鄂州钙基膨润土钠化改型研究

以湖北鄂州钙基膨润土为原料,采用悬浆钠化改型工艺.系统研究了单一改型剂钠化改型的各种因素对产品性能的影响.结果表明,Na2CO3改型可以分别将胶质价和膨胀容由原矿的100ml/15g、11.0ml/g提高到500ml/15g、57.1ml/g,而NaF则可以分别将胶质价和膨胀容提高到450ml/15g、68.0ml/g,单一改型荆钠化效果明显.由单一改型剂和两种改型荆互配改型效果对比表明,Na2CO3与NaF以质量比7:3互配可以较好地改善膨润土的理化性能,其胶质价和膨胀容可以达到500ml/15g、74.6ml/g,明显高于单一改型剂的指标.     

内蒙古高庙子膨润土热学性能研究

膨润土的热学性能是评价膨润土作为高放废物深地质处置库缓冲／回填材料的重要参数。高庙子膨润土矿床初步确定为中国缓冲／回填材料的供应基地,本研究通过实验,获得了高庙子膨润土的导热系数。结果表明,在相同的压实密度条件下,随着膨润土含水率的增加,导热系数也增加。     

高庙子膨润土作为缓冲/回填材料的研究进展

随着核科学的发展,核工业所产生的高放射性废物的处置问题得到人们的重视。深地质处置现在被普遍接受为最安全有效的方法。通过研究,内蒙古兴和县高庙子膨润土矿床被确定为我国高放废物处置库缓冲/回填材料的首选矿床。本文主要对高庙子膨润土作为缓冲/回填材料的研究进展作了简要的综述,并指出了今后研究工作的方向。     

高庙子钠基膨润土的膨胀性能研究

膨胀性能是高放废物处置库缓冲材料的关键参数之一,缓冲材料的膨胀性能与处置库功能的稳定性密切相关,准确地预测评价膨润土膨胀性能具有重要意义。为了研究缓冲材料膨胀性能与干密度、有效蒙脱石含量的关系,本文采用恒体积膨胀法研究了高放废物处置基本材料GMZ07和GMZ24-200膨润土的膨胀力,并利用膨胀仪研究了GMZ24-20膨润土的膨胀率。试验表明,膨胀力随时间增长而增大,膨胀力随着干密度的增大而增大,且干密度越大,试样初始膨胀速率越大,表现为膨胀力时程曲线初始曲线越陡。GMZ07膨润土膨胀力曲线在低密度时具有"双峰"结构,高密度时则不明显;GMZ24-200膨润土膨胀力曲线未见"双峰"。GMZ07膨润土的蒙脱石含量高于GMZ24-200膨润土,导致GMZ07膨润土的膨胀力大于GMZ24-200膨润土的膨胀力。对两种膨润土最大膨胀力与干密度进行了拟合,最大膨胀力与干密度呈指数关系,利用公式表示最大膨胀力与有效蒙脱石含量之间的关系。可以看出,GMZ24-200膨润土膨胀量随时间增大而增大,最大膨胀率与干密度呈线性关系。     

高放废物处置库预选缓冲/回填材料液塑限测定试验研究

深地质处置被国际上公认为处置高放废物的最有效可行的办法。缓冲/回填材料是高放废物深地质处置中非常重要的一道人工屏障。经过筛选,内蒙古高庙子钠基膨润土被确定为我国高放废物深地质处置的首选基料。通过对该钠基膨润土的落锥式和碟振动式两种液塑限测定方法的比较,确定利用碟振动式仪法测试更合理,测得液限为310%,塑限值为39.0%,塑性指数为271.0%。结果表明,内蒙古高庙子钠基膨润土具有高的水容量、荷重下的高致密性、低渗透性、较高的强度和较强的水稳定性。     

高庙子膨润土矿勘探与钠基膨润土开采

高庙子膨润土矿是我国高放废物地质处置库缓冲回填材料首选供应基地,国内对高庙子钠基膨润土进行了大量试验研究和理论分析。随着研究工作的深入,需开采天然钠基土样品以满足试验需求。通过施工3个勘探孔,发现主矿区8~24勘探线的膨润土矿石质量好,层位稳定,与已掌握的资料相符。对比两个拟开采位置的矿石质量、矿层厚度、开采条件等,确定使用露天剥离的方式开采膨润土样品,并对开采出的矿石进行初步加工提纯,完成了开采未来5~10年缓冲回填材料试验研究所需样品的任务。     

对钙基膨润土钠化改型研究

以三台膨润土原矿为原料，用挤压钠化法对钙基膨润土进行改型，本次实验钠化剂分别采用Na2CO3、NaOH、NaCl和复合钠化剂，结果表明：以Na2CO3的用量为4％，加水量20％，挤压15min，陈化时间在5～7天进行钠化改型，效果显著。     

以膨润土为基材的集成缓冲材料对铀的阻滞特性研究

缓冲材料作为高放废物处置库中多重屏障体系的最后一道人工屏障,其对放射性核素的阻滞性能将直接影响到处置库的长期稳定性和安全性。对新疆膨润土、新疆沸石、安徽明光凹凸棒石和四川江油黄铁矿4种单一矿物材料对铀的吸附性能进行对比研究,结果表明,由于新疆膨润土具有低渗透性、良好的膨胀自愈性及吸附性,将其作为集成缓冲材料的基材矿物合理。在此基础上开展了以新疆膨润土为基材、以沸石、凹凸棒石和黄铁矿作为可选择的添加矿物来构建B-Z、B-Z-P、B-A及B-A-P 4种类型集成缓冲材料,对4种类型集成缓冲材料的吸附性能进行对比分析,结果表明:B-A-P型集成缓冲材料对放射性核素铀的吸附性能优于其他3种类型集成缓冲材料,并且铀在B7AP型集成缓冲材料中表观扩散系数Da为4.07×10-12 m2/s,均比其他配方的集成缓冲材料表观扩散系数小。因此,B7AP型集成缓冲材料更适宜作为处置放射性核素铀的人工屏障材料,该研究成果可为高放废物处置库中的人工屏障材料设计提供参考。     

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...     

锂基蒙脱石制备工艺研究

实验研究制备锂基蒙脱石过程中，原材料的膨胀容、胶质价越高，制备出钽基蒙脱石的水化性能越高：碳酸钽和草酸的混合液为改型剂制备出的样品性能较优；恒温水浴、高速分散和超声波均能够合成性能良好的钽基蒙脱石产品，制备时可根据实际条件选择。     

集成回填材料的膨胀性能研究

与单一膨润土相比,集成回填材料(新疆沸石与新疆膨润土混合物、安徽凹凸棒石与新疆膨润土混合物)能够提高防渗阻隔能力、热传导能力等,本文主要研究初始含水率、压制载荷、干密度、膨润土含量等因素对集成回填材料的膨胀率及膨胀力的影响。试验结果表明,初始含水量对集成回填材料的最终膨胀率和膨胀力影响不大,试样加水后体积迅速膨胀,2000 min后体积增长速度缓慢,直至体积保持不变。同等情况下,压制荷载为20 MPa比10 MPa时最终膨胀率和膨胀力大,说明压制载荷对集成回填材料的膨胀性能有所影响;在同一含水率、同一压制载荷20 MPa条件下,最终膨胀率和膨胀力随干密度的增大而增大,这是因为干密度越大,混合物间的颗粒联系越紧密,当遇水膨胀后对膨胀仪的反作用也大。最后还得出复合矿物中膨润土含量占集成回填材料的比例越大,其膨胀率和膨胀力越大。同等比例下,由于沸石为非粘土矿物,而凹凸棒石为粘土矿物并含有部分蒙脱石矿物对复合矿物的膨胀性能有所贡献,因此添加凹凸棒石比沸石更容易得到膨胀性能较好的集成回填材料。然而在实际工程中采用集成回填材料时还要综合考虑影响其它工程性能和阻滞性能的因素,选择适合的集成回填材料配比及工程参数为将来高放深地质处理核废物打好坚实的基础。     

新疆帐蓬沟角砾状膨润土在铸造业中的应用

角砾状膨润土由硬质矿块与填隙物组成。蒙脱石平均含量75.87%,其次为石英、方英石、少量石盐、赤铁矿。胶质价96.27ml/15g,膨胀容36.20ml/g。浇注铸件质量优良,表面光滑,用该膨润土作型砂造成的废品比原用膨润土降低2.3%,膨润土用量减少2%。     

集成回填材料的压缩性能研究

缓冲材料是高放废物深地质处置多重屏障系统中非常重要的一道人工屏障,通过研究一定配比的集成回填材料在不同含水量条件下的压实成型性、不同压实干密度和不同含水量压实样品的无侧限压缩性能,认为:含水量为15%的集成回填材料压实成型性最好,含水量为20%次之,压实干密度越大,无侧限抗压强度越大;在无侧限压缩实验时,含水量为20%的高密度压实回填材料样品比含水量为10%和15%的样品的抗压强度小,变形大。     

不同产地膨润土对汞(Ⅱ)离子吸附性能的研究

采用批量对比试验的方法,研究了不同产地膨润土的物化性能及其对汞(Ⅱ)离子吸附效果的影响,并分析了影响吸附效果的因素。结果表明,膨润土中蒙脱石的含量是直接决定膨润土的胶质价、膨胀容、阳离子交换容量等物化性能参数高低的重要因素,也是决定膨润土对汞(Ⅱ)离子吸附性能优劣的最为重要的因素。膨润土对汞(Ⅱ)离子的吸附容量与其蒙脱石含量大致呈曲线上升关系。     

基于灰色系统理论的缓冲回填材料导热性能预测

将以膨润土为基材的集成缓冲回填材料导热性能及其影响因素作为一个系统来研究,在深入分析集成缓冲回填材料不同干密度、不同含水量、不同孔隙度、和不同饱和度条件下的导热性能实验的基础上,基于灰色系统理论对集成缓冲回填材料的热传导系数和热扩散系数(作为系统输出)及其影响因素(作为系统输入)进行系统模拟,建立了相应的预测模型,设计了模型算法,并用Microsoft Visual Studio为开发工具,研制了"集成缓冲回填材料导热性能模拟软件系统",用该软件系统成功实现了以膨润土为基材的集成缓冲回填材料导热性能的模拟及预测,结合导热性能实验数据进行软件实证分析,从软件运行的实证数据看,预测效果好、精度高;从控制(输入)的角度研究集成缓冲回填材料热传导热系数和热扩散系数(输出)的预测问题,不仅为集成缓冲回填材料导热性能的预测和模拟提供了平台和工具,更重要的是为高放核废物处置库工程屏障开发出具有高导热性能缓冲回填材料奠定了基础。     

膨润土(蒙脱石)阳离子的交换容量——CEC

膨润土(蒙脱石)晶层中的阳离子具有可交换性能,在一定的物理-化学条件下,不仅Ca2 、Mg2 、Na 、K 等可相互交换,而且H 、多核金属阳离子(如羟基铝十三聚体)、有机阳离子(如二甲基双十八烷基氯化铵)也可交换晶层间的阳离子。阳离子交换性是膨润土(蒙脱石)的重要工艺特性,利用这一特性,可进行膨润土的改型,由钙基膨润土改型为钠基膨润土、活性白土、锂基膨润土、有机膨润土、柱撑蒙脱石等产品。阳离子交换容量(Cation Exchange Capacity)是指pH值为7的条件下所吸附的K 、Na 、Ca2 、Mg2 等阳离子总量,简称为CEC,单位为土。膨润土矿阳离…     

某钙基膨润土改型为钻井膨润土的研究

以河南某钙基膨润土矿为原料,以碳酸钠为改型剂,采用半干法挤压改型工艺制备了钠基膨润土。结果表明:在碳酸钠用量为3%、挤压3次、加水量为17.5%、原料粒度20目时可制备出膨胀倍和胶质价均较高的产品,产品泥浆性能符合GB/T5005-2001钻井膨润土的指标要求。     

广西某膨润土矿的性能及工业应用研究

利用化学分析、X-衍射、扫描电镜、差热分析和理化性能测试等多种方法系统地研究了广西某膨润土的特征,结果表明,该膨润土矿为钙基膨润土,主要脉石矿物为石英和钾长石,蒙脱石含量为39.62%。沉降法分级后,-2μm粒级产率3.70%,蒙脱石含量为66.76%,其膨胀容、胶质价和吸水率分别为7.50 mL/2g,160.00 mL/15 g,331.94%。原矿各项指标达不到冶金球团用的钙基膨润土的最低标准,-2μm粒级的膨润土能够达到冶金球团用的钙基膨润土二级品以上的国标要求,表明该矿具有一定的工业利用价值。     

鄂州膨润土湿法提纯及钠化改型试验研究

以湖北鄂州低品位钙基膨润土为试验研究对象,采用湿法提纯工艺,选用0.5%六偏磷酸钠为分散剂,矿浆浓度25.0%,将膨润土纯度从75.43%提高到89.91%。对提纯后的膨润土进行钠化改型试验,确定了影响钠化的主要因素和钠化最佳工艺条件,制备的钠基膨润土d(001)为1.237 0nm,膨胀容和胶质价分别为72mL/g及500mL/15g,为优质的钠基膨润土。     

某钙基膨润土半干法钠化制备球团粘结剂研究

以建平膨润土为原料,采用半干法对其进行钠化改型研究。通过对Na2CO3用量、补加水量、挤压方式和挤压次数进行考察,确定了最佳钠化改型实验条件。并利用X射线衍射（XRD）对钠化前后膨润土进行表征。结果表明,改型后的膨润土较原土球团性能有大幅提高,可满足冶金球团用膨润土的要求。