膨润土膨润土在饲料中的应用

膨润土膨润土在饲料中的应用
膨润土膨润土在饲料中的应用

膨润土膨润土在饲料中的应用

膨润土在饲料中的应用

膨润土晶体结构非常微细,在多水条件下,膨润土颗粒直径为0.02μm。厚度为0.002μm。而一般粘土的颗粒直径为1-2μm。膨润土的特殊的微细晶体结构决定其有许多优良特性,如高分散性、悬浮性、膨润性、粘结性、吸附性、阳离子交换性等。现代科学证明,在饲料中添加一定量的膨润土可提高家禽、鱼类的产蛋率和出肉率。

近年来,随着我国畜牧业的飞速发展,饲料工业也有了相应的发展。目前全国饲料工业产品的年总产量已达5800多万吨,产值达600亿元,其中配合饲料的产销量已位居世界第三,膨润土在饲料中的应用更应受到重视。膨润土用作动物饲料添加剂主要是利用其吸附性、膨胀性、分散性和润滑性,可使添加剂混合均匀,能提高饲料的适口性和改进饲料的松散性,并能延缓饲料通过动物消化道的时间,加强饲料在消化道内的消化吸收作用,并对消化道内的重金属、有害气体、细菌等有强烈的吸附作用,从而起到对动物的保健作用。由于膨润土是碱性物质,在动物的消化道内能够中和消化道内的酸起到缓冲作用,增强动物的食欲。

我国是膨润土资源十分丰富的国家,储量世界第一,矿床遍及全国各地,但我国的膨润土利用量仅约290万吨。据统计,全世界膨润土的年用量已达8亿多吨,美国、日本、意大利等国所使用的膨润土添加剂总量每年高达1000万吨以上,而国内的膨润土添加剂还处于起步阶段,在畜牧饲料行业中必将得到更加广泛的应用。

1.膨润土可用做反刍动物饲料

在反刍动物饲料中添加非蛋白氮时,膨润土作为其凝固剂和稀释剂,可提高非蛋白氮的使用安全性和利用率。应用于育肥牛,可促进牛体质健康,提高饲料效

率。将膨润土作为吸附剂,既有粘结作用,又是营养组分和载体,加入适量普通化肥尿素,即可生产饲用尿素。

1988美国饲养标准推荐的添加量为精料的5%,日粮的2.5%,可以保持奶牛的乳脂率不下降,并增加乙:丙酸的克分子比例。1991~1994年俄罗斯科学联合公司乳牛综合生产基地进行的4个泌乳牛的试验结果表明,含有高精料的青添加膨润土,可提高产奶量贮日粮,添加微量元素的同时按精料量的4%

9%~15.5%,并使钙、铁、铜、锰、锌的利用率得到了改善。

2.膨润土用在鸡饲料中

在蛋鸡日粮中加喂3-5%膨润土,可增加采食量和产蛋量。在肉鸡日粮中以

的膨润土为好,增重率提高20%。加入3%

河南信阳市在鸡饲料中添加3~5%的膨润土粉,产蛋增加4~5枚/月,辽宁师范学院生物系在肉鸡饲料中添加2~3%的膨润土,使出口的肉鸡平均增重8%,成活率提高6.01%,使产蛋率提高9.2%。应用于蛋鸡,可提高产蛋率、蛋重、蛋壳厚度、海赛克斯商品代雏鸡日粮中添加2%的膨润土,产蛋率提高11.22%,破蛋率降低7.8%;死淘率下降17%,料蛋比下降0.22个点,饲料利用率提高8.7%。140~229日龄的蛋鸡日粮中加入2.5%膨润土,产蛋率提高4.78%且减少料耗0.18Kg/Kg蛋重,饲料通过消化道时间延长,血清淀粉酶和脂肪酶在生理范围内提高,血清谷丙转氨酶含量无差异,蛋中铁、铜、钴、锰含量提高。

3.膨润土用来做颗粒饲料的粘合剂

在颗粒饲料生产中适当添加膨润土作为颗粒饲料粘合剂,利用其细腻润滑作用,可明显提高制粒机的生产效率和生产量,又可代替部分载体及微量元素,从而降低成品饲料的电耗和成本。膨润土用来做颗粒饲料的粘合剂,或者为生产高水分颗粒饲料的干燥剂,也可做饲料的缓冲剂。精料中加3%~4%的膨润土,可使乙酸、丙酸的克分子浓度增加,并可提高牛对钙、磷、镁的利用效率。

4.膨润土用在长毛兔日粮中

在长毛兔日粮中添加1%膨润土,经45天试验,产毛量提高8.5%~11.1%,优质毛量能提高51.2%~63.3%。

5.膨润土用在猪饲料中

在饲料中添加2%膨润土可使猪生长速度提高7.3%,料肉比降低3.25%,膨润土有改善猪肠道环境的效果,在饲料中添加膨润土可以降低游离棉酚的毒性。

6.膨润土是动物必须的矿物质来源

膨润土不仅是动物必须的矿物质来源,而且是一种主要的复合添加剂,具有一定的营养价值和一定的稳定、预防及医疗作用。一些研究指出,使用膨润土饲喂家畜和家禽用量占日粮干物质的1~5%,可促进生产力提高4~24%,使单位产品的饲料消耗降低3~19%。使用的剂量和效果波动较大,这是由于使用膨润土的质量和牲畜饲养环境不同所致。近年来的研究确认,膨润土具有独特的吸附性、缓冲和离子交换特性,可促进与改善动物有机体的消化和物质代谢过程。根据多年的研究得出以下结论:膨润土含有很高的矿物质成分和独特的物理化学特性,对动物机体的消化和物质代谢过程,对提高乳牛的生产力都有良好的影响。泌乳母牛饲喂添加量可占日粮干物质的2.0~2.1%(300~350克),后备犊牛用量可占日粮干物质的

3.0~3.1%(180~200克)。使用膨润上可全部免除日粮必须使用的微量元素盐类的不足,这样既降低饲料成本,又简化饲料加工工艺。

7.膨润土对黄曲霉毒素的吸附特性使膨润土在饲料中的应用更受到重视

饲料及饲料原料霉变并由此造成的霉菌毒素污染问题是一个全球性问题,并已对畜牧业生产和人类健康构成了巨大危害。尽管人们采取了各种防霉措施,但由于饲料作物在田间、收获、贮藏、加工等诸多环节均可受到霉菌感染,因此,防霉工作很难完全有效,饲料受霉菌毒素污染的现象十分普遍,并因此造成的畜禽死亡、生产力下降、繁殖机能障碍等畜禽霉菌毒素中毒事件屡有发生,同时,霉菌毒素还

可在畜禽产品中残留,为人类健康带来极大安全隐患。因此,对霉变饲料,寻求一种经济有效并适合在大规模饲料生产中应用的去毒措施十分必要。我国大部分地区,特别是长江以南地区,夏季高温潮湿,饲料霉变及受霉菌毒素污染现象非常普遍,据调查,湖北省配合饲料受黄曲霉毒素B1污染率高达23.5%。虽然国内外都对霉变饲料和粮食的脱毒处理措施进行了大量研究,但至今还没找到一种经济、有效、安全且能在生产中大规模应用的去毒方

法。近些年来,由于膨润土具有的大比表面积所表现出的强大吸附性使膨润土在饲料中的应用更受到重视。

膨润土

一、矿物性质 1) 物理性质:膨润土一般为白色,淡黄,因含铁量变化又呈浅灰、淡 绿粉红、褐红、黑杂等色。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。 2) 化学组成:膨润土的主要化学组分是二氧化硅,三氧化二铝和水。氧化铁和氧化镁含量有时也较高。此外,钙、钠、钾等常以不同含量存在于膨润土中。膨润土的Na2O 和CaO 含量对膨润土的物理化学性能和工艺技术性能影响颇大。 3) 理化性能:膨润土具有吸湿性,能吸附8-15 倍于本体积的水量。吸水后膨胀,能膨胀数倍,可达30 余倍。在水介质中能分散呈胶体悬浮液,具有一定的粘滞性、触变性和润滑性。它和水、泥或砂等细碎屑物质的掺合物有可塑性和粘结性。有较强的阳离子交换能力,最大吸附量可达5 倍于它的重量,具有表面活性的酸性漂白土能吸附有色物质。膨润土的理化性能主要取决于它所含的蒙脱石种类和含量。一般钠基膨润土较之钙基或镁基膨润土的物理化学性质和工艺技术性能优越。主要表现在: 吸水速度慢,但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;

它的胶体悬浮液触变性、粘度、润滑性好,PH 值高; 热稳定性好; 有较高的可塑性和较强的粘结性; 热湿拉强度和干压强度高。 所以钠基膨润土的使用价值和经济价值较高。 二、主要用途 由于膨润土具有吸水性、膨胀性、阳离子交换性、触变性、粘结性、吸附性、增稠性、润滑性、稳定性、脱色性等 性能,被广泛应用于各个工业部门。其主要用途是铁精矿球团、钻井泥浆、铸造型砂粘结剂、动植物油脱色净化。 三、产品质量标准 钻井泥浆用膨润土标准,国内现有两个标准可供参照执行,一个是 地矿部部颁标准( 草案,1983 年修订 ) ;另一个是石油部泥浆用钙基膨润土建议指标。这两个标准均参照美国A.P.I 和 O.C.M.A 标准制订。 四、膨润土的加工改型 由于各种膨润土的矿物组成不同,它们的物化性能有很大差异,因而工业利用的和度也不一样。为了改善膨润土的物化性能,提高其工业利用程度,膨润土的加工改型已成为当前膨润土生产的一个值得重视

膨润土及粉煤灰的作用

作为中国第一条真正意义上的高速客运铁路,武广高速铁路是“十一五”国家重点建设项目。 自2005年6月开工以来,至2006年,铁路全线已进入全面开工阶段——在湖北、湖南和广东三省采取分段 施工的方式。 用于建设铁路的建筑材料,除了普通公众较为熟悉的如钢材、水泥等物之外,还有一种以前较为少见的材料 ——粉煤灰。 粉煤灰曾经是一种大宗工业废料,目前已累计堆存10亿吨以上。以前,粉煤灰被收集后露天堆放,不仅占用了大量的土地,而且污染空气和堆积处的地下水源,对环境的危害很大。 为了解决这些问题,中国的科技工作者经过多年研究论证,提出了一系列将粉煤灰“变废为宝”的综合利用 方法。 目前,粉煤灰广泛应用于建筑工业领域,水泥、砖块、混凝土等建筑材料,都需要大量使用粉煤灰——正在 建设中的武广高速铁路,对粉煤灰的需求与日俱增。 “铁路建设需要海量的混凝土,而混凝土中除了砂石、水泥等材料外,必不可少的还有粉煤灰。”武广铁路一位建设者对记者说,粉煤灰在混凝土中,作用不可替代。 中国经济时报记者查阅了关于粉煤灰在混凝土中所起作用的相关学术资料,其中,同济大学材料科学及工程学院教授级高级工程师沈旦申、上海市建筑科学研究院教授级工程师张荫济的研究成果较为权威。 在相关著述中,沈、张两位专家详细阐述了粉煤灰在混凝土中的作用和机理。这些作用和机理,如今被业内 人士称之为粉煤灰最主要的三大效应。 第一,“形态效应”。在显微镜下显示,粉煤灰中含有70%以上的玻璃微珠,粒形完整,表面光滑,质地致密。这种形态对混凝土而言,无疑能起到减水作用、致密作用和匀质作用,促进初期水泥水化的解絮作用,改变拌和物的流变性质、初始结构以及硬化后的多种功能,尤其对泵送混凝土,能起到良好的润滑作用。 第二,“活性效应”。粉煤灰的“活性效应”因粉煤灰系人工火山灰质材料,所以又称之为“火山灰效应”。 这一效应能对混凝土起到增强作用和堵塞混凝土中的毛细组织,提高混凝土的抗腐蚀能力。 第三,微集料效应。粉煤灰中粒径很小的微珠和碎屑,在水泥中可以相当于未水化的水泥颗粒,极细小的微珠相当于活泼的纳米材料,能明显地改善和增强混凝土及制品的结构强度,提高匀质性和致密性。 这三种效应相互关联,互为补充。粉煤灰的品质越高,效应越大。 粉煤灰在武广高速铁路中所起的作用,在以前的媒体宣传亦可见一斑。 2006年6月29日,由武广二标二分队一工区承担施工的DK1487+169.68 +280段CFG桩正式试桩,这被认为是“以实际行动向党的85周岁的生日献上了一份厚礼”。CFG桩,就是水泥粉煤灰碎石桩。 此前,2006年5月9日,CFG桩长螺旋钻机实施性方案经中铁十二局武广客运专线第十二项目部技术人员的多方努力,首次在武广高速铁路上实施并取得成功。 在另外一篇宣传稿中,也从侧面反映了粉煤灰在混凝土不可替代的作用。“为让混凝土高标准变为现实,更为今后高速铁路制梁提供依据,项目部试验人员在中心实验室里,反复实验与比对,精心寻找最佳配合比。……

膨润土在地铁盾构施工中的应用

以郑州地铁一号线05标会展中心站~黄河东路区间隧道为例,介绍了膨润土浆 液的性能及其在盾构施工中的应用 1 工程概况 郑州地铁一号线05标会展中心站~黄河东路站区间大体呈反“S”形,区间线路从会展中心站东端头出发,下穿会展中心立交匝道后继续行进,在下穿熊儿河后,于军事管理区西南角转向东,沿金水路到达黄河东路站。线路右线全长(右DK25+~右DK27+),左线全长(左DK25+~左DK27+)。本段线路左线设二条平曲线,曲线半径分别为350m、400m;右线设两条平曲线,曲线半径分别为350m、410m。区间覆土厚度为~18m,区间最小坡度‰,最大坡度‰。区间隧道设一处泵房(与区间风井合建),联络通道二处。 区间所处地层主要为第(8)层:粉砂,浅灰色,饱和,中密~密实,颗粒级配一般,颗粒成分由石英、长石、云母组成。局部夹灰色密实粉土。层厚~,平均厚度,层底标高~,平均标高,层底埋深~,平均埋深;第(9)层:细砂,灰一褐黄色,饱和,中密一密实,偶见蜗牛壳碎片、小姜石,颗粒级配一般,颗粒成分主要由石英、长石组成,含少量暗色矿物。层厚~,平均厚度,层底标高~,平均标高,层底埋深~,平均埋深。 2 膨润土的使用研究 会展中心站~黄河东路站区间风井始发后,地层主要以富水砂层为主,使用泡沫剂进行改良土壤效果不明显,推进速度缓慢,出土温度过高,刀盘扭矩经常达到额定扭矩,开挖土舱压力无法建立,超挖现象明显,地面沉降较大,掘进速度为5mm/min以内,推进一环的时间最长可达到8个小时,推进期间由于机器温度过高会引起刀盘不停的跳闸,刀盘结泥饼的机率也大大的增加。 3 膨润土改良土体的机理研究 膨润土的组成和结构构造 膨润土是以蒙脱石为主要成分的非金属粘土类矿物,蒙脱石含量占到30%~80%。蒙脱石是含水的层状铝硅酸盐,其晶体结构由两层硅氧四面体晶片中间夹一层铝氢氧八面体晶片组成,属2:1型层状硅酸盐矿物。其理论化学式为Nax(H20)4{A12[A1xSi4-x010](OH)2},八面体中存在的阳离子数为2,四面体中存在的阳离子数为4。一般硅氧四面体和铝氢氧八面体中存在如Fe2、Fe3+、Mg2+、A13+等阳离子的同象置换,当置换阳离子为低价时,使结构增加等当量的负电荷,由层间吸附阳离子补偿。蒙脱石晶层之间阳离子与晶体格架间形成电偶极子,加上蒙脱石晶层之间结合力较弱,能吸附极性水分子,根据阳离子种类及相对湿度,层间能吸附一层或两层水分子。另外,在蒙脱石晶粒表面也吸附了一定的水分子,结构水以0H基形式存在于晶格中。 膨润土的膨胀和渗透机理 盾构掘进中所使用的膨润土是粘土的一种,主要成分蒙脱石其四面体中的硅可被铝随机置换,八面体中的铝可被同价或低价离子如Ca2+、Na+、Mg2+等类质同象置换,这种类质同象置换过程使蒙脱石晶层面有过剩的负电荷,在层间产生静电场,因此蒙脱石层间可吸附Ca2+、Na+、Mg2+等阳离子和水(H30+)、氨(NH+4)等极性分子。正是蒙脱石这种特有的吸附功能使得膨润土具有很强的膨胀能力。 膨润土一般分为钠基和钙基膨润土,在工程中多使用钠基膨润土(本试验中也选用了钠基膨润土),其颗粒的单位晶层中存在极弱的键,钠离子本身半径小,离子价低,水很容易进入单位晶层问,引起晶格膨胀,颗粒的体积膨胀为原来颗粒体积的l0~40倍,吸水后形成一道不透水的防渗层。若再经过一段较长时间,膨润土颗粒会变成膏脂状,渗透系数可以降到1×10-7m/s以下,几乎不透水。 从微观结构来看,膨润土颗粒是粒径小于2μm的无机质,主要结构体系为Si―Al―si,

膨润土改性技术的现状

膨润土改性技术的现状 摘要:膨润土是一种重要的非金属矿产,资源丰富。改性膨润土大大提高了膨 润土的性能和品质,改变了中国膨润土品质低、应用受到限制的局面,有助于充分利用好中国丰富的膨润土资源,提高其附加值,创造更大的经济效益。本文在参考大量文献后总结了部分膨润土改性技术及其机理。 关键词:膨润土;改性;机理 前言 我国的膨润土资源种类齐全,分布广。目前已累计探明储量50.87亿吨以上,保有储量大于70亿吨,仅次于美国,居世界第二位,主要集中在东北和东部沿海各地。我国丰富的膨润土资源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基础。但我国膨润土钙基者多,蒙脱石含量偏低,而采选加工方法较简单,产品质量受到影响,对外贸易中处于低出高进局面,导致其应用范围受限制[1]。 1膨润土的矿物学特性及类型 膨润土又名“斑脱岩”或“膨土岩”,是一种以蒙脱石矿物成分为主的粘土岩,图1是蒙脱石晶体单元层结构。蒙脱石又称“微晶高岭石”或“胶岭石”,是一种层状含水的铝硅酸盐矿物,其理论结构式为:E x·nH2O{(A12一Mgx)[(Si,A1)4O10](OH)2},E为层间可交换的阳离子,主要为Ca2+、Na+、M g2+、K+,X 为E作为一价阳离子时单位化学的层电荷数,一般变化在0.2~0.6[2-4]。除了蒙脱石,膨润土中常含有少量的伊利石、高岭土、沸石、长石、方解石等矿物,所以具体膨润土的性质还与蒙脱石的种类和含量有关。大致来讲膨润土具有吸水性、膨胀性、阳离子交换性、触变性、增稠性、润滑性、吸附性和脱色性等一系列优良特性。能吸收自身体积8~15倍的水量,体积膨胀倍数至30倍;分散悬泽陛使其在水介质中可分散成胶体悬浮液;为了保持电价平衡,在蒙脱石的结构单元层之间存在着K+、Na+、Ca2+等大半径离子的阳离子,这些离子可与同性电价离子发生等电量交换,从而使蒙脱土具有阳离子交换能力。所以蒙脱土具有吸附各种气体、液体、有机物和有色物质的能力。膨润土按交换的阳离子种类、含量和结晶化学性质等可分为钙基膨润土、钠基膨润土、镁基膨润土及钙一钠基膨润土,常见的是钙基膨润土和钠基膨润土。其中钠基膨润土比钙基膨润土有更高的膨胀性和阳离子交换容量。在水中分散性好,且黏性、润滑性及热稳定性俱佳。此外,触变性、热湿拉强度和干压强度也较好,所以钠基膨润土性能更好,利用价值更大。 2膨润土的改性方法及机理 2. 1 酸性活化白土[5] 酸性活化白土是指用酸处理过的膨润土生产工艺有湿法和干法两种。 湿法生产工艺流程为:原矿一干燥一粉碎一活化一分酸一漂洗一浓缩一干燥一磨粉一包装

膨润土矿开发利用方案

宁城县城郊金龙 膨润土矿开发利用方案 赤峰市矿产资源勘查开发技术咨询服务部 二○○三年四月

宁城县城郊金龙 膨润土矿开发利用方案 编写单位:赤峰市矿产资源勘查开发技术咨询服务部拟编:王立明 审核:张忠 总工程师:万力 院长:王文龙 提交单位: 提交时间:二○○年四月

目录 第一章概述 第一节矿区地理位置 第二节自然地理与经济概况 第三节编制依据 第四节项目的前期工作进展 第二章产品的需求现状和预测 第一节产品的需求现状和加工利用趋向第二节产品价格的稳定性及变化趋势 第三章矿产资源概况 第一节区域地质概况及矿区地质 第二节矿床地质特征 第三节矿床水文地质条件及开采技术条件第四节设计利用储量 第四章主要建设方案的确定 第一节建设规模及产品方案 第二节开采方案 第三节防治水方案 第五章矿床开采

第一节露天开采境界的确定 第二节生产能力的确定及矿山服务年限计算 第三节采矿方法 第六章环境保护 第一节废石场的设置 第二节环境影响评价 第三节环保措施 第七章矿山安全 第八章经济评价 一、市场走势 二、经济评价 三、评价结论 附图目录 一、宁城县城郊金龙膨润土矿矿区范围及开拓运输系统1:5000 二、露天采矿采矿方法示意图

第一章概述 第一节矿区地理位置 宁城县城郊金龙膨润土矿位于宁城县城郊镇小马架子村,东与辽宁省建平县、凌源市相毗邻,矿区中心地理座标为: 东经:119°19′22″北纬:41°29′14″ 矿区位于306线国道左侧,距天义镇20公里,距锦—赤铁路线天义镇火车站18公里,距赤峰市133公里,交通较为便利。 第二节自然地理与经济概况 矿区为低丘陵山区,最高海拔高度650米,最低海拔高度600米,相对高差50米,冲沟发育,切割较深。 该区属中温带大陆性气候,寒冷多风,干旱少雨,温差变化大,年最高气温30℃,最低气温-30℃,无霜期140天左右。年平均降水量450mm,蒸发量大于降水量,年蒸发量1751.6mm。 本区经济以农业为主,农作物以玉米、谷子、大豆等为主,劳动力充足。工业相对薄弱,主要为采矿业及相关产业。近年来随着膨润土的开发利用,给当地经济发展带来了新的契机。 第三节编制依据 一、探矿权人委托 探矿权人在探明储量基础上委托我部对划定矿段进行本项目开

膨润土注浆材料在注浆工程中的应用

膨润土注浆材料在注浆工程中的应用 2006-11-30 摘要: 以北京地铁 5 号线某区间隧道为例, 介绍了膨润土注浆材料的性能及其在工程中的注浆施工工艺。 关键词: 膨润土; 注浆; 地铁隧道 1 工程概况 北京地铁五号线 04 标段包括一个车站和一个区间工程, 即天坛东门站— 磁器口站区间和磁器口车站, 总长度 1 175.19 m, 其中区间施工范围长 995.19m, 车站施工范围长 180 m。区间工程主要包括隧道及其所含的联络通道、迂回风道、泵房、人防防护段、施工横通道、竖井、与规划七号线的联络线节点等土建工程。天坛东门至磁器口区间隧道分左右两线, 采用矿山法施工, 工程防水采用复合式 衬砌结构, 全外包防水模式, 不考虑引排二衬外的地下水, 防水层设在初支喷射 混凝土与二衬混凝土之间。根据模板台车的长度, 以每 9 m 长隧道为一段, 依次浇筑; 同时,每段内设不少于 9 根的回填注浆管, 注浆管直径 25mm。 隧道结构完成后, 最初施工方采用传统的水泥浆回填, 但由于水泥浆含水 量大、易收缩, 完成注浆后对混凝土裂缝和施工缝处的渗漏没有起到明显的改善作用, 不得不再次钻孔进行化学注浆, 因此大大增加了施工成本。在此情况下, 施工方最终选择用膨润土注浆粉(Bentogrout)进行注浆。 2 膨润土注浆材料介绍 膨润土的主要成分为钠基蒙脱石, 它是一种由微观片状晶体结构组成的矿物; 片状晶体通常小于 2μm 且呈胶状, 它们能够吸收水分子, 从而使得分子间 距加大、膨润土颗粒膨胀; 一旦膨润土颗粒吸水后,分子内电荷达到饱和即会阻止水分子通过, 这就保证了膨润土具有极低的透水性, 使之具有优良的防水屏障作

膨润土

摘要:本文分析了膨润土对水泥浆液的作用机理及其影响。结果表明,膨润土较好的改善了水泥浆的粘度、析水率、分散性、保水性等工作性能,从而有利于提高灌浆效果。但同时随着膨润土掺量的增加,也会在一定程度上降低浆液的强度,因此在配制浆液时要综合考虑膨润土对浆液的影响,根据实际工程选取合理的配比。 关键词:膨润土;稳定剂;粘度;析水率;浆液强度;保水剂;分层度 1. 引言 大坝基础防渗帷幕灌浆和岩溶灌浆一般都采用多种水灰比的水泥灌浆,这种方法对浆体的稠度都是由稀变浓的加以控制,直到达到灌浆结束为止。常规灌浆最大的弊端是费工费时,浪费浆材。因此,世界许多发达国家正积极发展水泥灌浆新技术和水泥稳定浆材的研究,形成了用水泥灌浆新技术和水泥稳定浆材解决复杂基础处理的趋势。 八十年代初日本首次研制出超细水泥浆材的湿式工法(WMC 工法),此后许多国家相继以超细水泥作为灌浆材料的研究[1,2]:在此基础上我国于八七年研制成功了湿磨细水泥浆的灌浆新技术[3];但是,因超细水泥成本高,每吨成本价都在2000 元以上,因此,限制了超细水泥在工程中的应用。九十年代初,新的灌浆技术法开始在工程中应用,该法主要是通过添加膨润土来生产稳定浆液,目前国内外配制稳定灌浆液普遍采用膨润土作稳定剂,用膨润土配制的浆液稳定性、可灌性、保水性、分散性一般都比较好,但是也有不少工程在灌浆过程中,由于浆液稳定性和保水性不好出现了问题,非但没有达到预期的效果,反而浪费了很多浆材,造成了巨大损失。因此,本文着重介绍膨润土对砂浆溶液的影响,以便为今后配制稳定浆液提供参考。 2. 膨润土对水泥浆液的作用机理及其影响 膨润土[4](Bentonite)按译音、成因及用途又称斑脱岩、膨土岩等。是以蒙脱石(也称微晶高岭石、胶岭石)为主要成分的粘土岩-蒙脱石粘土岩,常含少量伊利石、高岭石及沸石、长石、方解石等。蒙脱石为少量碱及碱土金属的含水铝硅酸盐矿物。其化学式为Nax(H2O)4{(Al2~xMg0.33)[Si4O10](OH)2}。 2.1 膨润土的作用机理 膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土,因此,蒙脱石的品种和含量对膨润土的性能有很大的影响。蒙脱石是由2层Si—O四面体中间夹一层Al—(O ,OH)八面体为构造单元组成的层状硅酸盐矿物。其结构有2个特点:层间范德华力连接,这种作用较弱;四面体中部分Si4 +可被Al3 +取代,八面体中的Al3 +可被Fe2 +、Mg2 + 、Zn2 +等离子取代,使晶层平面上带负电。前者使水分子易于进入晶胞层间发生膨胀;后者使粘土颗粒表面能自发地吸附反电荷离子(阳离子)形成络合物或有机、无机复合物。 当膨润土分散于水中时,由于表面吸附的阳离子在溶液主体中的浓度较低,它们有自晶层表面向外扩散的趋势;另一方面,它们又受带电晶层的静电吸引。这2个相反趋向的结果,使粘土颗粒晶层外表面形成扩散双电层,并呈大气状分布。堆叠晶层间的阳离子则限制在面对面的晶层表面中间的狭窄间隔内。膨润土分散在水中,蒙脱石的颗粒可能呈单一晶胞,也可以是许多晶胞的附聚体。由于蒙脱石晶体表面电荷的多样性和颗粒的不规则性,它们在水中会产生许多不同的附聚型式。 膨润土在水中高度分散搭接成网络结构,并使大量的自由水转变为网络结构中的束缚水,而形成非牛顿液体类型的触变性凝胶。它的粘度对于悬浮液体系的稳定性具有重要影响,并与剪切速度变化有关。搅动时,网络结构破坏,凝胶转化为低粘滞性的悬浮液;静止时,恢复到初始凝胶网络结构的均相塑性体状态,粘度逐渐增大。在外力作用下悬浮液与胶体可以无限转化。这就是掺加膨润土后浆液触变性变好的原因。由于上述原因,导致加入膨润土的浆液粘度上升,保水性能提高,触变性能变好。 2.2 试验材料

超声波技术改性膨润土及其应用

超声波技术改性膨润土及其应用 周 艳,陈勇军,贾德民 (华南理工大学材料学院,广东广州 510640) 摘要:采用超声波技术对膨润土进行有机改性,研究不同的超声波工艺条件对改性结果的影响;将改性膨润土与NBR胶乳共沉制得纳米复合材料,并对其结构与性能进行探讨。试验结果表明,650W×30min超声波辐射条件是一个较好的工艺条件;制得的复合材料为插层型纳米复合材料,其物理性能较NBR有所提高。 关键词:超声波;膨润土;NBR胶乳;有机改性 中图分类号:TQ330138+3;TQ33317 文献标识码:B 文章编号:10002890X(2002)1120658204 目前聚合物2膨润土纳米复合材料因其优良的性能正日益受到人们的重视。由于膨润土表面具有亲水性,将其与高分子材料直接复合时两相的界面相容性很差,无机粒子在有机相中的分散不理想,容易聚集成团,影响复合材料的性能。为了使纳米微粒能长期稳定地存在,有机2无机相间应具有较强的相互作用,这样才能较好地利用有机基质来阻止无机纳米微粒的团聚,因此有必要对膨润土表面进行有机改性处理。利用膨润土层间阳离子的可交换性以及片层的可膨润性,可将长碳链有机季铵盐置换到层间得到有机化膨润土。有机基团的引入使无机相和有机聚合物界面的粘合性能提高。 超声波作为一种新的技术在化学反应中得到了越来越广泛的应用,对许多有机反应有明显的加速作用[1,2],并且具有时间短、效率高、耗能小等优点。本工作将超声波技术应用于长碳链季铵盐对膨润土的有机改性反应中,研究了不同工艺条件下的改性结果;同时将有机改性膨润土与NBR胶乳共沉得到插层型纳米复合材料,并研究了其结构与性能的关系。 1 实验 111 原材料 十六烷基三甲基氯化铵(以下简称C16),活 作者简介:周艳(19752),女,湖北当阳人,华南理工大学在读博士研究生,主要从事高分子材料的合成、制备与改性工作。性物质量分数为0170,工业品,广州新图精细化工有限公司产品;NBR胶乳,固形物质量分数为0120,兰州化学工业公司合成橡胶厂产品;膨润土,800目,南海市非金属开发公司产品。 112 基本配方 NBR 100;硬脂酸 2;氧化锌 4;促进剂CZ 114;促进剂DM 014;硫黄 115。 113 试验设备与仪器 J Y922Ⅱ超声波细胞粉碎机,频率为20~25 kHz,上海新芝生物研究所产品;D max2Ⅲ型X射线 衍射仪,管电压为30kV,铜钾α射线,扫描速度为5°?min-1,测试范围为2~60°,步长为0102°,日本理学公司产品;HITACHI S2550扫描电子显微镜(SEM),加速电压为25kV,日本日立公司产品。 114 试样制备 (1)超声波改性膨润土 先将40g膨润土分散于800mL蒸馏水中,再将一定量C16溶于热蒸馏水后加入膨润土悬浮液中,用一定功率超声波处理一段时间。过滤反应液,蒸馏水洗涤有机化膨润土至滤液不含氯离子(滴加011mol?L-1硝酸银无白色沉淀生成)。 (2)改性膨润土/NBR纳米复合材料的制备 先将一定量的NBR胶乳稀释到质量分数为0110,再将有机改性膨润土分散于蒸馏水中,两者混合,并加入少许乳液稳定剂,于50℃下搅拌4 h。反应完成后用质量分数为0115的氯化钙溶液破乳,洗涤,先自然风干,再于60℃下真空烘干。

膨润土中国矿业网

膨润土 膨润土的广泛定义为“主要由蒙脱石类矿物组成的岩石,不考虑成因和产地”。与蒙脱石经常伴生的粘土矿物有伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、水铝英石以及一些间层粘土矿物。伴生的非粘土矿物有石英、长石、沸石、石膏、方解石、黄铁矿、氧化铁矿物以及岩屑等。膨润土还常有钾、钠、钙、镁的盐类矿物。 膨润土( Bentonite )一词源于1898年美国怀俄明州一粘土产地名。中国出现的译名有斑脱岩、搬土、皂土、膨土岩等名称。 膨润土是人类利用最早的矿产之一,古代主要用于制陶。近代工业有十分广泛的用途,铸造、能源、钻探、造纸、化工、建筑、医药、纺织等几十个部门,与膨润土有关的产品多达400~500种,被誉为万能的矿物原料,因此在国民经济中有独特的作用。 一、矿石矿物原料特点 膨润土矿的颜色有白色、乳酪色、淡灰色、淡黄绿色、淡红色、褐红色以及黑色、斑杂色等。油脂光泽、蜡状光泽,有的为土状光泽。断口常为贝壳状或锯齿状。结构构造多种多样,有块状、微层纹状、角砾状、土状及斑杂状构造;泥质结构为主,尚有变余火山碎屑、角砾凝灰及粉砂状结构。 膨润土的主要矿物成分是蒙皂石(Smectite)族矿物,为有益组分。蒙皂石族矿物包括二八面体和三八面体两个亚族,而膨润土所含通常为二八面体亚族中的矿物,有以下三种矿物:蒙脱石E+0.33(Al1.67Mg0.33)S i4O10(OH)2·nH2O 贝得石E+0.33Al2(Si3.67Al0.33) O10(OH)2·nH2O 绿脱石E+0.33Fe3+2(Si3.67Al0.33) O10(OH)2·nH2O 其中E+为可交换的层间阳离子。 二八面体亚族的晶体化学通式为:M u+V+Z(Al x Fe y3+Mg z)2.00(Si4-(u+v)Fe v3+、Al u)O10(OH)2·nH2O。式中u+v+z为层间电荷,蒙脱石一般为22,贝得石的y、v、z为零,绿脱石v、x、z为零。 某些膨润土以三八面体亚族中的皂石(一种含镁的蒙皂石)和锂蒙脱石(含锂和镁的变种)为主要矿物成分。 膨润土中常混杂有非蒙皂石族的矿物,含量不等。混杂成分可归为三类:其他粘土矿物,例如高岭石和伊利石;粒状及片状硅酸盐矿物和岩屑;可溶性盐类。非蒙皂石族矿物及各种杂质对膨润土的物理化学性能有明显的影响,因此为有害组分。 膨润土的性能由所含矿物成分而定。二八面体蒙皂石的端员成分之一蒙脱石属于单斜晶系,晶胞参数:a0=0.517nm,b0=0.894nm,c0=0.96~1.52nm.。化学成分:SiO2 48%~56%,Al2O3 11%~22%,Fe2O3 0%~5%,MgO 4%~9%,CaO 0.8%~3.5%,H2O 12%~24%。此外还含有K2O、Na2O、MnO、FeO、TiO2、P2O5、Cl和CO2等。矿物颗粒细,在电子显微镜下可见到片状、球状、海绵状等集合体形状。 蒙脱石具有离子交换性能,主要是阳离子如Na+、Ca2+、K+、Mg2+、Li+、H+、Al3+等,交换是可逆的。在pH为7的介质中阳离子交换容量为70~140me/100g。 蒙脱石通常含有三种状态的水,表面自由水,层间吸附水和晶格水。蒙脱石吸水性很强,吸水后膨胀,即晶格底面间距增大,在高水化状态时晶轴C0可达1.84~2.14nm。蒙脱石在水介质中可分散呈胶体状态。蒙脱石受热自由水很快失去,100~200℃脱去吸附水,500℃时大量晶格水开始逸出。 蒙脱石具有电负性,对胶体性质和流变性能影响很大。电负性主要来自三方面:晶格置换连同内部的补偿置换形成的晶格静电荷,每个晶胞约为0.66;破键产生的电负性;八面体片解离形成的电负性。 膨润土根据所含蒙皂石族矿物的属型而相应划分。蒙脱石以其层间可交换阳离子的种类、含量划分属型,当某一阳离子的含量超过阳离子交换容量(ΣEC)50%时,即以该阳离子命名,例如钠基蒙脱石(ENa+/ΣEC≥50%)、钙基蒙脱石(ECa2+/ΣEC≥50%)、铝基蒙脱石(EAl3+/ΣEC≥50%)。当层间没有一个阳离子含量超过50%交换容量时,则以含量最多的两个阳离子命名,如钙钠基蒙脱石、钙镁基蒙脱石等等。膨润土有以上相应的名称。钠基膨润土又命名碱型土,吸水后高度膨胀。钙基膨润土又名碱土型土,吸水后膨胀不太大。

膨润土的性能及用途

膨润土的性能及用途文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

学年论文 学 院 化学化工 专 业 化学教育 年 级 2011级 姓 名 刘 新 河 论文题目 膨润土的性能及用途 指导教师 李玉玲 职称 副教授 成 绩 良好 2013 年 12月10 日

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膨润土的性能及用途 姓名:刘新河学号:20115051111 院系:化学与化工学院专业:化学教育 指导老师:李玉玲职称:副教授摘要:膨润土由于有良好的物理化学性能,素有“万能”粘土之称,可做粘结剂、悬浮剂、稳定剂、脱色剂等,广泛用于食品、化工、石油等行业。本文根据膨润土的性能对其用途展开阐述。 关键词:膨润土;性能;用途 Abstract:Bentonite with good physical and chemical properties, known as the " universal " clay said, as a binder, suspending agent, stabilizer, decolorizing agent, widely used in food, chemical, oil and other industries. According to the properties of bentonite its application to launch the elaboration. Key words: bentonite;performance ;uses 引言 膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产,由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子,如Cu、Mg、Na、K等,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。国外已在工农业生产24领域100多个部门中应 用,有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。 1膨润土概述

各种膨润土的性能及其综合利用现状

各种膨润土的性能及其综合利用现状 膨润土又名膨土岩、斑脱石,是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物, 其化学成分相当稳定, 被誉为“万能石”。蒙脱土(Montmorillonite )是属于蒙脱土族的矿物,蒙脱土是典型的层状硅酸盐矿物之一, 但是与其他层状硅酸盐矿物不同之点是层与层之间空隙特别大, 这样就可在层与层中含有不定数量的水分子及交换性阳离子。蒙脱石是由二层共顶联接的硅氧四面体片夹一层共棱联接的铝(镁) 氧(氢氧) 八面体片, 构成2:1型含结品水的硅酸盐矿物。是粘土类矿物大家庭中品体结构变异最强的矿物之一。通过衍射仪慢速扫描的试验结果表明蒙脱土的粒度己接近纳米级, 是天然纳米材料。 1 主要类型及用途 我国的膨润土资源极为丰富, 遍布26 个省市, 储量世界第一。目前我国膨润十发展较快, 应用已达24个领域。2000 年我国膨润十年产量为250万吨,2003年我国膨润土年产量已超过290万吨, 其中铸造业占38%; 钻井泥浆占24%; 铁矿球团占16%; 活性白土占15% ; 剩余7% 主要消费在轻工、农业、建筑等领域, 尽管这部份领域用量小, 但价值高, 经济效益好。 天然膨润十一般多为钙基膨润土, 其物化性质不甚理想, 如将其加工成钠基膨润土、提纯膨润土、颗粒膨润土、有机膨润土、活性白土(颗粒白土)、白炭黑等膨润土深加工产品, 可广泛用于石油化工、油脂、医药、建筑、日化、纺织、涂料、冶金、环保等各领域中。 1.1 钠基膨润土 自然界产出的膨润土, 绝大部分为钙基膨润土。钙基膨润土较钠基膨润土性能差, 所以生产厂常用人工钠化的方法将钙基膨润土改型为钠基膨润土。钠基膨润土在铸造行业、钻井泥浆、铁矿球团、干燥剂、污水处理、建筑工程防水材料、涂料等7种行业需求用量较大。 铸造用膨润土是钠基膨润土最大的用户, 每年用量不少于110万吨。钠基膨润土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, 可防止铸件夹砂、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。 钻井泥浆用膨润土是钠基膨润土第二大的用户,每年用量不少于70万吨。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, 分散性好、出浆量大, 因此是制造钻井泥浆的理想材料。 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辅料之一, 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。 膨润土可作浑浊水的澄清剂、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95%。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。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。 利用膨润土的润滑性、粘结密封性、增稠性及胶凝性制成泥浆, 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、水泥及混凝十施工添加剂, 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设, 也可以用膨润土与当地十搅拌夯实, 也可以将膨润土夹在两层织物之间形成防水(渗) 毯(板) , 快速修建起储水池、储水窑、输水渠。 膨润土可作防水材料, 如瓦楞纸板填料、两层无纺布中间夹膨润土的防水毡和一层无纺布一层塑料板中间夹膨润十的双重防水板, 该材料己在地铁、大坝底部、垃圾填埋场地下工

【CN110182819A】一种改性膨润土及其改性方法和应用【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910379685.8 (22)申请日 2019.05.08 (71)申请人 东南大学 地址 211102 江苏省南京市江宁区东南大 学路2号 (72)发明人 杨玉玲 杜延军 刘松玉 范日东  刘志彬 王菲  (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 代理人 柏尚春 (51)Int.Cl. C01B 33/40(2006.01) (54)发明名称一种改性膨润土及其改性方法和应用(57)摘要本发明公开了一种改性膨润土及其改性方法和应用,所述改性膨润土包括无机磷基聚合物、柠檬酸和膨润土母土;其中无机磷基聚合物是六偏磷酸钠、三聚磷酸钠或焦磷酸钠中的一种或多种的混合物;其改性方法采用制浆干燥法,步骤包括柠檬酸及磷基聚合物溶液配置、柠檬酸预改性膨润土制备、磷基聚合物协同柠檬酸改性膨润土浆液制备和养护、干燥与研磨。本发明所提供的改性膨润土可应用于阻断强碱性渗滤液运移的水平阻隔屏障和竖向阻隔屏障中,可保障阻隔屏障的良好防渗性能和抗化学腐蚀性能,同时具备调控污染液碱性的功能,可大范围推广应用于强碱性工业废渣堆场渗滤液的污染风险防 控措施中。权利要求书1页 说明书9页 附图1页CN 110182819 A 2019.08.30 C N 110182819 A

权 利 要 求 书1/1页CN 110182819 A 1.一种改性膨润土,其特征在于:该改性膨润土包括无机磷基聚合物、有机弱酸柠檬酸和膨润土母土。 2.如权利要求1所述的一种改性膨润土,其特征在于:所述的无机磷基聚合物是六偏磷酸钠、三聚磷酸钠或者焦磷酸钠中的一种或多种的混合物。 3.如权利要求1所述的一种改性膨润土,其特征在于:所述的无机磷基聚合物的质量为膨润土母土质量的1%~15%,有机弱酸柠檬酸的质量为膨润土母土质量的1‰~1%。 4.一种如权利要求1~3任一权利要求所述的改性膨润土的改性方法,其特征在于:该方法包括以下步骤: 1)配制有机弱酸柠檬酸溶液和无机磷基聚合物溶液; 2)柠檬酸预改性膨润土制备:以有机弱酸柠檬酸干重与膨润土母土干重比为1‰~1%的配比,将有机弱酸柠檬酸溶液与膨润土母土进行混合搅拌制得混合浆料,混合浆料静置后烘干,得到柠檬酸预改性膨润土; 3)无机磷基聚合物协同柠檬酸改性膨润土浆液制备与养护:根据无机磷基聚合物干重与膨润土干重比为1%~15%的比例规格,将柠檬酸预改性膨润土与无机磷基聚合物溶液充分混合,得到改性泥浆; 4)干燥与研磨:将改性泥浆烘干、研磨即得改性膨润土。 5.如权利要求4所述的一种改性膨润土的改性方法,其特征在于:步骤1)所述的配制有机弱酸柠檬酸溶液,是将有机弱酸柠檬酸充分溶于去离子水中,制备1~2mol/L柠檬酸标准储备液,用去离子水对该储备液进行稀释,得到pH≥3.5、浓度为0.1g/L~0.8g/L的有机弱酸柠檬酸溶液;所述的配制无机磷基聚合物溶液是指将无机磷基聚合物固体药剂溶于去离子水中,制备20g/L~40g/L的无机磷基聚合物溶液。 6.如权利要求4所述的一种改性膨润土的改性方法,其特征在于:步骤2)所述的将有机弱酸柠檬酸溶液与膨润土母土进行混合搅拌制得混合浆料中,搅拌的温度为20~60℃,搅拌的时长为2~6h。 7.如权利要求4所述的一种改性膨润土的改性方法,其特征在于:步骤2)所述的混合浆料静置后烘干中,静置时长为12h~24h,烘干是指置于20℃~105℃烘箱中烘干。 8.如权利要求4所述的一种改性膨润土的改性方法,其特征在于:步骤3)所述的将柠檬酸预改性膨润土与无机磷基聚合物溶液充分混合中,混合温度为20~60℃,时长为12h~24h。 9.如权利要求4所述的一种改性膨润土的改性方法,其特征在于:步骤4)所述的将改性泥浆烘干、研磨即得改性膨润土,是指将改性泥浆置于20℃~105℃的烘箱中进行烘干处理至恒重,研磨后过10目~200目标准筛,制得改性膨润土。 10.一种如权利要求1~3任一权利要求所述的改性膨润土的应用,其特征在于:该改性膨润土应用于强碱性工业废渣堆场水平阻隔屏障和竖向阻隔屏障中。 2

膨润土的性能及用途

学院化学化工 专业化学教育 年级2011级 姓名刘新河 论文题目膨润土的性能及用途 指导教师李玉玲职称副教授成绩良好 2013 年 12月10日

目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Keywords (1) 引言 (1) 1.膨润土概述 (1) 2.膨润土的性能 (2) 3. 膨润土的用途 (2) 3.1 作为过滤剂在果汁澄清中的作用 (2) 3.2 在催化剂及其载体方面的应用 (2) 3.3 在食品包装材料方面的应用 (3) 3.4 作为饲料添加剂的应用 (3) 3.5 在葡萄酒酿制过程中的应用 (3) 4. 结语 (3) 参考文献: (4)

膨润土的性能及用途 姓名:刘新河学号:20115051111 院系:化学与化工学院专业:化学教育 指导老师:李玉玲职称:副教授 摘要:膨润土由于有良好的物理化学性能,素有“万能”粘土之称,可做粘结剂、悬浮剂、稳定剂、脱色剂等,广泛用于食品、化工、石油等行业。本文根据膨润土的性能对其用途展开阐述。 关键词:膨润土;性能;用途 Abstract:Bentonite with good physical and chemical properties, known as the " universal " clay said, as a binder, suspending agent, stabilizer, decolorizing agent, widely used in food, chemical, oil and other industries. According to the properties of bentonite its application to launch the elaboration. Key words:bentonite;performance ;uses 引言 膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产,由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子,如Cu、Mg、Na、K等,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。国外已在工农业生产24领域100多个部门中应用,有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。 1膨润土概述 膨润土是由河、海中的单细胞低等水生植物硅藻的遗骸经过几百万年的沉积矿化作用而形成的生物矿物材料。由于其生物成因,具有独特的有序排列微孔结构、孔隙率高、孔体积大、质量轻、堆积密度小、比表面积大、导热系数低吸附性强、活性好等优点,并且其分布广泛,价格低廉。特别是膨润土颗粒壁上的天然多级有序的微孔结构,使其在作为聚合物材料、助滤剂、吸附剂、催化载体、表面活性剂以及色谱固定相或载体等方面有很高的应用价值。 2膨润土的性能

膨润土在环境领域的应用

改性膨润土在废水处理中的应用 摘要:本文介绍了膨润土的吸附原理,简介了膨润土的几种的改性方法及改性 膨润土在废水处理中的应用,并探讨了影响膨润土吸附效果的几个因素。 关键词:膨润土吸附作用废水处理 1 前言 膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的粘土, 分布广, 储量大, 是我国的优势矿种。膨润土在水处理中的应用可追溯到20 世纪30 年代。1934 年Smith[1]发现蒙脱石能从水中吸收有机阳离子。60 年代膨润土逐渐用来吸附处理水中的有机物[2]。80 年代以来,膨润土在环保中的应用取得了较大进展,。其中, 用于废水处理的研究报道最多, 如用于处理味精废水、印染废水、煤气洗涤废水、造纸废水、含有机物废水等。将膨润土用于处理含重金属离子废水的研究相对较晚, 但进展很快。近十多年来不断有新的研究成果发表。本文就(改性)膨润土吸附重金属离子的机理、影响因素和目前研究存在问题作一些探讨。 2 膨润土的基本性能及对重金属离子的吸附机理 膨润土的特性取决于蒙脱石特有的结构,组成(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2.H2O, 其理论化学成分为SiO 266.72%,Al 2 O 3 28.53%,H 2 O5%。蒙脱石是2 ∶1型粘土矿物, 为铝或镁的硅酸盐[3]。其晶体是由两层Si-O 4四面体夹一层Al-O 6 八面体组成基 本结构的单元层, 层与层之间存在着层间物质, 包括阳离子、水分子、羟基和水络合物等。晶层负电性主要通过静电引力吸附的K+、Na+、Ca2+等层间阳离子来平衡,这些层间阳离子具有可交换性。另外, 蒙脱石晶体边缘破键, 在pH > 7 时端面带负电荷, 也可吸附少量阳离子。因而能吸附水中带正电荷的离子和微粒。此外, 蒙脱石矿物晶粒细小, 具有较大比表面积, 因此还可通过范德华力或化学键作用吸附溶液中某些溶质。蒙脱石较高的阳离子交换容量(CEC)(80-120 meq/100g)和良好的吸附性能为膨润土及改性膨润土在废水处理中的应用奠定了良好的基础。 根据蒙脱石层间交换阳离子的种类和含量, 将天然产出的膨润土分为钠基膨润土、钙基膨润土、镁基膨润土和铝氢基膨润土四种类型,常见为钙型和钠型。蒙脱石与水中重金属离子的交换反应原理可简单表示为: M – X+ + Y+ = M – Y+ + X+ (1) 式中M 为蒙脱石, X+为蒙脱石层间阳离子,Y+为水体或环境中的阳离子。 离子交换是同电性离子之间的等电量的交换作用, 属化学计量反应, 符合质量守恒定律, 交换和吸附是可逆的。一般来说, 加大代换阳离子浓度即可提高交换量。阳离子电价和水化能越高代换性能越大, 被代换性也就越差。几种常见阳离子在浓度相同条件下交换能力顺序为: Li+ < Na+ < H+ < K+< NH4+ < Mg2+ < Ca2+ < Ba2+。阳离子在蒙脱石交换位置上的饱和度也影响其可交换性, Ca2+在饱和度越低的状态下越难被取代, 而Na+则相反[4]。 3 膨润土的改性方法 3.1 酸性改性 对膨润土进行酸处理,酸与硅酸盐发生物理化学反应,首先是蒙脱石层间的Na+、K+、Mg2+和Ca2+等阳离子转化为酸的可溶性盐类而溶出,从而削弱了原有层间的键能,使层状晶格间距扩大,活性表面增加。而酸中的H+又可以取代晶格表面阳离子,但又可被溶液中的阳离子交换出来。另外,酸还可以去除膨润土通道

中国膨润土矿物资源概况

膨润土矿物资源概述 膨润土的广泛定义为“主要由蒙脱石类矿物组成的岩石,不考虑成因和产地”。与蒙脱石经常伴生的粘土矿物有伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、水铝英石以及一些间层粘土矿物。伴生的非粘土矿物有石英、长石、沸石、石膏、方解石、黄铁矿、氧化铁矿物以及岩屑等。膨润土还常有钾、钠、钙、镁的盐类矿物。 膨润土( Bentonnite )一词源于1898年美国怀俄明州一粘土产地名。中国出现的译名有斑脱岩、搬土、皂土、膨土岩等名称。 膨润土是人类利用最早的矿产之一,古代主要用于制陶。近代工业有十分广泛的用途,铸造、能源、钻探、造纸、化工、建筑、医药、纺织等几十个部门,与膨润土有关的产品多达400~500种,被誉为万能的矿物原料,因此在国民经济中有独特的作用。 一、矿石矿物原料特点 膨润土矿的颜色有白色、乳酪色、淡灰色、淡黄绿色、淡红色、褐红色以及黑色、斑杂色等。油脂光泽、蜡状光泽,有的为土状光泽。断口常为贝壳状或锯齿状。结构构造多种多样,有块状、微层纹状、角砾状、土状及斑杂状构造;泥质结构为主,尚有变余火山碎屑、角砾凝灰及粉砂状结构。 膨润土的主要矿物成分是蒙皂石(Smectite)族矿物,为有益组分。蒙皂石族矿物包括二八面体和三八面体两个亚族,而膨润土所含通常为二八面体亚族中的矿物,有以下三种矿物: (Al1.67Mg0.33)S i4O10(OH)2·nH2O 蒙脱石E+0 .33 Al2(Si3.67Al0.33) O10(OH)2·nH2O 贝得石E+0 .33 Fe3+2(Si3.67Al0.33) O10(OH)2·nH2O 绿脱石E+0 .33 其中E+为可交换的层间阳离子。 二八面体亚族的晶体化学通式为:M u+V+Z(Al x Fe y3+Mg z)2.00(Si4-(u+v)Fe v3+、Al u)O10(OH)2·nH2O。式中u+v+z为层间电荷,蒙脱石一般为22,贝得石的y、v、z为零,绿脱石v、x、z为零。 某些膨润土以三八面体亚族中的皂石(一种含镁的蒙皂石)和锂蒙脱石(含锂和镁的变种)为主要矿物成分。 膨润土中常混杂有非蒙皂石族的矿物,含量不等。混杂成分可归为三类:其他粘土矿物,例如高岭石和伊利石;粒状及片状硅酸盐矿物和岩屑;可溶性盐类。非蒙皂石族矿物及各种杂质对膨润土的物理化学性能有明显的影响,因此为有害组分。 膨润土的性能由所含矿物成分而定。二八面体蒙皂石的端员成分之一蒙脱石属于单斜晶系,晶胞参数:a0=0.517nm,b0=0.894nm,c0=0.96~1.52nm.。化学成分:SiO2 48%~56%,Al2O3 11%~22%,Fe2O3 0%~5%,MgO 4%~9%,CaO 0.8%~3.5%,H2O 12%~24%。此外还含有K2O、Na2O、MnO、FeO、TiO2、P2O5、Cl 和CO2等。矿物颗粒细,在电子显微镜下可见到片状、球状、海绵状等集合体形状。 蒙脱石具有离子交换性能,主要是阳离子如Na+、Ca2+、K+、Mg2+、Li+、H+、Al3+等,交换是可逆的。在pH为7的介质中阳离子交换容量为70~140me/100g。 蒙脱石通常含有三种状态的水,表面自由水,层间吸附水和晶格水。蒙脱石吸水性很强,吸水后膨胀,即晶格底面间距增大,在高水化状态时晶轴C0可达1.84~2.14nm。蒙脱石在水介质中可分散呈胶体状态。蒙脱石受热自由水很快失去,100~200℃脱去吸附水,500℃时大量晶格水开始逸出。 蒙脱石具有电负性,对胶体性质和流变性能影响很大。电负性主要来自三方面:晶格置换连同内部的补偿置换形成的晶格静电荷,每个晶胞约为0.66;破键产生的电负性;八面体片解离形成的电负性。 膨润土根据所含蒙皂石族矿物的属型而相应划分。蒙脱石以其层间可交换阳离子的种类、含量划分属型,当某一阳离子的含量超过阳离子交换容量(ΣEC)50%时,即以该阳离子命名,例如钠基蒙脱石(ENa+/ΣEC≥50%)、钙基蒙脱石(ECa2+/ΣEC≥50%)、铝基蒙脱石(EAl3+/ΣEC≥50%)。当层间没有一个阳离子含量超过50%交换容量时,则以含量最多的两个阳离子命名,如钙钠基蒙脱石、钙镁基蒙脱石等等。膨润土有以上相应的名称。钠基膨润土又命名碱型土,吸水后高度膨胀。钙基膨润土又名碱土型土,吸水后膨胀不太大。

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