蛭石功能化应用研究新进展

蛭石是我国优势非金属矿产之一,广泛应用于建筑、冶金、农业等领域。我国在蛭石产品的研发与应用方面仍停留在初级阶段,产品普遍存在成本高、工艺复杂、应用性能差等问题。本文系统地阐述了蛭石的物相结构特征及其功能化应用的研究进展,并展望了未来发展趋势,以期为蛭石的功能化应用提供有益的参考。     

蛭石在非传统领域的应用现状及发展前景

本文述及蛭石在非传统领域如园艺及农业、新型涂料和填料、水质净化、助滤、动物饲料等方面的应用现状,指出蛭石的应用拓展与其选别、加工技术有关,倘能在表面处理技术上有所突破,蛭石才有可能在众多的领域获得应用。     

蛭石改性提高蛭石膨胀度的研究

研究了几种提高蛭石膨胀度的制备方法 :离子浸渍处理、喷油处理后煅烧和瞬时减压法煅烧。实验结果表明 ,对蛭石进行离子浸渍、喷油处理改性 ,可以显著提高蛭石煅烧的膨胀度     

蛭石的应用及前景

蛭石是一种性质特殊、应用广泛的非金属矿，在隔热、保温、轻质建材、废液处置、园艺、农业、饲料等部门均可因应用蛭石获得显著效益，经化学改性和特殊处理的蛭石甚至在高技术领域也能显示应用前景。蛭石的应用主要是经膨胀后的蛭石产品的应用，它将与膨胀珍珠岩、浮石、页岩、高炉渣、微珠、矿物棉等产出多、价格低的非金属矿及制品在例如隔热、轻质建材等方面产生竞争。     

微波法制备膨胀蛭石的试验研究

对采自新疆尉犁蛭石矿的工业蛭石样品采用微波加热法进行了微波膨胀研究,研究了在不同微波功率和作用时间条件下工业蛭石的体积膨胀率、密度和质量变化,并对制备的膨胀蛭石进行了XRD分析。结果表明:在一定的微波功率条件下加热一定时间后,可使工业蛭石样品膨胀。工业蛭石的失重和膨胀倍数随微波功率的增大和作用时间的延长而增大,而堆积密度减小。随着微波功率的增加,达到相同膨胀倍数时所需的时间变短。采用微波加热法,所采工业蛭石样品的最大膨胀倍数约为4.5左右。膨胀蛭石具有与金云母相似的晶体结构。     

尉犁蛭石微波膨胀试验研究

对新疆尉犁蛭石样品采用微波加热法和900℃电加热法制备膨胀蛭石,并对制备的膨胀蛭石样品进行SEM、XRD分析。结果表明:微波法制备的膨胀蛭石层与层之间分离彻底,层间孔隙多,平均膨胀度大于电加热膨胀蛭石的;蛭石层间距变化小;蛭石层间铁离子没有发生氧化反应,膨胀后颜色为银灰色,蛭石不发脆。对蛭石样品用不同功率相同时间、相同功率不同时间微波加热后发现:微波加热时间为50s、功率为400W时蛭石的膨胀度最大。     

改性蛭石对有机污染物的吸附特性研究

用溴化十六烷基三甲铵对蛭石进行了改性,并研究了有机插层蛭石对水中萘胺、萘酚、苯胺、苯酚的吸附特性。结果表明:有机插层蛭石的层间距明显变大,对水中萘胺、萘酚的去除率可达90%以上,对苯胺、苯酚的去除率在80%左右。对有机污染物的吸附等温曲线符合Freund ish方程。有机插层蛭石对有机污染物的吸附既有水相与有机相之间的分配过程,又有物理吸附、静电吸附和离子交换吸附等吸附过程。     

膨胀蛭石表面疏水改性的实验研究

以硬脂酸和硬脂酸钠为表面改性剂,在液相介质中对微波法膨胀的膨胀蛭石进行有机改性。按正交实验,研究了改性剂用量、反应时间和温度对改性样品吸水率的影响,并对表面改性样品进行了FT-IR、活化指数和接触角的测试,确定了最佳改性工艺条件。结果表明,改性剂的疏水基团已经化学偶联到膨胀蛭石的表面,经过硬脂酸改性的样品与水接触角可达60.9°,活化指数为25.51%;而硬脂酸钠改性的样品接触角则达到103.1°,活化指数为74.83%。改性后的膨胀蛭石显示出良好的疏水性。     

横采纵剥采矿方法的研究与应用

横采纵扩的开采方法是采矿工程发展的必然结果.该方法主要适用于以采用汽-铁或汽-胶联合开拓运输方式的矿山及长大型露天矿山,或由小境界向大境界进行扩帮过渡的矿山.实践表明,该方法技术上可行,并取得了较好的经济效益.     

蛭石粉体的减震功能及理化性能

根据蛭石粉体的基本特性,研究了蛭石粉体作为填料在减震橡胶中的应用原理和减震效应.结果表明,蛭石粉体与云母粉体的减震性能相同.该研究开辟了蛭石粉体在减震橡胶中的应用领域.     

蛭石的结构修饰及有机插层试验

用酸处理+热处理+钠化综合法,对蛭石进行了结构修饰改性,得到具有低剩余层电荷的改性蛭石.用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)对改性蛭石进行了有机插层试验,并与未改性蛭石原样的插层试验进行对比,以研究结构修饰及剩余层电荷变化对其有机插层的影响.结果表明,由于剩余层电荷的降低,十六烷基三甲基溴化铵在改性蛭石层间的插层量和排列方式与在蛭石原样中不同,当HDTMAB用量小于5倍数CEC时,进入层间域的HDTMAB数量少,呈倾角较小的单层倾斜排列,蛭石层间距小,有序度低;当HDTMAB用量等于5.0倍CEC时,HDTMAB在蛭石层间以双层倾斜方式排列,层间距与有机插层蛭石原样相当;当HDTMAB用量达到10.0倍CEC时,蛭石层间以双层倾斜排列的HDTMAB倾角增大,层间距较同样条件下插层的蛭石原样更大,而且大部分蛭石已层剥离.因此,结构修饰有利于制备聚合物/蛭石纳米复合材料.     

高膨胀率蛭石制备新工艺研究

对新疆尉犁蛭石样品采用新型微波加热法制备膨胀蛭石,并与电热加热900℃法制备的热膨胀蛭石进行对比分析.SEM分析结果表明:微波法制备的膨胀蛭石层与层之间分离彻底,层间孔隙多,平均膨胀倍数大;XRD分析结果表明:蛭石层间距变化小.通过XRD、差热和红外对比分析发现:微波加热对结构破坏较小,只是导致层问水蒸发丢失,而结构水基本没有蒸发,笔者认为这是微波法制备的膨胀蛭石层间距变化小、不发脆的原因.     

随州蛭石矿选矿试验研究

湖北随州蛭石矿由于粒度细，脉石与蛭石粒度分布一致，且两者密度相近，用一般重选方法难以分离。通过选矿试验，最终确定了棒磨机磨矿、筛分、摇床选矿的原则流程，获得了产率7．37％、品位97．3％的4号精矿和产率34．48％、品位93％的5号精矿。膨胀试验表明，4号及5号蛭石的体积膨胀倍数分别为4．7和3．8，可为今后随州蛭石的开发提供参考。     

可拓评价法在含蛭石制动摩擦材料中的应用

研究了蛭石含量和摩擦温度对无石棉有机制动摩擦材料摩擦性能的影响,蛭石在制动摩擦材料中起改善摩擦材料的高温摩擦系数和降低磨损率的作用.基于制动摩擦材料摩擦性能测试的国家标准(GB5763-2008),应用可拓评价方法对5个蛭石增强的制动摩擦材料的摩擦系数和磨损率进行了可拓评价.其优劣排序为:V-14.6,V-9,V-5.6,V-3.4和V-0(数字代表蛭石在配方中的体积分数).     

酸活化膨胀蛭石的制备及吸附性能研究

基于工业蛭石具有良好的加热膨胀性、阳离子交换性和吸附性,对采自新疆尉犁蛭石矿的工业蛭石样品进行微波化学膨胀处理和酸活化处理,并对处理后的样品进行了XRD、比表面积和脱色率等分析.考察了酸浓度、时间、温度等实验参数对酸活化样品脱色性能的影响,确定了最佳工艺条件.结果表明:膨胀蛭石样品在酸浓度为2.5mol/L,活化时间为...     

工业蛭石的矿物学属性及在“双碳”战略中的作用

基于工业蛭石的化学成分、矿物组成及热学与阳离子交换性等矿物学属性,重点讨论了灼烧膨胀法、插层膨胀法和插层-微波膨胀法对国内不同产地膨胀蛭石膨胀率的影响。结果表明,工业蛭石的矿物组成以金(黑)云母-蛭石间层矿物为主,含少量蛭石或金云母;工业蛭石由于结构中含有蛭石晶层而具有良好的加热或插层膨胀性与阳离子交换性;相对于灼烧加热膨胀法,采用微波膨胀法、插层膨胀法和插层—微波膨胀法可制备结构层不被破坏的高强度柔韧性膨胀蛭石。采用复合插层—微波膨胀法制备的高膨胀率膨胀蛭石为长条蠕虫状多孔轻质材料,膨胀倍数高达36倍,堆积密度仅为0.033 g/cm3,具有优异的轻质、保温和绝热性能。工业蛭石矿产具备战略性新兴矿产的许多特征,具有节能降耗和控制能耗强度并助力碳减排碳达峰的功能,在“双碳”战略和环保节能领域具有重要的作用。     

聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)/蛭石高吸水保水复合材料的合成与性能研究

以膨胀蛭石(EVMT)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为原料,通过水溶液聚合法制得了聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)/蛭石高吸水保水复合材料.研究了蛭石的添加量、丙烯酰胺用量、中和度、引发剂用量以及交联剂用量等对吸水率的影响.得到的最佳反应条件为:中和度为70%.丙烯酰胺、蛭石、引发荆和交联剂量分别为丙烯酸单体质量20%、12%、0.8%和0.12%.结果表明,蛭石加入量为12%时,复合材料的吸水和保水性能明显得到增强.