膨润土的改性及其应用
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，是以蒙脱石为重要成分的粘土矿物,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周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重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。
目前我国膨润十进展较快,应用已达24个领域。
2000年我国膨润十年产量为250万吨,2023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%重要消费在轻工、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。
膨润土的改性及吸湿性能研究
【试验研究】膨润土的改性及吸湿性能研究苏成政(国能蒙西煤化工股份有限公司棋盘井选煤厂,内蒙古 鄂尔多斯 016100)【摘 要】本文总结了潍坊、莱西、寿光三地的钙基膨润土吸湿性能的研究结果，并分析了三者分别进行钠化、酸化改性后，在不同相对湿度下吸湿率的变化情况，最终得出钠化改性会降低膨润土的吸湿率，并在低湿度条件下作用明显，而酸化改性会提高其吸湿率，并在高湿度条件下作用明显，且最佳改性酸度为15%。
【关键词】膨润土；干燥剂；吸湿率；钠化改性；酸化改性【中图分类号】P619.255；TQ330.38 【文献标识码】A 【文章编号】1007-9386(2023)03-0055-03Modification and Humidity Adsorption Property of BentoniteSU Cheng-zheng(Qipanjing Coal Preparation Plant, Guoneng Mengxi Coal Chemical Co., Ltd., Eerduosi 016100, China)Abstract: The results of humidity adsorption of calcium basis bentonite from Weifang, Laixi and Shouguang were summarized and the variation of humidity adsorption rate at different relative humidity after sodium and acid modification were analyzed. It is found that sodium modification would reduce the humidity adsorption rate of bentonite especially at low relative humidity, whereas acid modification could improve humidity adsorption rate of bentonite and the improvement was more significant at high humidity. Additionally, the optimum acid concentration for acid modification was 15%.Key words: bentonite; desiccant; moisture adsorption rate; sodium modification; acid modification膨润土是一种重要的非金属矿产资源，具有良好的吸水、吸湿性能[1-3]，其主要成分为蒙脱石，蒙脱石属于层状硅酸盐矿物，理想化学式为(Na, Ca)0.33(Al, Mg)2[(Si, Al)4O 10](OH)2•n H 2O ，其晶体结构是由两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体所构成的2∶1型层状结构。
有机活化膨润土
有机活化膨润土④有机活化膨润土用于膨润土有机改性的试剂种类繁多，有偶联剂、表面活性剂、有机胺、有机酸等。
不同的表面改性剂特点各异，并都有各自不同的适用范围。
采纳偶联剂改性，只要矿物具有反应活性的基团即可获得相应的活化效果，但成本较高；类改性剂适用于溶液中带负电荷悬浮粒子的矿物；硅油、等本身不溶于水，硬脂酸适用于表面为弱碱性的矿物填料的改性；不饱和有机酸自身易于聚合。
按照膨润土中的主要矿物蒙脱石的层状结构以及常采纳的改性办法(湿法改性)，普通选用有机阳离子型表面活性剂(如有机胺)作为膨润土有机改性剂，通过阳离子交换实现其对矿物的改性。
膨润土改性的初期用法的改性剂是一些有机季铵盐，形成的产物称为有机膨润土或有机柱撑膨润土，有机改性剂普通是分子大小不等的，常用[(CH3)2NRR']+、[(CH3)3NR]+等表示，其中R代表烷基或芳基。
有机膨润土具有在有机介质中高溶胀性、高簇拥性和触变性的特性，因此，应用领域比较广大。
目前，有机膨润土的制备办法有干法、湿法、混凝胶法3种。
a.干法。
干法是将含水的精选钠基膨润土与有机季铵盐挺直混合，用特地的加热混合器混合匀称，再加以挤压，制成含一定量水分的有机膨润土，也可以进一步干燥、研磨成粉状产品；或将含一定水分的有机膨润土挺直簇拥于有机溶剂中(如柴油)，制成凝胶或乳胶体产品，工艺流程4-2所示。
干法操作容易，生产效率高。
制备时将膨润土和适量季铵盐(占膨润土的15%～55%)充分混合，在高于季铵盐熔点的温度下反应。
反应完毕，经研磨、过筛，得到200目干态物。
该法制出的有机膨润土适于作为油基钻探液的增稠剂。
图4-2干法有机膨润土合成流程 b.湿法。
湿法簇拥蒙脱石，提纯、改型，用长碳链有机阳离子取代蒙脱石层间金属离子，使层间距扩大至1.7～3.0nm，形成疏水有机膨润土，再经脱水、干燥、研磨成粉状产品，工艺流程4-3所示。
该法的关键步骤是悬浮液中的微粒的粒度是否达到要求，它挺直关系到有机膨润土性能的好坏，因此一定要经过试验予以确定。
膨润土简介ppt课件
我国是膨润土的主要矿产地之一，已探明钠基膨润土储量就 达50亿吨，居世界第一。
2. 膨润土的结构与性质
膨润土简介
目录
前言 膨润土结构和性质 目前膨润土主要改性方法 结构表征方法 应用
1. 前言
膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的含水粘土矿，具有层状 晶体结构。其主要化学成分为：Ex(H2O)4(Al2-x, Mgx)2[(Si, Al)4O10] (OH)2，其中E代表可交换阳离子，如Ca2+，Mg2+，Na+，K+等。
四面体片层
八面体片层 d1=0.96nm
d2 层间距 (XRD表征)
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
层间域
低价离子置换现象造成晶层间存在永久性负电荷
: Si
: Al
:O
: Mx+(Na+,Ca2+,K+,Mg2+)
2. 膨润土的结构与性质
性质: 良好阳离子交换能力 大比表面积 表面-OH的存在
3. 目前膨润土的主要改性方法
物理改性
培烧法 ：比表面积增加，结构疏松，吸 附性能增强。
酸化法 ：孔容积增大，层间晶格裂开， 层间距扩大，活性表面增加。
3. 目前膨润土的主要改性方法
化学改性
无机改性 ：水合羟基-聚合金属阳离子作为柱撑剂
优点：提高了热稳定性，增大了层间距和比表面积
有机改性
季铵盐，季磷盐改性剂：[R3NR']+
膨润土改性及其在水处理中的应用
膨润土改性及其在水处理中的应用陈文娟;王光辉;艾林芳【摘要】Structural properties of bentonite were introduced. Methods for modification of bentonite, including activity modification such as high temperature calcining, acidification, salt activation and microwave activation as well as modification by additives such as inorganic additives, organic additives and inorganic/organic composite additives were discussed. Applications of modified bentonite in treatment of organic pollutants,heavy metal ion contaminants and the printing and dyeing waste water treatment et al were reviewed. Finally,existing problems, development trends and application outlook in the field of betonite modification were prospected.%介绍了膨润土的结构性质;讨论了膨润土的改性方法,包括高温焙烧、酸化、盐活化和微波活化等活性改性法以及无机改性、有机改性和无机-有机复合改性等添加改性剂改性法.综述了改性膨润土在处理有机污染物、重金属离子污染物和印染废水等方面的应用.最后提出了改性膨润土目前存在的问题、发展方向和应用前景.【期刊名称】《日用化学工业》【年(卷),期】2012(042)003【总页数】6页(P220-224,233)【关键词】膨润土;改性;应用【作者】陈文娟;王光辉;艾林芳【作者单位】东华理工大学水资源与环境工程学院,江西抚州 344000;东华理工大学水资源与环境工程学院,江西抚州 344000;东华理工大学水资源与环境工程学院,江西抚州 344000【正文语种】中文【中图分类】P619.25+5膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的层状硅铝酸盐。
膨润土的改性技术与应用研究现状
不 同的焙烧温度对膨 润土 的比表面积 和在有 机溶液 中 的分散性也存在影 响。膨润土 比表面积 面积随着 焙烧温度
性 和脱 色性等一系列优 良特性 。能吸 收 自身体 积 ８ ５倍 ～１
升高 而增 大 ，但 当温度 超过 ４ ０ ５ ℃时焙 烧膨 润土 的 比表 面
的水量 ，体积膨胀倍数 至 ３ 倍 ；分散悬 泽陛使其在水 介质 Ｏ 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 、Ｃ ２ ａ 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
ｈｔ ：／ｗｗｗ．ｍ ｓ ｑ∞ｍ ・ １ ・ ｔ ｐ ／ ｃ ａｔ ． ｅ
２１ 年 ・ ６ ０１ 第 期
材料综述
中国材料科技与设 备 （ 双月 刊）
积则开始减小 ，６ ０℃ 时急剧 下降 。焙烧 温度 对分 散性 的 ０
动 以及挤压时产生 的大量热都加 速 了离子 反应 。因此 挤压
１ 膨 润土 的矿 物 学特 性 及 类 型
膨润土 又名 “ 斑脱岩 ”或 “ 土岩 ” 膨 ，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 “ 晶高 岭石 ”或 “ 岭石 ” 微 胶 ，是一种层状 含水
的铝 硅 酸盐 矿 物 ，其 理 论 结 构 式 为 ：Ｅ‘ Ｈｚ ｛ （ ｚ 】・ｎ Ｏ Ａ１ 一
膨润土矿是人类社会最早利用的非金属矿产之一
膨润土开发与应用湖北省矿产开发总公司一、膨润土简介膨润土矿是人类社会最早利用的非金属矿产之一，如古代人们利用膨润土烧制陶瓷。
现代社会膨润土产品得到更广泛使用，随着科学技术的进步、社会经济的飞跃发展，膨润土资源日益受到世界大多数国家的重视，技术方法不断创新，新产品不断产生，应用领域不断拓展，已经成为一种十分重要的非金属矿产之一。
膨润土是以蒙脱石为主要成分所组成的粘土。
蒙脱石是由纳米级的颗粒组成，国外称其为天然纳米材料，也叫万用粘土。
膨润土又称斑脱岩和膨土岩，是一种含蒙脱石大于60%的优质粘土，它的物理化学性质、性能主要取决于所含蒙脱石的属性和相对含量。
准确的名字应为蒙脱石粘土，习惯称为膨润土。
因为，蒙脱石是在法国蒙摩里隆附近发现的，所以命名为蒙脱石。
但由于在美国蒙大拿州山福塔蒙脱附近首次发现了矿脉，所以又叫斑脱岩。
中国出现的膨润土译名为斑脱岩、般土、皂土、膨土岩等名称。
蒙脱石也称微晶高岭土。
蒙脱石的理论化学成分为：SiO2为66.7%，Al2O3为25.3%，H2O为5%。
粘土矿物的晶体构造单元是硅氧四面体和铝氧八面体。
每个硅氧四面体都有一个硅原子与四个氧原子以相等的距离相连，硅原子在四面体的中心，四个氧原子在四面体的顶角。
铝氧八面体由两层紧堆叠的氧原子和氢氧原子组成，而铝原子位居中心形成八面体。
同样氧原子还能和另外一个铝原子组成另一些八面体。
蒙脱石矿物的晶体结构是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体组成，四面体和八面体由共用的氧原子联结，因此称蒙脱石矿物为2∶1型粘土矿物。
蒙脱石矿物晶体结构特点是：⑴重叠的晶胞之间是氧层和氧层相对，期间的作用力是弱的分子间力。
因此，晶胞间联结不紧密，易分散。
在极性水分子或外界力的作用下，晶胞之间会产生相对运动而剥离。
⑵蒙脱石矿物晶格的同晶置换现象很多，即铝氧八面体中的铝离子可被镁、铁、锌等离子所置换，置换率可到达20%～35%。
硅氧四面体中的硅离子也可以被铝离子所置换，置换量较小，一般小于5%。
膨润土在水处理中有哪些作用
随着经济的发展和人民物质生活水平的提高，对水的需求还将继续快速增长。
水污染严重制约了我国经济和社会的持续发展。
因此，水质的净化处理已成为环境保护中亟待解决的问题。
膨润土具有很大的比表面积、良好的吸附性能和阳离子交换能力，这为它们在污水处理中的应用奠定了基础，在废水处理中主要用于吸附剂和絮凝荆。
近几年，膨润土在废水处理中的应用研究较为活跃。
在水质净化和废水处理领域已受到相当重视，其科研和应用力度正逐渐加大，用膨润土及其改性产品作为污水处理材料，具有以下诸多优点：原料储量丰富、价廉易得；制备方法简便；可有效去除水中无机和有机污染物；具有较高的化学和生物稳定性；容易再生。
膨润土及其改性产品将是取代传统废水处理材料的一个理想选择，必将得到广泛的应用，我国膨润土资源十分丰富，因此，应用天然嘭润土开发污水处理新
材料无疑是解决我国污水处理问题的一条可行之路。
南阳市卧龙区安皋镇果园村宏发膨润土厂主营：钙基膨润土，钠基膨润土，顶管泥浆膨润土，球团膨润土，铸造膨润土农药膨润，型煤膨润土、型煤粘合剂，球团粘合剂等产品。
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膨润土的改性及其应用
作者：刘阳， 汪永清， 陈虎， 郑乃章
作者单位：景德镇陶瓷学院材料工程系,
刊名：
中国陶瓷工业
英文刊名：CHINA CERAMIC INDUSTRY
年，卷(期)：2001,8(2)
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本文链接：/Periodical_zgtcgy200102009.aspx。