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膨潤(rùn)土也叫斑脫巖,皂土或膨土巖。我國(guó)開(kāi)發(fā)使用膨潤(rùn)土的歷史悠久,原來(lái)只是做為一種洗滌劑。(四川仁壽地區(qū)數(shù)百年前就有露天礦,當(dāng)?shù)厝朔Q膨潤(rùn)土為土粉)。真正被廣泛使用卻只有百來(lái)年歷史。美國(guó)最早發(fā)現(xiàn)是在懷俄明州的古地層中,呈黃綠色的粘土,加水后能膨脹成糊狀,后來(lái)人們就把凡是有這種性質(zhì)的粘土,統(tǒng)稱為膨潤(rùn)土。其實(shí)膨潤(rùn)土的主要礦物成分是蒙脫石,含量在85-90%,膨潤(rùn)土的一些性質(zhì)也都是由蒙脫石所決定的。蒙脫石可呈各種顏色如黃綠、黃白、灰、白色等等。可以成致密塊狀,也可為松散的土狀,用手指搓磨時(shí)有滑感,小塊體加水后體積脹大數(shù)倍至20-30倍,在水中呈懸浮狀,水少時(shí)呈糊狀。蒙脫石的性質(zhì)和它的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。
鈉、鈣、鎂基膨潤(rùn)可以配制具有高流變和觸變性能的鉆井泥漿懸浮液
鉆井泥漿懸浮液具有很強(qiáng)的吸濕性,能吸附相當(dāng)于自身體積8一20倍的水而膨脹至30倍;在水介質(zhì)中能分散呈膠體懸浮液,并具有一定的粘滯性、觸變性和潤(rùn)滑性,它和泥沙等的摻和物具有可塑性和粘結(jié)性,有較強(qiáng)的陽(yáng)離子交換能力和吸附能力。
鈉、鈣、鎂基膨潤(rùn)可以用作配制具有高流變和觸變性能的鉆井泥漿懸浮液。
高溫焙燒法主要是將膨潤(rùn)土在一定的溫度下焙燒一段時(shí)間,使其失去表面水、吸附水和結(jié)合水,從而減少膨潤(rùn)土水膜對(duì)污染物的吸附阻力,進(jìn)而提高膨潤(rùn)土的吸附性能。將膨潤(rùn)土在馬弗爐內(nèi)以30 ℃/min 的速率升至一定溫度后焙燒2 h,并利用焙燒膨潤(rùn)土處理活性翠藍(lán)KN-G 染料模擬廢水,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)焙燒溫度為450 ℃時(shí),膨潤(rùn)土的表面水及空隙中的一些雜質(zhì)已基本除去,此時(shí)膨潤(rùn)土的吸附性能達(dá)到佳。
工程中使用的穿越用膨潤(rùn)土,是以膨潤(rùn)土為主要原料配制而成的一種泥漿土,主要功能是為了在做非開(kāi)挖穿越工程的時(shí)候,用于保護(hù)井壁的凝固和鉆頭的冷卻。但是并非任何指標(biāo)的膨潤(rùn)土都可以制成這種穿越用的泥漿產(chǎn)品,而是具有非常嚴(yán)格的要求的,具體都有哪些要求呢?
具體要求:作為泥漿用原料,要求膨潤(rùn)土含砂量小于等于4%,失水量小于等于8-10CM3/30MIN,黏度為28-30P.s,相對(duì)密度為1.1-1.25。
穿越膨潤(rùn)土作用比較明顯,典型的是我國(guó)南水北調(diào)工程以及大型管道穿越工程、油田鉆井等,而現(xiàn)在在環(huán)保和市政管網(wǎng)改造擴(kuò)建項(xiàng)目及穿越道路、建筑物等工程中,也顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。