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蒙脫石礦物屬單斜晶系,通常呈土狀塊體,白色,有時(shí)帶淺紅、淺綠、淡黃等色。光澤暗淡。硬度1~2,密度2~3g/cm3。按蒙脫石可交換陽(yáng)離子的種類(lèi)、含量和層間電荷大小,膨潤(rùn)土可分為鈉基膨潤(rùn)土(堿性土)、鈣基膨潤(rùn)土(堿土性土)、天然漂白土(酸性土或酸性白土),其中鈣基膨潤(rùn)土又包括鈣鈉基和鈣鎂基等。膨潤(rùn)土具有強(qiáng)的吸濕性和膨脹性,可吸附8~15倍于自身體積的水量,體積膨脹可達(dá)數(shù)倍至30倍;在水介質(zhì)中能分散成膠凝狀和懸浮狀,這種介質(zhì)溶液具有一定的黏滯性、觸變性和潤(rùn)滑性;有較強(qiáng)的陽(yáng)離子交換能力;對(duì)各種氣體、液體、有機(jī)物質(zhì)有一定的吸附能力,吸附量可達(dá)5倍于自身的重量;它與水、泥或細(xì)沙的摻和物具有可塑性和黏結(jié)性;具有表面活性的酸性漂白土(活性白土、天然漂白土-酸性白土)能吸附有色離子。
膨脹性
膨潤(rùn)土遇水就膨脹,這種自然現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是膨潤(rùn)土礦物晶層間距加大,水分子進(jìn)入了礦物的晶層,另外引起膨潤(rùn)土膨脹的原因還有膨潤(rùn)土礦物的陽(yáng)離子交換作用。膨脹性與膨潤(rùn)土的屬性和蒙脫石含量關(guān)系極大,鈉質(zhì)膨潤(rùn)土的膨脹性明顯比鈣質(zhì)膨潤(rùn)土要強(qiáng),另外純度較高、蒙脫石含量高的膨潤(rùn)土的膨脹性要強(qiáng)。因此,在實(shí)際應(yīng)用時(shí),如果我們主要想利用膨潤(rùn)土礦物的膨脹性,那么我們?cè)诳紤]膨潤(rùn)土礦物的種類(lèi)時(shí)首先要選擇鈉質(zhì)膨潤(rùn)土礦,其次要考慮蒙脫石含量高的鈉質(zhì)膨潤(rùn)土。在機(jī)械鑄造和鐵礦球團(tuán)工作中,對(duì)膨脹性要求較高。大量的鈣質(zhì)膨潤(rùn)土質(zhì),達(dá)不到使用要求,因此在使用前需要對(duì)鈣質(zhì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性處理。
鹽活化法是將膨潤(rùn)土置于鈉、鎂、鋁、銅、鐵、鋅等鹵化物、溶液中,通過(guò)攪拌、過(guò)濾、洗滌、烘干等處理,制得鹽改性膨潤(rùn)土。這些金屬離子與膨潤(rùn)土層間硅氧四面體的負(fù)電荷結(jié)合而使得膨潤(rùn)土層間陽(yáng)離子具有可交換性。E. Eren 等〔3〕用Ni2 、Co2 、Zn2 對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性,結(jié)果表明,金屬陽(yáng)離子進(jìn)入到膨潤(rùn)土層間,使得層間孔隙直徑增大,離子可交換性增強(qiáng);另外,在層間溶劑的作用下,膨潤(rùn)土片狀晶體剝離、分散成更薄的單晶片,增大了膨潤(rùn)土比表面積。
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)。