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吸附是所有固體物質(zhì)存在的自然現(xiàn)象。我們將某些分子聚集在膨潤土表面的現(xiàn)象,稱為膨潤土的吸附作用。實質(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)。這種吸附作用在工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用。如鉆井泥漿經(jīng)常利用膨潤土礦物的吸附特性來調(diào)整不同使用目的的泥漿參數(shù),如添加降濾失劑,就是通過高分子聚合物一端吸附在膨潤土顆粒表面,另一端溶于水使膨潤土顆粒和水分子之間產(chǎn)生了一種間接的聯(lián)系。形成了一種橋聯(lián)作用,減少了泥漿中的自由水,改變了泥漿的性能參數(shù),達到降低濾失率的目的。
肉眼鑒定中,膨潤土呈純白色,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。2)蒙脫石晶格置換產(chǎn)生的負電荷要吸附電性相反的離子來平衡溶液的電性。若經(jīng)長期風(fēng)干水分散失后,又可變成松散狀。膨潤土因有強烈的離子交換力,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。它的微細粉末加水的懸浮液,分散(散度)很好,不容易沉淀。天然膨潤土類型,主要是按蒙脫石的陽離子的種類相對含量分為鈣、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土。我國大部分膨潤土礦以生產(chǎn)鈣基膨潤土為主,鈣基膨潤土比鈉基膨潤土便宜,而且容易到手,所以我們在肉雞和蛋雞試驗上,都用的是鈣基土。用膨潤土添加料喂雞,因為適口性好,雞愛吃。 但只靠上面介紹的肉眼等感官鑒定是不夠準確的。我國尚無統(tǒng)一的鑒定膨潤土的國家標準。多數(shù)礦山執(zhí)行一機部關(guān)于“鑄造用膨潤土、粘土的部頒標準”(1997)和企業(yè)標準。主要測定吸蘭量、水分、膠質(zhì)介、通過率、濕壓強度、膨脹系數(shù)、pH值等,測定方法和標準這里就從略了。
陽離子交換性 在蒙脫石晶層中的陽離子具有可交換性能,在一定的物理—化學(xué)條件下,不僅Ca2 、Mg2 、Na1 、K1 等可相互交換,而且H 、多核金屬陽離子(如羥基鋁十三聚體)、有機陽離子(如二加基雙十八烷基氯化銨)也可交換晶層間的陽離子。5)特別適合于采用陽離子型表面活性劑對鈉基、鈣基膨潤土或酸性白土進行有機化改性。陽離子交換性是膨潤土的重要工藝特性,利用這一特性,進行膨潤土的改型,由鈣基膨潤土改型為鈉基膨潤土;制取活性白土、鋰基膨潤土、有機膨潤土、柱撐蒙脫石等產(chǎn)品。
測定膨潤土礦陽離子交換容量和交換性陽離子,是判斷膨潤土礦質(zhì)量和劃分膨潤土礦屬型的主要依據(jù)。陽離子交換容量是指PH值為7的條件下所吸附的K 、Na 、Ca2 、Mg2 等陽離子總量,單位為mmol/100g土。按蒙脫石可交換陽離子的種類、含量和層間電荷大小,膨潤土可分為鈉基膨潤土(堿性土)、鈣基膨潤土(堿土性土)、天然漂白土(酸性土或酸性白土),其中鈣基膨潤土又包括鈣鈉基和鈣鎂基等。陽離子交換容量的英文名稱為Cation Exchange Capacity,簡稱為CEC。膨潤土的CEC值愈大表示其帶負電量愈大,其水化、膨脹和分散能力愈強;反之,其水化、膨脹和分散能力愈差。
膨潤土是這樣一個粘土,它的名子來源于1898年美國俄懷民州的本頓堡一種叫做Benton的頁巖,膨潤土并非美國特有,而是存在于全球各地。事實上,在歐洲這種類似的粘土被叫作蒙脫石,它的名子來源于它的發(fā)現(xiàn)地,法國的蒙脫鎮(zhèn),1847年這種粘土在這里被發(fā)現(xiàn)。在制漿過程中,大量的水溶性聚合物和膠體物釋放至生產(chǎn)過程的水中,木材的膠體物和樹脂物有沉積在設(shè)備和產(chǎn)品表面的趨向,會引起生產(chǎn)問題和紙頁缺陷。但是我們還是要把它稱作膨潤土,因為膨潤土更易叫更易寫。有意思的是科學(xué)家們至今對這些粘土的命名還有爭議,當然這超出了這篇文章的討論范圍。膨潤土是一種硅和鋁酸鹽礦物質(zhì)粘土。換句話說,它含有二氧化硅和鋁,鋁與另外兩個主要的礦物質(zhì)元素鈣和鈉結(jié)合形成了膨潤土獨特的工業(yè)特性,并且可以將其用于單胃動物飼料。