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鈉質(zhì)膨潤(rùn)土的分散程度較鈣質(zhì)膨潤(rùn)土高,鈉質(zhì)膨潤(rùn)土的吸水率高、膨脹倍數(shù)大。鈉質(zhì)膨潤(rùn)土和鈣質(zhì)膨潤(rùn)上吸水膨脹產(chǎn)生不同結(jié)果的原因是:
1)陽(yáng)離子可以將膨潤(rùn)土顆粒聯(lián)結(jié)在起,制約了膨潤(rùn)土顆粒的分散。多價(jià)離子比一價(jià)離子電荷密度大,顆粒之間產(chǎn)生較強(qiáng)的靜電引力,使膨潤(rùn)土顆粒聯(lián)結(jié)的能力強(qiáng),因此鈣質(zhì)膨潤(rùn)土的分散能力比鈉質(zhì)膨潤(rùn)土要弱。
2)蒙脫石晶格置換產(chǎn)生的負(fù)電荷要吸附電性相反的離子來平衡溶液的電性。這些電性相反的離子是以水化離子形式存在于溶液當(dāng)中,帶負(fù)電荷的蒙脫石顆粒吸附水化陽(yáng)離子形成雙電層。以往是以脫色率和脫色力表征膨潤(rùn)土的吸附脫色能力,目前趨于以脫色力和比表面積來表征。雙電層的厚度與反離子價(jià)數(shù)的兩次方成反比,即陽(yáng)離子價(jià)高,水化膜薄,膨脹倍數(shù)低;而陽(yáng)離子價(jià)效低,水化膜厚,膨脹倍數(shù)高。
3)鈉質(zhì)膨潤(rùn)土晶層吸附水的厚度是三層,鈣質(zhì)膨潤(rùn)土晶層吸附水的厚度是四層。在極性水分子的作用下,由于靜電引力較小,鈉質(zhì)膨潤(rùn)土晶層之間可以產(chǎn)生較大的晶層間距,而鈣質(zhì)膨潤(rùn)土由于晶層間的樸電引力較大,極性水分子不易進(jìn)入晶層之間,因此,鈣質(zhì)膨潤(rùn)土晶層間產(chǎn)生的距離明顯比鈉質(zhì)膨潤(rùn)土小,表現(xiàn)在鈣質(zhì)膨潤(rùn)土比鈉質(zhì)膨潤(rùn)土難于在水中分散、膨脹倍數(shù)低。鈉基膨潤(rùn)土的最的大特點(diǎn)是它的吸水性和膨脹性(是其本身體積的很多倍)。實(shí)質(zhì)上,蒙脫石的膨脹性受其化學(xué)成分控制,含鈉離子多的蒙脫石可以待續(xù)不斷地膨脹,直至成為一種凝膠狀態(tài)。含鈣離子多的蒙脫石只能從干操狀態(tài)到含水狀態(tài)膨脹是有限度的。我們?cè)诹私饬擞绊懪驖?rùn)上膨脹性的深層次的原因后,可以人為有效地控制膨潤(rùn)土礦物的膨脹性能,使之達(dá)到好的使用效果。
我國(guó)膨潤(rùn)土資源豐富,儲(chǔ)量世界,是優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)資源。 膨潤(rùn)土具有離子交換性、吸水性、膨脹性、觸變性、粘結(jié)性、吸附性等一系列特性,有“萬(wàn)用之土”的美稱,我國(guó)已有上千種產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用在20多個(gè)領(lǐng)域。鈉質(zhì)膨潤(rùn)土的分散程度較鈣質(zhì)膨潤(rùn)土高,鈉質(zhì)膨潤(rùn)土的吸水率高、膨脹倍數(shù)大。但 是,我國(guó)膨潤(rùn)土產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不盡合理(主要以傳統(tǒng)產(chǎn)品為主,技術(shù)含量低、產(chǎn)品檔次低),新產(chǎn)品新應(yīng)用的技術(shù)創(chuàng)新缺乏,優(yōu)勢(shì)資源未能利用,探索、尋找膨潤(rùn)土 產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展機(jī)遇非常必要。我國(guó)能源和環(huán)境壓力持續(xù)加大,面臨著以高碳能源結(jié)構(gòu)、高污染產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與綠色、低碳發(fā)展迫切需求之間的巨大矛盾,積極發(fā)展低碳技 術(shù)和綠色、環(huán)保技術(shù)具有重要意義。 膨潤(rùn)土是天然非金屬礦產(chǎn),加工簡(jiǎn)單,使用壽命長(zhǎng),是低碳型材料和環(huán)境友好型材料,在發(fā)展生態(tài)利用技術(shù)方面前景廣闊,發(fā)展生態(tài)利用技術(shù)對(duì)促進(jìn)膨潤(rùn)土產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 調(diào)整、促進(jìn)優(yōu)勢(shì)資源的利用具有重要作用。其中,膨潤(rùn)土在替代有機(jī)防滲材料、預(yù)防水體富營(yíng)養(yǎng)化,在鐵礦球團(tuán)、飼料、污水凈化中的應(yīng)用屬于生態(tài)利用,其技 術(shù)創(chuàng)新值得重視。
肉眼鑒定中,膨潤(rùn)土呈純白色,一般也有灰色或淺黃白色的,常因吸水或含有雜質(zhì)而呈淡綠、淡青、玫瑰紅等顏色。風(fēng)干后仍為純白色、灰色或淺黃白色。用手掰開后斷面不平整,而呈凍膠狀。有油脂光澤,手觸有滑感。能吸水膨脹,好的可成為膠體狀。膨潤(rùn)土作為污水處理劑在歐美等許多國(guó)家已有應(yīng)用,美國(guó)Biomin公司生產(chǎn)的污水處理劑,就是用膨潤(rùn)土、沸石、硅藻土、羥基磷酸鈣、煤等配制成吸附劑,達(dá)到了經(jīng)濟(jì)有效處理污水的目的。若經(jīng)長(zhǎng)期風(fēng)干水分散失后,又可變成松散狀。膨潤(rùn)土因有強(qiáng)烈的離子交換力,所以能吸附或吸收各種顏色。把它與油脂混合,可使油脂更加滑潤(rùn)。它的微細(xì)粉末加水的懸浮液,分散(散度)很好,不容易沉淀。天然膨潤(rùn)土類型,主要是按蒙脫石的陽(yáng)離子的種類相對(duì)含量分為鈣、鈉、氫、鋰蒙脫石等,其中以鈣蒙脫石為主的粘土稱為鈣基膨潤(rùn)土。我國(guó)大部分膨潤(rùn)土礦以生產(chǎn)鈣基膨潤(rùn)土為主,鈣基膨潤(rùn)土比鈉基膨潤(rùn)土便宜,而且容易到手,所以我們?cè)谌怆u和蛋雞試驗(yàn)上,都用的是鈣基土。用膨潤(rùn)土添加料喂雞,因?yàn)檫m口性好,雞愛吃?! 〉豢可厦娼榻B的肉眼等感官鑒定是不夠準(zhǔn)確的。我國(guó)尚無統(tǒng)一的鑒定膨潤(rùn)土的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。多數(shù)礦山執(zhí)行一機(jī)部關(guān)于“鑄造用膨潤(rùn)土、粘土的部頒標(biāo)準(zhǔn)”(1997)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。主要測(cè)定吸蘭量、水分、膠質(zhì)介、通過率、濕壓強(qiáng)度、膨脹系數(shù)、pH值等,測(cè)定方法和標(biāo)準(zhǔn)這里就從略了。
在廢紙回收系統(tǒng)中,膨潤(rùn)土(單獨(dú)用或和滑石粉組合使用)可以通過將油墨和膠粘物吸附和系縛到纖維上,從而使油墨和膠粘物沉積到紙機(jī)各部件的趨勢(shì)減到的小程度。廢紙循環(huán)使用中,成紙中有用裸眼可見的斑點(diǎn),這些斑點(diǎn)是由于油墨粒子具有“難于分散性質(zhì)”而分散得差的結(jié)果。雙電層的厚度與反離子價(jià)數(shù)的兩次方成反比,即陽(yáng)離子價(jià)高,水化膜薄,膨脹倍數(shù)低。粒子通常是片狀,厚度值從幾微米(小粒子)到10μm(較大粒子),在廢紙制漿過程中用機(jī)械分散的方法控制斑點(diǎn),粒子被機(jī)械破碎,減小粒子尺寸使斑點(diǎn)成為不可見的。這些粒子不被除去而留于漿料中,故紙漿成為灰色,使白度大大降低。
若加入膨潤(rùn)土到廢紙配料中,可防止斑點(diǎn)形成,膨潤(rùn)土能減小油墨粒子尺寸,使其能通過洗滌從漿中除去,或者聚集小油墨粒子成大尺寸的粒子,可以通過浮選或離心凈化達(dá)到有效的除去,從而提高紙漿的白度。
膨潤(rùn)土在整個(gè)過程中起到了吸附、分散、沉積物控制、抗再沉淀等多種作用。