭便宜。因此，广泛应用于石油工业的各种矿物油、油脂工业的动植物油，固、液体石蜡、脂肪酸、废油再生、乙醇和苯等脱色精制。也可以用作葡萄酒和汁液的澄清、制糖工业的糖汁净化、化学工业的催化剂载体、粉剂农药的添料等。

5、干燥剂

膨润土干燥剂具有吸附活性，静态减湿和异味去除等功效。广泛应用于不能采用油封，气相封存的产品中诸如：光学仪器、电子产品、医学保健、食品包装及军工产品和民用产品的干燥空气封存。与硅胶相比具有价格低廉，吸附速度快，制备成本低等优点。与目前市售的其它类型干燥剂相比较，不仅吸附速度快，吸附能力高且无毒、无味、无接触腐蚀性、无环境污染等特点，尤其应用于食品包装，对人体无损害。膨润土干燥剂出口量较大。

6、污水处理

用膨润土作动物垫圈料处理废水、臭气膨润土能使动物粪便容易分散、清理。由于圈养动物场和屠宰场、水产加工场产生的污水、臭气对环境有害，可在这些场所撒膨润土，回收高效肥料。膨润土可作为浑浊水的澄清剂，被污染水的防水剂、污水处理剂等。用膨润土处理印染废水、煤气洗涤废水、味精厂等废水、废物,去除率达99.5％。在水库上游撒膨润土可使水库不洁物质絮凝沉入库底经生物净化加以处理。

7、建筑工程

利用膨润土上的润滑性，粘结密封性，增稠性及胶凝性制成泥浆，膨润土也可做防水材料。用于各种土壤作业的衬壁防渗，如隔墙建造，灌浆、沉箱、打桩、土地防渗、水泥及混凝土施工添加剂，固体水利运输，污水处理及隧道盾构润滑等。用膨润土防渗层铺河道，可把有限的水引向远方。膨润土防水层可用天然钠基膨润土粉直接铺，也可以用膨润土与当地土搅拌夯实，也可以将膨润土夹在两层织物之间形成防水毯，快速修建起储水池、储水窑、输水渠。

8、食品

在食品中作食品添加剂及乳化剂，可用作补钙和减肥食品。膨润土可使果汁、糖汁澄清。膨润土可使硬水软化。膨润土以固定氮不沉淀的方式用于酒的澄清，减少乙醛的形成以及硫化氢的形成，消除所有外来的气味。

9、涂料

膨润土在造纸工业用作多功能白色涂料，它还在碎浆机中起抗纵摇吸附剂作用、在机械中起保持剂作用、在纸浆中起流变调整剂作用。膨润土还可生产涂料。在涂料中作粘滞调节剂和白色矿物填料，可部分或全部代替钛白粉；还可部分取代聚乙烯醇，以及用作无纺布、石膏板颗粒的粘结剂。

三、膨润土选别提炼方法

膨润土选别提炼方法主要有：半湿法生产高效活性白土方法；催化酸处理海泡石、膨润土的工艺；防污膨润土制备方法；废白土渣综合利用的新方法；复方中草药膨润土饲料添加剂；改善蒙脱石粘土的抗污染性的方法；改性膨润土及其应用；改性膨润土组合物；干法生产有机膨润土的方法；含脱氮剂和废油的废白土处理方法；航煤脱色用颗粒白土的再生工艺方法；合成二八面体蒙脱石粘土；活性白土的制备方法；活性白土生产方法；碱法活化膨润土生产P型洗涤用沸石的工艺方法；接枝膨润土高吸水材料及其制造方法；锂膨润土悬浮剂的制造方法；粒膨润土的生产方法等。

四、我国膨润土应有发展情况

我国膨润土的储量世界第一位，种类齐全，分布广，遍布26个省市，产量和出口均居世界前列。目前我国膨润土年产量已超过350万吨，而总储量占世界总量的60%。目前已累计探明储量50.87亿吨以上，保有储量大于70亿吨。现已探明的100多个膨润土矿产地主要集中分布于新疆、广西、内蒙以及东北三省，其中新疆和布克赛尔蒙古自治县境内的膨润土矿储量已突破23亿吨，是目前已探明储量的全国最大膨润土矿区。乌兰英格矿区膨润土矿地质储量为5.728亿吨，日月雷矿区膨润土矿地质储量8亿吨，德仑山南及德仑山西南膨润土矿地质储量分别为2.1亿吨及0.8亿吨。专家估计，乌兰英格地区膨润土矿藏远景储量可望超过50亿吨。广西产地有宁明、田东、崇左、桂平、横县等处，蕴藏量最大的是宁明，达6.4亿吨，其次是田东，达4000万吨，总储量超过ll亿吨。内蒙古的宁城、兴和、霍林、固阳等地都有十分丰富的膨润土矿，储量最大是赤峰宁城，达10亿吨以上。其余分布于江苏、四川、河北、湖北、山东、安徽、浙江、江西、河南、陕西和甘肃等地。膨润土矿资源高度集中，这有利于组建大型企业集团，建立大型生产基地，向专业化、规模化、集约化发展。

我国膨润土矿资源量已超过80亿吨，为新产品的开发和研究、市场的开拓、竞争力的提高等奠定了资源基础。但是我国膨润土开发利用的程度很低，累计开采量不足已探明储量的1%。在国际市场上是一种“低出高进”的局面。中国目前膨润土产品年产销量约270万吨，其中用于铸造型砂100～110万吨，用于钻井泥浆70吨，用于冶金球团45万吨，用于油脂脱色20万吨，用于其他20～30万吨。行业特点是企业规模小、技术水平低、由于是资源型行业而竞争不是很剧烈、产销量与价格均逐年上升。