低蒙脱石含量膨润土的造浆性能开发研究

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低品位膨润土的提纯及其钠化工艺条件优化研究

维普资讯
第ｌ７卷
第３期
矿
冶
Ｖｏ．７，Ｎｏ．ｉ１３
ｅｔｍｂｒ２０Ｄｅｅ０８
２００８年９月
ＭＩＮＧ＆ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹＮＩ
文章编号：０５８４２０）３０１５１０ —７５（０８０ —０２ —０
低品位膨润土的提纯及其钠化工艺条件优化，京１０４）北北００４
摘要：以内蒙古某矿低品位钙基澎润土为试验研究对象，采用湿法提纯工艺，用０５选．％六偏磷酸钠
为分散剂，矿浆浓度１％，膨润土纯度从６５５将６．０％提高到９％；过正交试验确定了影响钠化的主要５通
１原料及实验方法
１．原料１
、
国天然产出的钠基膨润土却很少，大多数为钙基绝
土，钙基膨润土深加工性能较差，低品位矿较而中、
膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的铝硅酸盐，其结构是由两层硅氧四面体夹一层铝氧／面体构成的２１型晶体结构。由于八面体中部分：被Ｍ置换，四面体中部分ｓ‘ ｉ被置换，故膨润土层状结构间带有永久性负电荷，有Ｃ２含ａ、Ｍ、ａＫＮ、等可交换阳离子，通过与其它阳可离子的交换反应生成各种改性产物【。］我国膨润土资源丰富，储量居世界前列；我总但

鄂州低品位膨润土综合利用试验研究

石含量由３％提高到８％，各项指标均满足机械铸造、铁矿球团以及化工用膨润土标准；副产品ＳＯ含量 ≥８％，满足建筑８３ｉＯ材料等方面的应用要求；基本实现无尾矿化综合利用。【关键词】蒙脱石；吸蓝量；产率；回收率【中图分类号】Ｐ１．５；９５６９２５ＴＤ８【文献标识码】Ａ【文章编号】１０ — ３６２１）３０３ —００７９８（０００ — ０６３
ｉｔｓｏｔｅｍｉｅａｒ，ｈｏｇｅｐｒｆａｉｎｍｏｉｃｔｎａｄｏｈｒｒｃｓｅ，ｈｎｍｏｉｏｉｅｏｔｎｒｉｅｒｍ８ｓｉｆｈｎｒｌｅｔｒｕｈｔｕｉｃｔ，ｄｆａｉｎｔｅｏｅｓｓｔｅｍｏｔｒｌｎｔｎｅｔｃｏｈｉｏｉｏｐｌｃｗｅｅｒｓｄｆｏ３％ａｔ３．ｕｉｅｄｆｃｔｎｃｎｏｍｈｔｎａｄｉｃｉｅｙｃｓｉｇｍｅａｌｒｉａｅｌｔｎｈｍｉａｄｓｒ．ｎｔｅｙｏ８％ＰｒｆｄＮａｍｏｉａｉｏｆｒｔｔｅｓｄｒｍａｈｎｒａｔ，ｔｌｇｃｌｌｄｃｅｃｌｎｕｔＩ — ｉｉｏｏａｎｎｕｐｅａｉｙｈｂｐｏｕｔｔｅＳＯ２ｏｔｎｓｍｏｅｔａ０ｒｄｃ，ｈｉｎｅｔｃｗａｒｎ８％，Ｏｉｃｎｂｓｄｉｅｆｌｆｕｌｉｇｍａｅｉｌ，ａｉａｌｅｌｅｏｒｈｎｉｅｈＳｔａｅｕｅｔｅｄｏｉｎｔｒａｓｂｓｃｌｒａｉｄｃｍｐｅｅｓｖｎｈｉｂｄｙｚｕｉｚｔｎｏｔｉｎｓｔｉａｉｆａｌｇ．ｌｏｉＫｅｒｓｍｏｔｒｌｎｔ；ｔｙｅｅｂｕｂｏｐｉｎｐｏｕｔｉ；ａｅｏｅｏｅｙｗｏｄ：ｎｍｏｉｌｉｅｈｌｎｌｅａｓｒｔｏ；ｒｄｃｉｔｒｔｆｒｃｖｒｏｅｖｙｙ

钻井液实验报告实验2 膨润土中蒙脱石含量的测定

科生实验报告学号：姓名：课程：钻井液工艺原理课程号：0201171 成绩：实验1－2 膨润土中蒙脱石含量的测定Montmorillonite in Bentonite一、实验目的通过实验掌握用吸蓝法测定膨润土中蒙脱石含量的方法，进一步加深粘土矿物的吸附特性和蒙脱石含量对粘土造浆性能影响的认识。

二、实验内容测试定量的粘土吸附亚甲基蓝量，确定膨润土中蒙脱石矿物的含量。

三、实验原理亚甲基蓝是一种有机阳离子染料。

蒙脱石对亚甲基蓝的吸附能力最强，而高岭土和伊利石对亚甲基蓝的吸附量较小。

因此，可以根据膨润土对亚甲基蓝的吸附量来确定膨润土中蒙脱石矿物的相对含量。

四、仪器和试剂1.0.2％的亚甲基蓝溶液(Methylene blue solution)2.1％的焦磷酸钠溶液(Sodium acid pyrophosphate)3.粘土粉(Clay)4.天平（Balance） 1台5.1000毫升容量瓶(Volumetric flask) 2只6.250毫升锥形瓶(Conical flask) 6只7.25毫升酸式滴定管(Acid burette) 4个8.50毫升量杯(Measuring graduate) 2个9.20毫升量筒(Graduated cylinder) 2个10.移液管(Graduated pipette) 2只11.烧杯(Beaker) 数个12.定量滤纸(quantitative filter paper) 1盒13.玻璃棒(Stirring glass rod) 4只14.电炉(Hot plate) 2个五、实验方法及步骤1.称取在105-110℃烘干的试样0.2000g，置于己加入50mL水的锥形瓶中,摇动,使试样在水中充分散开,再加入20mL 1%焦磷酸钠溶液,摇匀。

2.将盛有混合溶液的锥形瓶置于电炉上加热微沸5min,取下冷却至室温。

3.用亚甲基蓝标准溶液滴定。

开始时可每次滴加5mL,逐次缩小间隔至2-3mL,快到滴定终点时,每次滴加0.5-1mL。

膨润土造浆率测定方法探讨

膨润土造浆率测定方法探讨膨润土是一种常见的土壤改良材料，常用于土壤稳定或隔离、建筑材料和环境工程等方面。

浆率是指单位时间内混合设备的建筑材料搅拌次数，是反映混合设备工作效率的重要指标，受到建筑材料生产和应用领域的广泛关注。

因此，研究膨润土粘度对浆率的影响，探究膨润土造浆率测定的方法，对于提高膨润土应用效果和工艺优化具有一定的理论与实践意义。

本文从膨润土的性质、浆率测定的原理及方法出发，综述了影响膨润土造浆率的因素及浆率测定方法的优缺点，在此基础上提出了一种基于数字图像处理的膨润土造浆率计算方法。

一、影响膨润土造浆率的因素（一）膨润土的物理性质：膨润土由于其层状结构和吸附剂量大，所以具有较高的黏度。

而黏度对于水泥浆液的流动性是一种障碍作用，因此，通过加入分散剂等手段，改善膨润土粘度，对提高膨润土造浆率具有积极作用。

（二）混合设备的类型：特定的混合设备对浆率也会有影响，不同的混合设备的参数如速度、推动方式等均会对膨润土的造浆率产生影响。

（三）温度：温度对于水泥浆液的流动性有直接的影响，较高的温度可减少黏度，提升膨润土造浆率。

（四）掺和比：膨润土的掺和比即添加的比例会对浆率产生影响。

掺和比过低将无法达到稳定的颗粒分散状态，掺和比过高会增加造浆设备的工作量。

（五）施工条件：施工条件也对膨润土造浆率产生影响，如搅拌时间、搅拌顺序、水泥含量等。

从以上五点因素可以看出，实际膨润土造浆率会受到多种因素的影响，通过观察这些变量的变化情况，可以有效地提高膨润土造浆率的效率和稳定性。

二、浆率测定方法常见的膨润土造浆率测定方法包括流动表法、电子浆筒法、搅拌比表法和数字图像处理法等。

具体介绍如下：（一）流动表法：该方法即通过一定有条件的流量器量取混合材料，然后通过计算时间内的流量等综合数据来计算浆率。

（二）电子浆筒法：该方法是指先将混合材料加入浆筒内，然后通过电子浆计测定电子信号，最终获得浆率。

（三）搅拌比表法：该方法是指先确定水泥的含量，并测量一定时间内的搅拌次数，然后依据计算公式计算浆率。

膨润土水泥稳定浆液配比及性能试验研究

引用格式：陈利强，卢建华，章赢，等.膨润土水泥稳定浆液配比及性能试验研究［J ］.水利水电快报，2021，42（3）：55-60.1研究背景砾石土、砂卵石、残坡积碎石土和风化岩石碴统称为粗粒土。

粗粒土因分布广泛，价格经济，在我国已建的众多土石堤坝中常作为填筑材料。

粗粒土具有颗粒间胶结性差、渗透性强，且渗透孔隙分布不均等特征［1］，粗粒土堤坝出现渗漏问题后，往往采取开挖后浇筑混凝土防渗墙或采用多排孔水泥浆灌浆进行防渗处理［2］，但因防渗墙施工工期长、工艺复杂、造价高，多排孔水泥浆可灌性和可控性差、浆体变形能力差、造价高等而未在堤坝工程中广泛应用。

随着灌浆技术的发展，工程中往往通过在纯水泥浆液中掺加一定量的稳定剂（膨润土或黏土），改善浆液性能。

采用稳定浆液灌浆在大孔隙结构（岩溶空洞、强透水层、堆石体、漂卵石层）中形成防渗体已在在国内外工程中应用广泛［3-6］，但在堤坝粗粒土中进行控制灌浆防渗的工程较少，主要是浆液的可控性较差、浆体的强度及弹性模量较大，无法适应粗粒土坝体不均匀沉降，难以保证防渗体防渗效果及耐久性。

黏土水泥浆液析水率低、可控性好［7］且价格经济，成为大坝防渗体系中的重要材料。

经学者研究发现，膨润土掺量和水胶比是影响膨润土水泥浆液性能的核心因素，且这两个因素在工程应用和试验研究中取值范围广，取决于工程经验等［8-13］。

目前，针对黏土水泥浆液的理论研究相对较少，国内尚无明确的固定配比可查。

通过一系列室内试验，对比分析了不同水胶比、膨润土掺量、粉煤灰及减水剂等对膨润土水泥稳定浆液（含膏状浆液）的稳定性、可灌性、浆液结石体的渗透性、抗压强度、弹性模量等性能的影响，通过调整浆液配比，形成低强度（结石抗压强度不大于5MPa ）、低弹模（不大于2GPa ）、低渗透性（不大于1×10-6cm/s ）的膨润土水泥稳定浆液，使浆液可较好地适应粗粒土控制灌浆柔性防护技术，试验研究成果可为今后指导相关病害处理提供依据和参考。

水泥-膨润土浆材力学性能的试验研究

１．２试验方案
１．２．１配合比方案设计
表卸荷等内外地质应力的共同作用使得山体表层
和内部裂隙面和结构面发育广泛．在这样的情况下，如果修建大型工程项目．单纯的水泥或者混凝土等材料已经满足不了现实工程的需要：因水泥一膨润土浆材能吸收大量水份而不影响浆液的最后凝固．使得其在有地下水流动的情况下也可以达到灌注止水的效果．同时添加膨润土可以相应的节省
０引言
我国西南地区的河流密集分布区域．多为高山峡谷区，两岸边坡高陡，基岩裸露，岩体耸立，成深
切“ Ｖ” 或“ Ｕ ” 型峡谷【ｌ】。经过长时间的构造运动和地
１试验设备及试验方案
１．１试验设备
水泥等材料．降低了大量使用水泥的经济成本．所
以近年来水利水电工程项目上多采用水泥一膨润土
浆材来实施一些坝基基础部位的帷幕灌浆工程等
１２］
。
试验选取工程项目实际上应用相对较多的水灰比和所加膨润土比例进行．试验分组配合比情
［摘要】在水灰比０．４５和Ｏ．５的水泥浆中添加水泥用量１０％的膨润土制咸水泥一膨润土浆，对纯水泥浆和水泥一膨润土浆结石的抗压强度与抗剪强度进行对比．发现添加水泥用量ｌＯ％的膨润土有助于浆材结石早期抗压强度的更快提升并少量提高浆液结石抗压强度，抗剪强度小幅下降，分析机理，并认为其能满足工程建设需要。添加膨润

膨润土造泥浆

膨润土造泥浆膨润土是一种重要的土壤改良剂和工程材料，其在泥浆工程中的应用也十分广泛。

本文将从膨润土的特性、制备方法、泥浆性能以及应用领域等方面来探讨膨润土在泥浆中的作用。

膨润土是一种含有高比表面积的粘土矿物，主要成分为蒙脱石和伊利石。

膨润土具有较大的离子交换容量和吸附性能，能够吸附并固定泥浆中的有害物质，提高泥浆的稳定性和流变性能。

此外，膨润土还具有良好的膨胀性和胶结性，能够形成致密的膜状结构，有效阻止泥浆中的固相颗粒溢出和漏失，提高钻井液的封隔性能。

膨润土的制备方法主要有机械激发法、酸处理法和碱处理法等。

其中，机械激发法是最常用的制备方法。

该方法通过机械剪切和振荡等作用，使膨润土的层间距增大，从而实现膨胀效果。

酸处理法和碱处理法则通过酸碱溶液的作用，改变膨润土的结构和化学性质，使其膨胀性能得到改善。

膨润土在泥浆中的应用主要体现在以下几个方面。

首先，膨润土可以作为一种重要的泥浆增稠剂使用。

在钻井过程中，将膨润土加入泥浆中，能够有效增加泥浆的黏度和承载能力，提高泥浆的悬浮能力和携带能力，减少固相颗粒的沉降和沉积。

其次，膨润土还可以作为一种重要的泥浆稳定剂使用。

膨润土的胶结性能能够形成一层致密的膜状结构，阻止固相颗粒的溢出和漏失，提高钻井液的封隔性能。

此外，膨润土还可以作为一种重要的泥浆滤失控制剂使用。

膨润土具有较大的比表面积和吸附性能，能够吸附并固定泥浆中的有害物质，形成一层致密的滤饼，有效控制泥浆的滤失量和滤失速度。

膨润土泥浆在石油钻井、地下工程和环境工程等领域都有广泛的应用。

在石油钻井中，膨润土泥浆能够满足不同井况的需求，提供稳定的钻井液性能，保证钻井作业的顺利进行。

在地下工程中，膨润土泥浆能够形成一层厚实的膜状结构，有效阻止地下水和土壤颗粒的溢出和漏失，提高地下工程的封隔性能和稳定性。

在环境工程中，膨润土泥浆能够吸附并固定有害物质，减少污染物的扩散和迁移，保护环境的安全和健康。

膨润土在泥浆工程中发挥着重要的作用。

低品位膨润土制备有机膨润土的实验研究

摘要:膨润土(Bentonite)是以蒙脱石(Montmorillonite)为主要成分的一类层状硅酸盐粘土矿物。

利用膨润土的离子交换性，膨润土可以与有机季胺盐阳离子进行层间离子交换，达到改性目的。

改性后，其吸附性能等理化性能得到明显改善，并在环境治理领域得到广泛关注。

论文针对低品位膨润土开发应用研究比较薄弱的现状，针对其性能指标重点研究了该膨润土的钠化改型和有机插层的最佳工艺及条件。

通过单因素实验，确定了膨润土钠化改型的较佳工艺条件：碳酸钠改型剂的用量为5%，钠化温度70℃，搅拌时间1.5h，矿浆浓度10%。

钠化改型后膨润土的理化性能得到明显提高，膨胀容由原矿的8ml/g增大到77ml/g。

通过正交实验法，确定了制备有机膨润土的工艺条件是：季铵盐的用量为膨润土重量的30%，反应温度95℃，体系的pH值为9，反应时间为1h。

X射线衍射图谱分析表明d001值由原来的1.54nm变为2.001nm。

关键词：膨润土；钠化改型；有机插层Abstract:Bentonite is a clay mineral with expandable layer structures that primary constituent of montmorillonite.Modification of bentonite can be prepared by exchanging the cation interbedded with quatemary ammoniumcanons. The physical and chemical capability of the modified bentonite improved obviously，adsorb hydrophobic contaminants after the modification. And the modifiedbentonites are used as sothents to treat various wastewater and have a lot of applications inenvironmental protection.The best technic conditions of Na-modification are ascertained via single factor experiment:selecting Na2CO3 amount5%，sodium temperature 70℃, tirring time1.5h and pulp density 10%. The physical and chemical capability enhanced evidently，after the Na-modification.The expansive capacity arrive to 77ml/g from the primary 8ml/g.By orthogonal experimental design to determine the most organic bentonite preparation condition was: 30% of the CTMAB, reaction temperature 95 ℃, pH 9 system, contact the reaction time is 1h. X-ray diffraction analysis showed that the d(001) of 1.54nm from the original values into 2.001nm.Key Word:Bentonite ;Na-modification;Organ-Intercalation目录摘要: (I)Abstract: (II)目录 (III)第一章引言 (1)1.1膨润土概述 (1)1.1.1 膨润土的特点及用途 (1)1.1.2 膨润土的工艺特性 (2)1.1.3 有机膨润土的制备方法 (3)1.2 课题的目的和意义 (4)1.3 有机膨润土的国内外研究现状 (5)第二章实验方法 (7)2.1 实验原料 (7)2.2 试剂与设备 (8)2.2.1 主要试剂 (8)2.2.2 主要设备 (8)2.3 膨润土的提纯 (8)2.4 膨润土的钠化改型 (10)2.4.1 膨润土的钠化原理 (10)2.4.2钠化实验 (10)2.4.3膨胀容的测试方法 (11)2.5 有机膨润土的制备 (12)2.6 产品的性能检测 (13)2.6.1吸附性能检测 (13)2.6.2 X射线分析及红外光谱分析 (13)第三章结果和讨论 (14)3.1 膨润土提纯前后吸蓝量的变化 (14)3.2 影响钠化改型的因素 (14)3.2.1改型剂用量对钠化效果的影响 (14)3.2.2 钠化温度对钠化效果的影响 (15)3.2.3 钠化时间对钠化效果的影响 (15)3.2.4矿浆浓度对钠化效果的影响 (16)3.3 影响有机膨润土的制备因素 (17)3.4性能检测 (19)3.4.1红外光谱分析 (19)3.4.2 XRD光谱图的分析 (20)结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)第一章引言1.1膨润土概述1.1.1膨润土的特点及用途膨润土(Bentonito)也叫膨润岩或斑脱岩、膨土岩，是以蒙脱石为主要成分的粘土岩—蒙脱石粘土岩。

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（１．ＴｈｅＣｅｎｔｅｒｆｏｒＭａｔｅｒｉａｌＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＴｅｓｔｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７０，Ｃｈｉｎａ２．ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＨｕｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｗｕｈａｎ４３００２２，Ｃｈｉｎａ；
第２２卷第７期２０１３年７月
中国矿业
ＣＨＩＮＡＭＩＮＩＮＧＭＡＧＡＺＩＮＥ
Ｖｏ１．２２，Ｎｏ．７
Ｊｕ１．２０１３
低蒙脱石含量膨润土的造浆性能开发研究
铁丽云，鲁义军，陈济美，孙圣烟。
Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｍａｋｉｎｇｍｕｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｌｏｗｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅｃｏｎｔｅｎｔｂｅｎｔｏｎｉｔｅ
ＴＩＥＬｉ — ｙｕｎ，ＬＵＹｉ－ｊｕｎ，ＣＨＥＮｊｉ — ｍｅｉ，ＳＵＮＳｈｅｎｇ — ｙａｎ。
３．ＨｕｎａｎＺｈｏｎｇｈａｎｇＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＬｔｄ．，Ｎｉｎｌｉ４１５２００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＢｅｎｔｏｎｉｔｅｃｏｎｔａｉｎｓａｂｏｕｔ４０ｐｅｒｃｅｎｔｏｆｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ。Ｉｔｓｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｃｌａｙｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｎｏｎａｌｗａｙｃａｎｎｏｔｍｅｅｔｄｅｍａｎｄｓｆｏｒｔｈｅｗｅｌｌｄｒｉｌｌｉｎｇｍｕｄｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｃｌａｙ，ｔｈｉｓｃｌａｙｗａｓｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈａｃｏｍｐｏｓｉｔｅａｄｄｉｔｉｖｅａｍｏｎｇｗｈｉｃｈｉｓｓｏｄａａｓｈ，ａｃｔｉｖｅｔｅｄｍａｇｎｅｓｉｕｍｏｘｉｄｅ，ａｎｄｎａｔｕｒａｌｃｈａｉｎｌｉｎｅｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅ
ｃｏｍｐｏｕｎｄ，ａｎｄｓｙｎｔｈｅｔｉｃｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｐｏｌｙｍｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｍａｋｉｎｇｍｕｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ
统的钠化处理该种黏土是不能达到钻井泥浆用土要求的。试验探讨了该类膨润土的理化性能。并针对该黏土的特点，提出了采用复合添加剂（纯碱、活性氧化镁、天然有机高分子化合物与合成有机高分子聚合物），对其进行钠化改性处理。利用它们的相互作用与协同效应，提高和改善黏土的分散性与流变学性能，使它的各项技术性能达到国际标准ＩＳ０１３５Ｏ０：２００８对泥浆用土的要求。该钠化改性方法工艺简单，设备投资少、效益明显，具有推广价值。关键词：低蒙脱石含量膨润土；复合添加剂；钠化改性；钻井泥浆材料中图分类号：ＴＤ９７文献标识码：Ａ文章编号：１００４－４０５１（２０１３）０７ｇｃｌａｙｗｅｒｅｉｍｐｒｏｖｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．ＡｌｌｉｔｓｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｄｅｘｗｅｒｅｕｐｔＯｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄ，ＩＳＯ
（１．武汉理工大学材料研究与测试中心，湖北武汉４３００７０；２．湖北省地质实验研究所，湖北武汉４３００２２；３．湖南临澧县众帮化工有限公司，湖南临澧４１５２００）
摘要：湖南临澧有一种低蒙脱石含量的黏土— — “ 膨润土” ，其蒙脱石含量一般在４Ｏ左右。按传