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酸活化法是利用硫酸、鹽酸、草酸等對膨潤土進(jìn)行活化。膨潤土經(jīng)酸活化后,層間的Na 、Mg2 等轉(zhuǎn)化為可溶性鹽類溶出,同時,膨潤土結(jié)構(gòu)通道中的雜質(zhì)也被溶解,從而增大了膨潤土層間距、孔道容積,進(jìn)而增強了其吸附性能。B. Benguella 等〔1〕用硫酸對天然膨潤土進(jìn)行活化,并利用改性后的膨潤土吸附兩種酸性染料,數(shù)據(jù)顯示,經(jīng)酸活化后,膨潤土比表面積由23 m2/g 增大到56 m2/g。
膨潤土遇水有明顯的膨脹性能,與鹽酸溶液混勻后,膨脹后所占有的體積,稱為膨脹倍,以毫升/克樣表示。它與膠質(zhì)價一樣,與膨潤土的屬型和蒙脫石的含量密切相關(guān),同一屬型的膨潤土。含蒙脫石愈多,膨脹倍愈高。所以,膨脹倍也是鑒定膨潤土礦石屬型和估價膨潤土質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo)之一。
主要儀器與試劑:帶塞量筒(100毫升,直徑約25毫米) ;鹽酸溶液(1N),取83毫升鹽酸加水稀釋至1000毫升,搖勻。
具體操作步驟:稱取1.000克試樣于加入30~40毫升水的100毫升帶塞量筒內(nèi),再加水至75毫升刻度處;蓋緊塞子搖晃3分鐘,使試樣充分散開與水混勻,在光亮處觀察,無明顯顆粒團(tuán)塊即可;打開塞子,加入25毫升lN鹽酸溶液,再塞上塞子,搖晃1分鐘;將量筒放置于不受振動的臺面上,靜置24小時,讀出沉淀物界面的刻度值,即為膨脹倍,以毫升/克樣表示。
膨潤土的膨脹性能好,搖動分散的程度對結(jié)果有明顯的影響。所以,在充分搖散的前提下,應(yīng)嚴(yán)格控制搖動的時間;酸性膨潤土的膨脹倍有的小于5毫升/克樣,而量筒無小于5毫升刻度,無法準(zhǔn)確讀數(shù),則可以5毫升/克樣表示。
膨潤土的主要用途之一是作為鉆井液材料。一般產(chǎn)品名稱為:鉆井膨潤土、鉆井泥漿膨潤土、鉆井液用膨潤土,API膨潤土等等,要知道測量膨潤土造漿性的主要指標(biāo)之一是制漿速度,我們測試一般選用人工鈉基膨潤土作為造漿材料,因為一般鈉質(zhì)膨潤土的造漿性能比鈣質(zhì)膨潤土要好,測算膨潤土造漿率即膨潤土的單位重量可以配制成懸浮體積(m3 / t),表觀粘度為15mPa·s。
儀器:高速攪拌器 六速旋轉(zhuǎn)粘度計
方法:配置3份350ml膨潤土懸浮液,每份懸浮液含有不同質(zhì)量的土樣。使其視粘度在(10--25)x10-3Pa?s之間。
三個樣分別高速攪拌20分鐘,靜止24小時。再攪拌5分鐘。用六速旋轉(zhuǎn)粘度計進(jìn)行視粘度測試。 在半數(shù)坐標(biāo)紙上做視粘度與懸浮液濃度(g膨潤土/100ml懸浮液)的半系圖。繪出通過3點的視粘度直線。確定15mPa?s視粘度的懸浮液濃度。
通過造漿率對照表求的相當(dāng)?shù)脑鞚{率。
通過實驗測試我們知道鉆井用人工鈉基膨潤土的造漿率高,那么膨潤土作為鉆井造漿材料的應(yīng)用與作用有哪些呢?
利用膨潤土的造漿率一般作為鉆井造漿材料,該產(chǎn)品應(yīng)用的完整名字為“鉆井泥漿膨潤土”它的作用有幾下幾個重要作用:
(1)清理井壁以清除雜物。保持孔壁清潔,抑制鉆頭鉆壓,減少磨損,提高施工效率。