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膨潤(rùn)土其用途主要有:保護(hù)井壁、上返巖屑、潤(rùn)滑鉆井、防止腐蝕,還可以制成泥漿增稠劑、乳膠穩(wěn)定劑、油包水泥漿和抗高溫解卡劑等來(lái)冷卻鉆頭。目前,膨潤(rùn)土產(chǎn)品主要有以下幾種類型:1、鑄造用膨潤(rùn)土:作粘結(jié)劑、吸附劑、適用于鑄造、陶瓷、環(huán)境治理。取鹽酸小蘗堿1g,溶于50mL加醇中,加入50mL水,攪均后,加膨潤(rùn)土和酸性石膏粉9。2、造漿用膨潤(rùn)土:作粘結(jié)劑、懸附劑、吸水劑,適用于石油鉆井、基礎(chǔ)工程和建筑水泥。3、化工用膨潤(rùn)土:作填充劑、增稠劑、懸浮劑、脫色劑,用于造紙、橡膠、油漆、油墨、日用化工、涂料、紡織。4、飼料用膨潤(rùn)土:作粘結(jié)劑、吸附劑,用于雞、鴨、鵝、魚(yú)、豬飼料
潤(rùn)土是以蒙脫石為主的含水黏土礦,而蒙脫石是由兩層硅氧四面體片和一層夾于其間的鋁(鎂)氧(羥基)八面體構(gòu)成的2:1型層狀硅酸鹽礦物,其結(jié)構(gòu)層間以弱的庫(kù)倫力結(jié)合。影響有機(jī)插層膨潤(rùn)土性能的因素有很多,如原土樣的選擇、反應(yīng)環(huán)境的選擇、有機(jī)改性劑的選擇等。這種結(jié)構(gòu)中存在著特殊的可膨脹性層間域,使膨潤(rùn)土具有「吸水性、膨脹性、黏結(jié)性、催化性、懸浮性、無(wú)毒性、觸變性和離子交換性」等許多優(yōu)良的性能。
有機(jī)插層膨潤(rùn)土除具有天然膨潤(rùn)土的上述性能外,還因其層間距比天然膨潤(rùn)土的要大,故應(yīng)用范圍更廣、效果更理想。主礦物成分蒙脫石的微觀晶面表面帶負(fù)電荷、邊緣端面帶正電荷,與陽(yáng)離子高聚物結(jié)合使用可達(dá)到很好的助留助濾效果,另外還可以吸附樹(shù)脂、控制膠粘物等。例如,由于其在有機(jī)介質(zhì)中具有良好的溶脹性、高分散性,可廣泛應(yīng)用于「涂料、鞋油、環(huán)保、油漆、石油鉆井、塑料、化妝品、鑄造、調(diào)稠劑、染色劑、高溫潤(rùn)滑脂、納米復(fù)合材料」等行業(yè),是近年來(lái)行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)方向之一。
用鹽酸、硫酸或磷酸處理過(guò)的天然膨潤(rùn)土被稱為酸性白土。酸性白土與膨潤(rùn)土原礦物相比,比表面積顯著增加,具有很高的吸附性能和觸媒活性。傳真紙、計(jì)算機(jī)記錄用的壓敏復(fù)寫(xiě)紙就是應(yīng)用了酸性白土與白色(無(wú)色)染料接觸發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)化學(xué)顯色的。
膨潤(rùn)土在無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙中作為力敏色素的顯色劑,用于無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙的酸活化處理膨潤(rùn)土產(chǎn)品,在英國(guó)、德國(guó)、日本早已生產(chǎn)使用。浙江某研究所利用仇山膨潤(rùn)土,制成無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙用特種漂土,產(chǎn)品經(jīng)北京造紙研究所等單位使用,認(rèn)為完全可以替代進(jìn)口產(chǎn)品。
以三層的無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙為例,在上層紙和中層紙背面所用的粘結(jié)劑中包有含色素的明膠、阿拉伯樹(shù)膠微交囊在中層紙和下層紙的表面粘有酸性白土作為顯色劑。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)。紙中的色素受微交囊保護(hù),重疊后不自行顯色。但當(dāng)用筆尖或打字機(jī)針頭對(duì)紙面施加壓力時(shí),微交囊就會(huì),染料外溢后與涂層面接觸,酸性白土顯色劑具有吸附力并能提供質(zhì)子,無(wú)色染料獲得質(zhì)子后內(nèi)酯環(huán)斷裂形成極化離子結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)顯色。
陽(yáng)離子交換性 在蒙脫石晶層中的陽(yáng)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(yáng)離子(如羥基鋁十三聚體)、有機(jī)陽(yáng)離子(如二加基雙十八烷基氯化銨)也可交換晶層間的陽(yáng)離子。8億t),其中約80%為粉礦,必須經(jīng)過(guò)造球后才能供高爐使用,膨潤(rùn)土是造球的粘結(jié)劑。陽(yáng)離子交換性是膨潤(rùn)土的重要工藝特性,利用這一特性,進(jìn)行膨潤(rùn)土的改型,由鈣基膨潤(rùn)土改型為鈉基膨潤(rùn)土;制取活性白土、鋰基膨潤(rùn)土、有機(jī)膨潤(rùn)土、柱撐蒙脫石等產(chǎn)品。
測(cè)定膨潤(rùn)土礦陽(yáng)離子交換容量和交換性陽(yáng)離子,是判斷膨潤(rùn)土礦質(zhì)量和劃分膨潤(rùn)土礦屬型的主要依據(jù)。陽(yáng)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(yáng)離子總量,單位為mmol/100g土。鈉質(zhì)膨潤(rùn)土的吸附能力明顯比鈣質(zhì)等其他類型的膨潤(rùn)土礦物吸附能力強(qiáng)。陽(yáng)離子交換容量的英文名稱為Cation Exchange Capacity,簡(jiǎn)稱為CEC。膨潤(rùn)土的CEC值愈大表示其帶負(fù)電量愈大,其水化、膨脹和分散能力愈強(qiáng);反之,其水化、膨脹和分散能力愈差。