影响膨润土应用的因素讨论——以河北武安膨润土为例

通过对河北武安膨润土理化性能、应用性能测定、层电荷和蒙脱石含量计算及结合前人已有的资料分析表明:影响膨润土应用的因素主要是蒙脱石含量、层电荷及层间离子类型。     

影响膨润土溶胀性能因素的研究

通过测定夏子街钠土、吉林四平钠土、浙江安吉钙土、泗安钙土、常山钙土基本的物化性能,并对其蒙脱石矿物结构进行分析,探讨了蒙脱石含量、层间可交换阳离子种类和数量、蒙脱石矿物结构特点与膨润土溶胀性能之间的关系。研究表明:(1)蒙脱石含量越高,膨润土的溶胀性能越好;(2)蒙脱石层间可交换阳离子的种类对膨润土溶胀性能影响很大,天然钠土的溶胀性能明显优于钙土;(3)天然钠土层电荷越低,其溶胀性能越好;天然钙土则相反;(4)蒙脱石矿物结构的有序性与天然钠土溶胀性能相关性较为明显,蒙脱石结构有序性差,溶胀性能较好,而蒙脱石结构有序性与钙土溶胀性能关系不明显。     

山西灵丘膨润土矿物学特征分析

为确定山西灵丘膨润土矿物组分、蒙脱石晶体形貌和层电荷属型等矿物学特征,通过分析原矿样、提纯样化学成分、理化性质,结合XRD、SEM和晶体化学式推导计算,确定该膨润土属钙基膨润土,自然白度高,胶体性能较好,但伴生难以剔除的方石英;蒙脱石晶体呈迭层状,单位晶胞层电荷高。推算蒙脱石晶体化学式为D_(0.454)(Si_(3.987)Al_(0.013))(Al_(1.450)Fe_(0.083)Mg_(0.481))O10(OH)_2,其中硅氧四面体中的阳离子基本全为Si~(4+),说明该膨润土中蒙脱石属高层电荷型。分析结果可为该膨润土的开发利用提供依据。     

层间阳离子对蒙脱石结构与水化膨胀性能的影响

采用系列无机阳离子对提纯后的蒙脱石进行改型实验,在相同实验条件下制备出Li、Na、K、Mg、Ca、Ba等一系列蒙脱石样品.对样品进行了X射线衍射、紫外.可见吸收光谱分析及膨胀容的测试,讨论了层问阳离子电荷、半径对蒙脱石层间水分子层数、层间距和水化膨胀分散性的影响.结果表明蒙脱石层间为2价阳离子时.其水分子层数为两层;层...     

高层电荷型蒙脱石有机化改性研究

以改型、提纯后蒙脱石含量83．3％、单位半晶胞电荷为0．54的高层电荷型膨润土为原料，研究不同改性剂和条件对制备的有机膨润土凝胶和分散性能等的影响；以自制的复合型季胺盐改性插层剂制备的有机膨润土，指标达到HG／T2248-91涂料用有机膨润土的标准。改性技术拓宽了原料应用范围，可供凝胶型有机膨润土工业生产应用。     

低品位天然膨润土的深加工

利用寿光低品位膨润土,通过手选及湿法提纯得到蒙脱石含量为90.5％的高品位膨润土.用两种钠化剂对膨润土进行钠化改型,得到层间距为1.262nm的钠基膨润土;用十六烷基三甲基溴化铵对其进行了有机改性,所得有机土的表观黏度为1214MPa·s,满足高黏度型有机膨润土的质量指标.有机蒙脱石的层间距达到4.010nm,红外光谱(FTIR)分析说明有机阳离子已经进入蒙脱石的晶体结构中.扫描电镜(SEM)照片显示有机土中蒙脱石片堆积松散.说明有机改性的效果良好.     

广西典型膨润土的应用基础性研究

论文中首先采用XRD、SEM、化学成分分析、粒度分布分析和孔径分布分析等测试分析手段,研究广西宁明、田东和宾阳的3个典型膨润土的矿物学特征,同时探讨了不同产地膨润土性能指标随蒙脱石含量变化规律的差异。结果表明,3种膨润土中蒙脱石均为二八面体钙基蒙脱石,且具有相近的阳离子交换吸附能力;宾阳膨润土孔结构发育较好,但三者的孔结构整体相差不大;3种膨润土的水化性能从大到小的顺序均为:宁明宾阳田东。此外,通过构建性能指标与蒙脱石含量的回归模型,可大致估计该膨润土任意蒙脱石含量样品的性能指标值,从而判断膨润土原矿提纯的必要性和可行性。     

钾离子抑制蒙脱石水化膨胀的试验研究

蒙脱石是影响煤泥水沉降性能的主要因素,为了研究钾离子对蒙脱石水化膨胀的抑制性能,进行蒙脱石的静沉降试验和压滤试验。蒙脱石在去离子水溶液中体积膨胀为原干粉体积的2.3倍,而蒙脱石在0.1 mol/L的钾离子溶液中的体积膨胀仅为原来的1.8倍,且蒙脱石在钾离子溶液中的过滤速度明显快于在去离子水溶液中的过滤速度。钾离子可较好地抑制蒙脱石的水化膨胀,且钾离子对蒙脱石膨胀的抑制性能优于钙离子。钾离子抑制蒙脱石水化膨胀的机理是：钾离子被蒙脱石吸附后,就嵌入晶层间,由于钾离子水化能较低,不容易水化,使晶层间已有的水分子被排出,且晶层间的钾离子的键合作用极大地抑制住了邻近晶层间的膨胀或者分离过程。     

对蒙脱石层电荷的测定

介绍了蒙脱石矿物晶格的层表面积、层电荷的概念；蒙脱石晶层中单价交换阳离子所占据的面积及层电荷的确定方法，并对不同种方法进行了比较。指出了在蒙脱石改性工艺中，研究蒙脱石层电荷的重要性。     

重金属对膨润土膨胀性的影响

针对膨润土在重金属离子溶液中膨胀性能的变化,导致膨润土防水毯失效问题,论文以新疆某地膨润土为研究对象,选择Cu~(2+)、Zn~(2+)和Pb~(2+)三种离子进行系统试验。结果表明:膨润土用量5g,Cu~(2+)、Zn~(2+)和Pb~(2+)初始溶液浓度为3.55 mmol/L,pH值为6.5,搅拌时间分别为20 min、30 min和30 min,膨胀容分别为7.6 mL/g、8.0 mL/g、9.0 mL/g,膨胀指数分别为3.5 mL/g、4.0 mL/g、4.6 mL/g,和原矿膨胀容21 mL/g,膨胀指数15 mL/g相比,膨润土膨胀性发生显著降低;XRD和FTIR分析揭示Cu~(2+)、Zn~(2+)和Pb~(2+)与膨润土中蒙脱石矿物的层间离子发生交换,金属离子进入蒙脱石层,增大了蒙脱石的层面间距,破坏了蒙脱石层间水分子与蒙脱石层的键连作用,从而导致膨润土对水的吸附能力减弱,膨润土膨胀性降低,但是没有改变膨润土的结构。