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膨潤土預(yù)防水體富營養(yǎng)化的技術(shù)創(chuàng)新 水體富營養(yǎng)化是一項世界性環(huán)境問題,我國江河湖泊富營養(yǎng)化嚴(yán)重,其中化肥、農(nóng)要隨雨水流入水體,是水體富營養(yǎng)化的重要原因。 我國是化肥、農(nóng)要的生產(chǎn)和使用大國,目前化肥年產(chǎn)量3600萬t(純養(yǎng)分),化肥施入土壤后,大部分養(yǎng)分隨降雨流失于水體(氮肥流失約65%~70%), 因此減少養(yǎng)分流失是控制水體富營養(yǎng)化的重要手段。為此,有人研究用樹脂、塑料、硫磺等薄膜包覆化肥技術(shù),控制肥料中養(yǎng)分的釋放,減少肥料在土壤中的損失, 但存在包膜工藝復(fù)雜,包膜化肥成本高等問題(價格是一般常規(guī)肥料的2.5~8倍),難以實現(xiàn)應(yīng)用。 膨潤土具有良好的粘結(jié)性、吸附性,來源廣,價格低廉,可作為包膜化肥的天然材料,能夠減少肥料的流失,控制肥料養(yǎng)分的釋放,提高肥料的利用率,起到改良土壤、促進(jìn)作物增產(chǎn)的效果。 為此,突破膨潤土礦物包膜技術(shù)與化肥、農(nóng)要制造技術(shù)的集成,生產(chǎn)礦物復(fù)合化肥、農(nóng)要是技術(shù)創(chuàng)新重點。國外已在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)24個領(lǐng)域100多個部門中應(yīng)用,有300多個產(chǎn)品,因而人們稱之為“萬用之土”。
膨潤土其用途主要有:保護(hù)井壁、上返巖屑、潤滑鉆井、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冷卻鉆頭。目前,膨潤土產(chǎn)品主要有以下幾種類型:1、鑄造用膨潤土:作粘結(jié)劑、吸附劑、適用于鑄造、陶瓷、環(huán)境治理。2、造漿用膨潤土: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。膨潤土替代有機(jī)防滲材料的技術(shù)創(chuàng)新防滲是水利水電工程、橋梁隧道、城市水系、城市建筑、垃圾填埋等大型工程設(shè)施建設(shè)的重要措施,隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,安全可靠的防滲技術(shù)和防滲材料具有很大的市場需求。4、飼料用膨潤土:作粘結(jié)劑、吸附劑,用于雞、鴨、鵝、魚、豬飼料
膨潤土由于在水相中能形成分散良好的懸浮液,因而可以用作一些助劑在水相中的穩(wěn)定劑。
美國一項報道了膨潤土在施膠中的應(yīng)用,其將反應(yīng)性施膠劑加入膨潤土的懸浮液中,從而可以少用甚至不用表面活性劑,施膠劑受分散在水中的膨潤土的影響,具有較好的分散性和穩(wěn)定性。這種膠料懸浮液可用作造紙過程內(nèi)部或外部的施膠。
以膨潤土代替表面活性劑有好的物理性能,改善了化學(xué)穩(wěn)定性,減少了水解作用的發(fā)生,同時也降低了表面活性劑對造紙過程的不良影響,當(dāng)用作內(nèi)部施膠時,膨潤土還可在微粒助留助濾體系中起到助留助濾的作用。所用膨潤土為鈉基、鋰基或經(jīng)鈉鹽活化后的膨潤土。
膨潤土礦的目的礦物蒙脫石是一種含水的層狀鋁硅酸礦物。晶體結(jié)構(gòu)特點是二層硅氧四面體晶片與其間的鋁氧八面體晶片相結(jié)合形成晶層,構(gòu)成2:1型結(jié)構(gòu)。晶層具有水分子和可交換性陽離子。八面體空隙中的陽離子為Al3 離子,剩下兩個空位,為二八面體型。蒙脫石晶體化學(xué)特點是類質(zhì)同象種類多,使之化學(xué)成分復(fù)雜,變化大。八面體空隙中的Al3 常被低價的Mg2 、Fe2 置換;四面體空隙中的Si4 被Al3 置換,由于低價陽離子替代陽離子,使結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生多余的負(fù)電價。為了保持電中性,在結(jié)構(gòu)層之間,除水分子外,存在較大半徑的陽離子Na1 、Ca2 、Mg2 等。這些陽離子是可交換的,使蒙脫石族礦物具有離子交換性、吸水性、膨脹性、觸變性、粘結(jié)性、吸附性等一系列很有價值的特性。膨潤土由于在水相中能形成分散良好的懸浮液,因而可以用作一些助劑在水相中的穩(wěn)定劑。