高铁铝土矿制备石油压裂支撑剂的造粒过程研究

重点研究云南特有高铁铝土矿制备石油压裂支撑剂的造粒工艺。通过对造粒过程中水分、时间、圆盘转速和膨润土添加量各参数的有效控制,获得最佳成球率及最低破碎率的各参数指标为:水分含量控制为总量的12%,造球时间为8 h,圆盘转速为40 r/min,原料粒度d97=0.038 mm,膨润土添加量3%。此研究为高铁铝土矿制备石油压裂支撑剂提供了有力的技术支撑。     

层状非金属矿物干燥剂的试验研究

本文以湖北鄂州层状非金属矿物—膨润土为试验原料,选用加水量24%,氯化钙1.0%,氯化镁0.5%,高分子材料添加量0.2%,造粒时间5min,分级粒径为1.0～2.0mm的工艺,制备出成本低廉,吸湿率17.99%,回收率98%以上的高品质膨润土干燥剂产品。通过吸湿率动态分析方法试验,确定了影响吸湿率的主要因素和最佳工艺条件。     

猫砂用膨润土的试验研究

以湖北鄂州钙基膨润土为原料,对其在猫砂用膨润土方面的应用进行了试验研究。结果表明:湖北膨润土在最佳钠化条件下,经特殊的造粒设备改性造粒后,干燥,分级,筛分,膨润土结块性能有很大地提高,可以满足猫砂用膨润土指标。为湖北膨润土生产猫砂用膨润土奠定了坚实的基础。     

配位插层聚合法制备膨润土/PAM调湿膜

将钙基膨润土交换成镍基膨润土，然后使丙烯酰胺在膨润土中配位插层聚合，制备出聚丙烯酰胺／膨润土复合调湿材料，测定了材料的调湿性能，并采用IR、SEM、XRD等手段对调湿膜进行了表征。     

半焦粉制气化型煤的试验研究

以府谷半焦粉为原料,原料粒度上限为3mm,-1mm含量占70%,在25MPa的成型压力下进行气化型煤成型的试验研究。探究了不同成型水分下型煤的抗压强度,并以型煤产品的抗压强度、热稳定性和型煤生产的经济效益作为评价指标,探究半焦粉制备气化型煤的粘结剂和添加剂选择及用量。试验结果表明,府谷半焦粉的最佳成型水分为25%,其中掺入2.00%淀粉、6.00%膨润土、4%焦煤粉,或者1.00%CMC、4.00%膨润土、4%焦煤粉制成的型煤具有较高的抗压强度和热稳定性,同时也具有较好的经济效益。     

半焦粉制气化型煤的试验研究

以府谷半焦粉为原料,原料粒度上限为3mm,-1mm含量占70%,在25MPa的成型压力下进行气化型煤成型的试验研究。探究了不同成型水分下型煤的抗压强度,并以型煤产品的抗压强度、热稳定性和型煤生产的经济效益作为评价指标,探究半焦粉制备气化型煤的粘结剂和添加剂选择及用量。试验结果表明,府谷半焦粉的最佳成型水分为25%,其中掺入2.00%淀粉、6.00%膨润土、4%焦煤粉,或者1.00%CMC、4.00%膨润土、4%焦煤粉制成的型煤具有较高的抗压强度和热稳定性,同时也具有较好的经济效益。     

瓮福磷矿浮选精矿分级成型试验研究

瓮福磷矿浮选精矿经三段水力旋流器分级，可以获得＋２００含量大于９６％的粗粒精矿，沉砂中的磷精矿质量有明显提高。其溢流磷精矿也能满足一般磷肥生产需要。浮选精矿用磷酸作粘合剂在圆盘造粒机中造粒，用量为３．２１％时造粒的抗压强度为７７３ｇ／粒。细粒物料用磷酸１．６２％，抗压强度达２３９６ｇ／粒，造粒效果较好。建议该浮选精矿分级，粗粒外销，细粒造球以减少运输中的损失。     

膨润土开发利用专利信息

１农业（１）腐殖酸复合肥及其制作方法（ＣＮ１２１６７５９Ａ）由尿素、磷酸二铵、氯化钾、褐煤、膨润土等组成 ,膨润土占２%～４ %。（２）以膨润土为填料的碳铵化肥（ＣＮ１１８５４２４Ａ）所采用的膨润土 ,其蒙脱石含量＞６０ % ,膨胀倍数＞６ｍＬ／ｇ ,粒度１００～２００目 ,水份＜１２ % ,混合时碳铵与膨润土之比为１．５～４∶１。（３）一次性多元复合肥生产工艺（ＣＮ１２２１７１９Ａ）由膨润土、重钙、氯化钾、尿素按一定比例在以硫酸和液氨为反应热的基础上经造粒、干燥、冷却生成Ｎ、Ｐ、Ｋ复合肥。（４）富硒矿物肥（ＣＮ…     

粒度级配及外加水分对晋城无烟煤成型性影响研究

从煤成型性理论分析入手，分析研究了影响型煤强度的主要因素，尤其是晋城无烟煤作为型煤加工的原料煤，其粒度组成、粒度级配和备煤过程中外加水分对型煤强度的影响。研究结果表明，适宜的成型水分和粒度组成能够使原料密实堆积，进而提高型煤的强度，当晋城无烟煤粒度小于1.5 mm时，型煤的冷热强度最好；当粒度小于3 mm时，情况次之，但综合考虑破碎效率及生产成本后，成型粒度选择小于3 mm较为合适，晋城无烟煤适宜的粒度级配为1.5 mm以下细颗粒，占比在77%左右；适宜的成型水分可提高型煤强度，晋城无烟煤与膨润土黏结剂组合最适宜的成型水分为11%～12%。     

部分非金属矿及工业废弃物最新专利摘要

(1) 膨润土等用于制取脱渣涂料(CN1340575A)用于炼钢转炉及吹氧枪的脱渣涂料是由固体料和液体料混合而成，固体料的主要组分为膨润土、珍珠岩砂和石墨组成，分别占30%～50%、45%～69%和0.5%～6%。液体料则为水玻璃及水，分别占70%～100%和0%～30%。(2) 硅藻土制取复合微滤膜(CN1333074A)硅藻土加木纤维、棉纤维及特种吸附材料制成。硅藻土粒度为3～15μm，特种吸附材料粒度＜200目。硅藻土复合微滤膜是一种具有独特选择性吸附功能的过滤材料，它主要用于生物工程、血液制品、制药、饮料、酒业、环保等领域的澄清与除菌过滤。(3) 从花岗岩…     

不同十八烷含量膨润土基复合相变储热材料的性能研究

以十八烷为相变材料,膨润土为支撑结构,采用微波加热法与熔融插层法相结合制备出了不同质量分数的十八烷/膨润土复合相变储热材料,十八烷的质量分数分别为16.67%2、5%和33.33%。采用X射线衍射(XRD)和差示扫描量热分析(DSC)对复合相变储热材料的结构与性能进行了表征。结果表明,随着十八烷质量分数的增加,膨润土的纳米层间距增大,并且复合相变储热材料的相变温度也逐渐增大并接近十八烷的相变温度;复合相变材料的相变潜热比对应质量分数下十八烷的潜热略低。对十八烷质量分数为33.33%时复合相变储热材料进行了500次加热/冷却循环试验,结果表明,复合相变储热材料的层间距及相变温度没有明显变化,相变潜热减少约3%,具有良好的结构与性能稳定性。     

膨润土-钢渣复合材料处理含Zn~(2+)酸性矿山废水

通过震荡吸附试验,对比研究膨润土、钢渣、膨润土-钢渣复合粉末状材料、膨润土-钢渣复合颗粒材料对含Zn2+酸性矿山废水处理效果,确定最佳吸附材料及其最佳反应条件,结果表明:8∶2膨润土-钢渣复合粉末状材料对含Zn2+的酸性矿山废水处理效果最好;对于p H值为3~4、Zn2+质量浓度为50 mg/L的酸性矿山废水,当复合吸附剂用量为7 g/L、吸附时间为120 min时,对酸性矿山废水中Zn2+去除率可达98.43%,处理后水的p H值为7.8,可达标排放;膨润土-钢渣复合材料既释放碱度中和酸,同时又对Zn2+发生了吸附、沉淀、絮凝聚沉协同作用。     

膨润土-淀粉-丙烯酸复合高吸水树脂的制备

以钙基膨润土、淀粉、丙烯酸为原料,采用水溶液聚合法制备耐盐性复合高吸水性树脂,考察了单体配比、膨润土用量、中和度、交联剂用量、引发荆用量、反应温度对产品性能的影响;得到了最佳聚合反应条件:淀粉在85℃下糊化0.5h,淀粉与丙烯酸的比例为0.2,交联剂的用量为0.01 5%,引发剂用量为0.2%,膨润土用量为3.0%,中和度为75%,反应温度为40℃;在此条件下制备的高吸水性树脂的纯水吸收倍率为406.66g/g树脂,盐水吸收倍率为56.01g/g.主要实验因素对产品性能影响大小的排序为:中和度>淀粉与丙烯酸配比>膨润土用量>交联荆用量.     

提纯膨润土制备复合黏结剂用于生产球团试验

为降低以磁铁矿粉为原料制备球团时黏结剂膨润土的添加量,探索低品位膨润土在球团工业中的应用,以朝阳某旋流器提纯后膨润土与有机黏结剂CMC进行复配为复合黏结剂,考察添加复合黏结剂对磁铁矿粉制备生球质量的影响。结果表明,在φ150 mm和φ75 mm两级旋流器串联,分级压力分别为0.1 MPa和0.2 MPa的条件下,膨润土原土蒙脱石含量从60.25%富集到81.04%,产率为60.93%、回收率为81.95%。以CMC配入量为提纯后膨润土质量的3%、螺旋挤压次数为3次时制得的复合黏结剂制备球团,可使球团中黏结剂的配比降低到0.8%,在此配比条件下制备的生球落下强度为5.2次,爆裂温度为475℃、生球抗压强度为12.85 N/个,满足球团性能要求。采用复合黏结剂制备球团有利于后续工艺的节能降耗,是未来球团工业发展的趋势之一。     

造纸助留剂改性膨润土浆液制备

对造纸助留剂柠檬酸钠改性膨润土浆液的制备工艺进行了研究:利用柠檬酸钠可制备浓度为5%～15%的优质膨润土浆液,其工艺条件为:柠檬酸钠加入量为膨润土的10%,常温改性24h,膨润土pH值8.5,原土以采用Wyoming型钙基土为宜。制备的柠檬酸钠改性膨润土浆液(浓度为10%),与碳酸钠常规改性膨润土浆液(浓度5%)相比,流动性更好,对纸浆的助留效果相近。     

建平膨润土提纯及制备球团黏结剂实验研究

以建平镁基膨润土为原矿,采用多级小锥角旋流器串联工艺进行提纯,并对提纯产品进行氧化球团造球实验。结果表明,当采用φ150 mm、φ75 mm、φ50 mm、φ25 mm、φ10 mm五级旋流器串联时,蒙脱石含量从62.32%富集到94.06%。选用φ50 mm-Y做黏结剂,配入量为1.5%时,球团落下强度为4.3次,爆裂温度为584℃,干球抗压强度为363 N,各项指标均达到市售钠化膨润土的性能。     

生物改性膨润土制备及土壤改良试验研究

本研究将膨润土进行生物改性,用于解决因长期种植存在的土壤板结、酸碱失调、微量元素缺乏、微生态环境紊乱及土传病害等问题。生物改性膨润土的最佳制备工艺为:生防菌用量为5%,添加水量为70%,复合时间为6 min,培养时间为24 h,培养温度为40 ℃;确定了生物改性膨润土在番茄和甘蓝种植时最佳的施用次数及效果,为膨润土在农业领域的开发利用奠定了基础。     

基于真空挤压技术的圆棒型煤成型因素研究

针对兖矿枕状型煤采用干法高压（15～20 MPa）对辊成型机制备,存在辊皮寿命周期缩短、维修成本增加,同时枕状型煤不适用于自动化炉具等问题。结合兖矿丰富的烟煤资源,以0～3 mm烟煤为原料,利用真空挤压成型技术,采用湿法成型方式制备圆棒型煤,研究粒度配比、成型压力及水分、烘干时间、黏结剂对圆棒型煤成型质量的影响规律,为中试系统设备选型及工业化型煤生产线设计提供参数指导。结果表明：利用双级锤式破碎机进行两次破碎后的粉煤粒度,可以达到紧密堆积状态,其中1～3 mm粒径占比65%;挤出压力与物料水分呈负相关,正常成型压力为3～5 MPa,生产线成型水分按25%计算所需外水加入量;设定干燥理论公式边界条件,为不同干燥温度下的烘干时间计算提供依据,利用网带式烘干机,130℃干燥温度下,需要干燥4 h;选取2%的黏土作无机黏结剂,型煤质量要高于膨润土黏结剂,经济成本更低。     

广西田东天然钙基膨润土对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

为开发天然钙基膨润土在处理含铜废水和铜污染土壤修复方面的应用,以广西田东天然钙基膨润土为原料,采用批式吸附试验考察不同温度下膨润土用量、初始pH和溶液初始浓度对Cu~(2+)吸附效果的影响,研究膨润土对Cu~(2+)的吸附过程动/热力学特征。当膨润土用量为5 g/L、初始pH值为5,温度为35℃和Cu~(2+)初始质量浓度为300 mg/L时,膨润土对Cu~(2+)饱和吸附量为42.84 mg/g;热力学计算结果表明,吸附是自发、吸热的过程;准二级吸附动力学方程和Langmuir吸附等温线拟合结果表明,膨润土对Cu~(2+)的吸附为单分子层吸附、以化学吸附为主;结合平衡时溶液中Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+、K~+浓度变化规律及吸附前后层间距变化,证实主要吸附类型为离子交换吸附。天然钙基膨润土对Cu~(2+)的吸附效果较好,在含铜废水处理和铜污染土壤修复领域是一种经济环保且有应用前景的非金属矿物材料。     

膨润土改性泥浆的抗渗性能与孔隙特征研究

采用碱激发混合法,制备4种不同膨润土掺量的固化泥浆,用于防渗衬里材料的改性研究,对养护过程中的固化泥浆试样开展柔性壁渗透(FWPT)试验、核磁共振(NMR)测试与电子显微镜(SEM)扫描。结果表明,改性固化泥浆的渗透系数随膨润土掺量增加呈先减后增趋势,膨润土掺量为4%时渗透系数达到极小值;试样的核磁共振T_2谱为双峰分布,代表小孔隙的P1峰占比超过80%,代表大孔隙的P2峰占比随养护时间增加逐渐降低。SEM分析表明,一定含量的钙基膨润土能促进水化反应发生,使材料孔隙显著减少;当钙基膨润土掺量为4%时,泥浆密实度最好,抗渗性能最佳。