膨润土(Bentonite)按译音,是以蒙脱石为主的含水粘土矿,蒙脱石的化学成分为:(Al2,Mg3)[Si4O10][OH]2�6�1nH2O,由于它具有特殊的性质。如:膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性等等,所以广泛用于各个工业领域。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产,蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构[1],由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子,如Cu、Mg、Na、K等,且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固,易被其它阳离子交换,故具有较好的离子交换性。国外已在工农业生产24领域100多个部门中应用,有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。
膨润土也叫斑脱岩或膨土岩。我国开发使用膨润土的历史悠久,原来只是做为一种洗涤剂。(四川仁寿地区数百年前就有露天矿,当地人称膨润土为土粉)。真正被广泛使用却只有百来年历史。美国最早发现是在怀俄明州的古地层中,呈黄绿色的粘土,加水后能膨胀成糊状,后来人们就把凡是有这种性质的粘土,统称为膨润土。其实膨润土的主要矿物成分是蒙脱石,含量在85-90%,膨润土的一些性质也都是由蒙脱石所决定的。蒙脱石可呈各种颜色如黄绿、黄白、灰、白色等等。可以成致密块状,也可为松散的土状,用手指搓磨时有滑感,小块体加水后体积胀大数倍至20-30倍,在水中呈悬浮状,水少时呈糊状。蒙脱石的性质和它的化学成分和内部结构有关。
蒙脱石的性质和层间的交换性阳离子种类有很大关系。根据层间主要交换性阳离子的种类,通常蒙脱石分为钙蒙脱石和钠蒙脱石。
蒙脱石有吸附性和阳离子交换性能,可用于除去食油的毒素、汽油和煤油的净化、废水处理;由于有很好的吸水膨胀性能以及分散和悬浮及造浆性,因此用于钻井泥浆、阻燃(悬浮灭火);还可在造纸工业中做填料,可优化涂料的性能如附着力、遮盖力、耐水性、耐洗刷性等;由于有很好的粘结力,可代替淀粉用于纺织工业中的纱线上浆既节粮,又不起毛,桨后还不发出异味,真是一得。
总的说,钠质蒙脱石(或钠膨润土)的性质比钙质的好。但世界上钙质土的分布远广于钠质土,因此除了加强寻找钠质土外就是要对钙质土进行改性,使它成为钠质土。
膨润土(蒙脱石)由于有良好的物理化学性能,可做粘结剂、悬浮剂、触变剂、稳定剂、净化脱色剂、充填料、饲料、催化剂等,广泛用于农业、轻工业及化妆品、药品等领域,所以蒙脱石是一种用途广泛的天然矿物材料。
膨润土组成:1898年美国地质学者Knighl在美国怀俄明州落基山河附近发现了一种绿**吸水膨胀的粘土物质,由于产地为:“ Fort Beton ”,因而取名膨润土(Betonite)。膨润土也叫斑脱岩或膨土岩,膨润土的主要矿物成分是蒙脱石,含量在85-90%,膨润土的一些性质也都是由蒙脱石所决定的。
蒙脱石可呈各种颜色如黄绿、黄白、灰、白色等等。可以成致密块状,也可为松散的土状,用手指搓磨时有滑感,小块体加水后体积胀大,在水中呈悬浮状,水少时呈糊状。蒙脱石有吸附性和阳离子交换性能,可用于除去石油的毒素、汽油和煤油的净化、废水处理;由于有很好的吸水膨胀性能以及分散和悬浮及造浆性,因此用于钻井泥浆、阻燃(悬浮灭火);还可在造纸工业中做填料,可优化涂料的性能如附着力、遮盖力、耐水性、耐洗刷性等;由于有很好的粘结力,可代替淀粉用于纺织工业中的纱线上浆既节粮,又不起毛,浆后还不发出异味。
膨润土的分类:膨润土的层间阳离子种类决定膨润土的类型,层间阳离子为Na+时称钠基膨润土;层间阳离子为Ca+时称钙基膨润土;层间阳离子为H+时称氢基膨润土(活性白土);层间阳离子为有机阳离子时称有机膨润土。
膨润土的性质:膨润土具有很强的吸湿性,能吸附相当于自身体积8一20倍的水而膨胀至30倍;在水介质中能分散呈胶体悬浮液,并具有一定的粘滞性、触变性和润滑性,它和泥沙等的掺和物具有可塑性和粘结性,有较强的阳离子交换能力和吸附能力。
膨润土的应用:膨润土由于有良好的物理化学性能,素有“万能”粘土之称,可做粘结剂、悬浮剂、触变剂、稳定剂、净化脱色剂、充填料、饲料、催化剂等,广泛用于冶金、石油、铸造、食品、化工、环保及其他工业部门。
我国膨润土的发展现状:我国膨润土的储量仅次于美国,居世界第二位,现开采量为200万吨,主要集中在东北和东部沿海各省。我国已经发现的大小矿床和矿点400多处,探明的储量233亿吨,预计资源量在75亿吨以上。但是国膨润土开发利用的程度很低,累计开采量不足已探明储量的1%。在国际市场上是一种“低出高进”的局面,即出口低级产品(原矿、铸造用、钻井用、低档活性白土等),进口高级产品(洗衣粉柔顺剂、高档有机土、膨润土防水毯等)。据不完全统计,中国目前膨润土产品年产销量约270万吨,其中用于铸造型砂100~110万吨,用于钻井泥浆70吨,用于冶金球团45万吨,用于油脂脱色(活性白土)20万吨,用于其他20~30万吨。行业特点是企业规模小(年产万吨以上的企业屈指可数)、技术水平低、由于是资源型行业而竞争不是很剧烈、产销量与价格均逐年上升。
膨润土的制备及应用
1、半湿法生产高效活性白土方法
2、催化酸处理海泡石、膨润土的工艺
3、防污膨润土制备方法
4、废白土渣综合利用的新方法
5、复方中草药膨润土饲料添加剂
6、改善蒙脱石粘土的抗污染性的方法
7、改性膨润土及其应用
8、改性膨润土组合物
9、干法生产有机膨润土的方法
10、含脱氮剂和废油的废白土处理方法
11、航煤脱色用颗粒白土的再生工艺方法
12、合成二八面体蒙脱石粘土
13、活性白土的制备方法
14、活性白土生产方法
15、活性白土生产方法2
16、活性白土生产方法3
17、碱法活化膨润土生产P型洗涤用沸石的工艺方法
18、接枝膨润土高吸水材料及其制造方法
19、锂膨润土悬浮剂的制造方法
20、粒膨润土的生产方法
环境保护是当今生态环境首要课题。天然纳米材料——膨润土在环保中应用在国外已相当广泛。膨润土可作为有害物质吸附剂,浑浊水的澄清剂,放射性废料和有毒物料的密封剂,被污染水的防水剂、污水处理剂、洗涤助剂等,但我国开发研究应用的较少。
1在废料处理方面的应用
(1)用天然钠基膨润土做垃圾填埋场的防渗层国外用膨润土毯(板)、粉做垃圾填埋场防渗层的很多,尤其是德国、韩国、日本,美国用的更多,我国也已开始使用。因膨润土具有高度的水密实性和自我修补、复原功能,在理论上是接近完美的防渗材料。2002年世界足球杯的赛场就在一个特大的垃圾填埋场上建成,其上下四周全部用膨润土毯做防渗层。而韩国15年前所建的填埋场所用防渗材料与我国以前建的填埋场一样,防渗材料的耐久性差,有的严重污染地下水。要修复这些防渗层,杜绝渗漏,需花原造价5倍的代价。
(2)用膨润土进行核废料处理和消毒防护国内外都有将核电站等放射性废料用膨润土稠浆包裹后装入容器深埋地下的做法,效果较好;国外用膨润土制备毒剂防护的消毒急救包,有广泛的用途。
2在废水废油处理中的应用
(1)膨润土在处理煤气洗涤废水中的应用用膨润土处理印染废水、煤气洗涤废水、味精厂等废水、废物,去除率达995%。有的处理废水后再把回收物做成饲料添加剂。
(2)用膨润土作动物垫圈料处理废水、臭气膨润土能使动物粪便容易分散、清理。国内大城市的需求量也有提高。由于圈养动物场和屠宰场、水产加工场产生的污水、臭气对环境有害,可在这些场所撒膨润土,回收高效肥料,有一举两得之效。
(3)用膨润土处理、吸附废油用膨润土处理快餐的煎炸废油、油污十分有效。膨润土是很好的吸附剂,用膨润土吸附电力行业绝缘油在国外很盛行;海上油船泄漏的油浮在海面上,国外是在其上撒吸附剂后结块清除。
(4)用膨润土做洗涤用品用膨润土洗涤羊毛等在古罗马、古埃及公元前3000年已开始,现代洗涤剂掺入一定量的膨润土,可增加其洗洁力度。
3在废气处理中的应用
(1)用膨润土处理有害气体国外用膨润土制成汽车排气管、过滤器,主要是充分利用膨润土的吸附性。
(2)用膨润土制作卷烟复合过滤剂用膨润土代替活性炭可降低卷烟中含有的焦油、自由基、尼古丁等对人体的危害。
4膨润土在软水剂、澄清剂中的应用
(1)在水库上游撒膨润土可使水库不洁物质絮凝沉入库底经生物净化加以处理,同时也可使水库漏水得到根治。因为膨润土能修复库底裂缝。
(2)膨润土可使果汁、糖汁澄清。
(3)膨润土可使硬水软化。
5膨润土做防渗材料可抵御海水对淡水、土地的盐化侵害 沙漠化土地在我国30个省区市的851个县旗均有分布,这些荒漠化土的颗粒较粗,一般呈细砂、粉砂状,无粘性,渗水性强。而膨润土的颗粒极细,有较强的膨胀性、粘性,两者混合拌匀,即可变成能保水的种植土。膨润土含有许多有利于动、植物生长的成分,可以为动、植物提供多种营养。
1中国膨润土的分布和几个大沙漠邻近,有利于治理荒漠化
从中国地图和中国膨润土分布图上可以清楚地看出:内蒙古的浑善达克沙地,就在北京的正北边,离盛产膨润土的兴和、张家口、赤峰都不太远;毛乌素沙地、库布齐沙漠、乌兰布和沙漠、腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠等附近也有膨润土矿床。新疆的库母塔格沙漠、古尔班通古特沙漠、塔克拉玛干沙漠边上均有优质膨润土矿床。中国目前勘探出的最大膨润土矿储量50亿吨,品质比美国的优良,离古尔班通古特沙漠较近。托克逊、柯尔碱有优质膨润土矿床,离塔克拉玛干沙漠也不远。甘肃金昌也有膨润土矿床,离腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠都很近。
2在沙漠下的暗河、水库对治沙很有利
膨润土是很好的防水材料,在表层沙下铺一层膨润土(一薄层)即可储水。用膨润土做防水层也可以建大量的储水塘、池、库、渠,再将沙漠下暗河、水库里的水抽上来,储住,慢慢用。最近地质部门在塔里木大沙漠的北部勘察出储水量很大的地下水库,可用膨润土与当地土混合建输水渠,将水引向四面八方。
3膨润土具有有利于沙漠化治理的特性
膨润土的抗渗性和抗冻性好;压缩性和固结性好;对沙土的稳定性好;膨润土的密实性、自保水性、永久性抵消了沙化土的种种缺陷;能增加沙土的粘性和保水能力;用膨润土作动物饲料添加剂可提高牛、羊产奶量、鸡的产蛋量、营养成分等,有利于动物圈养。
4用膨润土能快速修建储水池、储水窖、输水渠
用膨润土防渗层铺河道,可把有限的水引向远方。膨润土防水层可用天然钠基膨润土粉直接铺,也可以用膨润土与当地土搅拌夯实,也可以将膨润土夹在两层织物之间形成防水(渗)毯(板),快速修建起储水池、储水窑、输水渠。
5用膨润土将荒漠土变成节水、节肥的植被土
沙漠里移动的沙中,没有粘粒,粉沙也很少,主要是中、细沙,蓄不了水,可供植物生长的营养成分也很少,治理、绿化、恢复生态平衡很困难。沙漠化土壤的粒径大约在001~01mm的居多,很松散,易透水。而膨润土的粒径多小于0002mm,遇水可膨胀10~30倍。因此,在沙土中稍掺加一些膨润土就可以防止水流失,植物就可以生长。
国外治理沙漠化最成功的以色列,把贫瘠的荒漠变成节水、节肥的高产良田。美国亚利桑那州的南端,离墨西哥最近的城市图桑是建在沙漠中的城市,该城市像森林,也像野生植物园。该地年降雨量仅275mm,却能生长成百上千种沙漠植物和生存种类繁多的动物。亚利桑那大学的绿色草坪下有防渗层,也有定时喷水的喷头,既节水又节能。
由于沙漠地区一般日照时间很长,昼夜温差大,能在改造好的节水、节肥植被土上加篷,当年就会有可观的收获。而在飞播植绿时可将种子先用水拌、再用膨润土拌,其出芽率和成活率都会大大提高。膨润土还是各种肥料的很好载体。
6应用系统工程治理沙漠化
(1)彻底治理沙漠化,必须各地都选好治理点,再以点带面。选点最好离能取水的地点近,离膨润土产地近,以便快速由点推向面,地毯式地向沙漠化中心进展,最先做的是蓄水、修路。
(2)各方参与治沙,利用遥感技术找到地下水,综合利用太阳能、风力发电、新型滴灌材料设备、生物育种等等,对应用膨润土进行沙漠化治理十分有利。可动员、鼓励国内外单位、私人投入创效益,甚至最初可以动员各大城市妇女将穿破的尼龙丝袜收集起来,装进膨润土作水窖防水衬砌等等。
这个最好使用石油类乳化剂进行乳化。
1、石油类乳化剂与膨润土有良好的相容性,能够有效地与膨润土分散和乳化,形成稳定的乳液。这有助于提高膨润土的分散性和稳定性,使其在应用过程中更易于操控和使用。
2、石油类乳化剂具有较高的乳化效果,能够将膨润土与液体充分混合,并形成均匀细小的乳液颗粒。这有助于提高膨润土的分散性和稳定性,使其能够更好地发挥其吸水性和增稠性能。
3、石油类乳化剂在工业生产中得到广泛应用,具有成本低、效果好、操作简便等优点。因此,选择石油类乳化剂作为膨润土的乳化剂,不仅能够获得良好的乳化效果,还能够提高生产效率和降低成本。
有。
1、含量及结晶化学性质的不同。膨润土的主要成份是蒙脱石,是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体组成的层状粘土矿物。高岭土的化学成分中含有大量的al2o3、sio2和少量的fe2o3、tio2以及微量的k2o、na2o、cao和mgo等。
2、应用效果也不相同。纯高岭土白度高,质地柔软,易分散,悬浮于水中,塑性好,附着力高,电绝缘性能优异;良好的耐酸性,低阳离子交换容量,更好的物理化学性质,如耐火性。膨润土的主要矿物成分是蒙脱石,含量为85-90%,膨润土的一些性质也是由蒙脱石决定。可以制成致密块或松散的土壤。用手指摩擦时会有光滑的感觉。当加入水时,小块的体积是几倍到20-30倍。它悬浮在水中,当水很少时是糊状的。 蒙脱石的性质与其化学成分和内部结构有关。
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