膨潤(rùn)土的用途和分類(lèi)
目前所有膨潤(rùn)土根據(jù)不同市場(chǎng)需要加工成了不同的種類(lèi),每年需求量也各不相同,分別為鑄造膨潤(rùn)土110萬(wàn)噸/年,鉆井泥漿膨潤(rùn)土70萬(wàn)噸/年,鐵礦球團(tuán)用膨潤(rùn)土45萬(wàn)噸/年,活性白土42萬(wàn)噸/年,其它干燥劑、涂料、污水處理使用量相對(duì)較少?zèng)]有確切統(tǒng)計(jì)。
鑄造膨潤(rùn)土
膨潤(rùn)土作為一種原料加工成型砂粘結(jié)劑,型砂粘結(jié)劑是粘結(jié)劑和砂粒混合后包覆砂粒成為粘結(jié)劑膜,使砂粒互相粘連起來(lái),從而賦與砂型和型芯以足夠的強(qiáng)度,使其在搬運(yùn)、組裝和澆注過(guò)程中不致變形和破碎,主要應(yīng)用在高壓造型、氣沖造型、靜壓造型、無(wú)震擊真空加壓造型當(dāng)中。
膨潤(rùn)土根據(jù)其組成主要分為鈉基膨潤(rùn)土與鈣基膨潤(rùn)土,層間陽(yáng)離子為Na+時(shí)稱(chēng)鈉基膨潤(rùn)土;層間陽(yáng)離子為Ca+時(shí)稱(chēng)鈣基膨潤(rùn)土。
天然鈉基膨潤(rùn)土的特點(diǎn):復(fù)用性好,濕壓強(qiáng)度高,可吸收更多水分,成型性強(qiáng),型腔強(qiáng)度高,在鑄造中可以充分防止夾砂、結(jié)疤、掉塊、砂型塌方,利于金屬行業(yè)的濕形鑄造。
人工鈉基膨潤(rùn)土是通過(guò)鈣基膨潤(rùn)土加工而成,各方面性能均不如天然鈉基膨潤(rùn)土,但由于天然鈉土產(chǎn)量較少,無(wú)法滿足市場(chǎng)需求,所以后來(lái)發(fā)現(xiàn)了通過(guò)鈣土加工的方法來(lái)彌補(bǔ)天然鈉土的不足。
鈣基膨潤(rùn)土的化學(xué)主要結(jié)構(gòu)是二價(jià)鈣離子,注定了其性能不如鈉基膨潤(rùn)土,其主要作用于輕型鑄件的型砂粘結(jié)劑。
膨潤(rùn)土的一個(gè)重要特點(diǎn):膨潤(rùn)土有一定的耐熱能力,通過(guò)與水的結(jié)合才能顯現(xiàn)。膨潤(rùn)土吸附的水在100℃高溫下會(huì)脫去自由水,且并不影響其粘結(jié)能力;在200℃的高溫下牢固結(jié)合水才會(huì)逐漸會(huì)脫去;在200℃以上的高溫下晶格水(氫離子和氫氧根離子的形式存在于礦物結(jié)晶格架某一位置上的水),一般這種水要在幾百到上千度不等才能將水分完全脫除,這部分的水脫除后就成為了死粘土。天然鈉基膨潤(rùn)土的失效溫度為638℃,人工鈉基膨潤(rùn)土由于加工工藝的不同失效溫度也不同,但普遍低于天然鈉基膨潤(rùn)土,鈣基膨潤(rùn)土為316℃。
鉆井泥漿膨潤(rùn)土
鉆井泥漿膨潤(rùn)土主要由蒙脫石組成,它可以吸收8倍于自身的水,體積可以增大8-12倍,在水溶液中呈懸浮和膠凝狀態(tài)。
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。
主要指標(biāo)為含砂量小于等于4%,失水量小于等于8~10cm3/30min,膠體率大于等于97%,黏度為28~30Pa•5,相對(duì)密度為1.1~1.25。
鐵礦球團(tuán)
膨潤(rùn)土可以穩(wěn)定鐵礦球團(tuán)的造球過(guò)程,普遍鐵礦石造球比較好水分范圍較窄,膨潤(rùn)土能容許有較寬的水量范圍,在原料水分過(guò)多的情況下,膨潤(rùn)土可以吸收過(guò)多的水分使其造球不受影響。生球的強(qiáng)度主要取決于毛細(xì)力,膨潤(rùn)土是高度分散的物質(zhì),加入后改變了混合物的比表面積,使生球內(nèi)毛細(xì)管直徑減小,因而毛細(xì)力增加。
活性白土與顆粒白土
活性白土直接代替了活性炭的作用效果,主要應(yīng)用于石油、油脂石蠟、蠟油、煤油等礦物的精煉脫色和凈化以及石油裂化;動(dòng)植物油精煉,用于脫色凈化,脫去油中的有害色素、磷脂、皂素、棉酸等,使之成為上檔次的食用油;固、液體石蠟、脂肪酸、廢油再生、乙醇、苯等脫色精制;葡萄酒和汁液的澄清、制糖工業(yè)的糖汁凈化、化學(xué)工業(yè)的催化劑載體、粉劑農(nóng)藥的添料等用途。
顆粒白土是在活性白土的基礎(chǔ)上加工而成,表面積大,性質(zhì)更穩(wěn)定。應(yīng)用于石化行業(yè)芳烴提純、航空煤油精煉、潤(rùn)滑油、基礎(chǔ)油、柴油、溶劑油、脫除油品中殘余的烯烴、膠質(zhì)、瀝青、堿性氮化物等雜質(zhì)、脫除少量氮化物、膠質(zhì)、色素等領(lǐng)域。顆粒白土有時(shí)也叫濾油硅膠,使用濾油硅膠可以很好去除酸質(zhì)和油泥、生物膠體、絕緣材料的浸出物,可除去水份、雜質(zhì)和色譜分析烴類(lèi)氣體,可用于污水處理和有毒氣體的過(guò)濾及石化油工業(yè)催化裂化。
膨潤(rùn)土干燥劑
膨潤(rùn)土干燥劑也叫蒙脫石干燥劑、陶土干燥劑,吸水速度快,成本低,無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)接觸腐蝕性、無(wú)環(huán)境污染,主要應(yīng)用于防止儀器,儀表,電器設(shè)備,藥品,食品,紡織品、軍工產(chǎn)品及其他各種包裝物品受潮(包括海上運(yùn)輸方面)。
貓砂膨潤(rùn)土
貓砂(顆粒膨潤(rùn)土)采用高品質(zhì)天然膨潤(rùn)土,經(jīng)過(guò)高溫干燥精致而成,具有色澤潔白美觀,吸附力強(qiáng),比重小的特點(diǎn),經(jīng)久耐用,適用于家庭寵物清潔衛(wèi)生之用。
污水處理
膨潤(rùn)土可作為渾濁水的澄清劑,被污染水的防水劑、污水處理劑等。用膨潤(rùn)土處理印染廢水、煤氣洗滌廢水、味精廠等廢水、廢物,去除率達(dá)99.5%。在水庫(kù)上游撒膨潤(rùn)土可使水庫(kù)不潔物質(zhì)絮凝沉入庫(kù)底,經(jīng)生物凈化加以處理達(dá)到效果。
使用膨潤(rùn)土進(jìn)行重金屬吸附處理,氨、氮、硝基苯、苯酚有效果,且通過(guò)改性劑碳鏈的增長(zhǎng)可提高去除效果。
也可以利用膨潤(rùn)土進(jìn)行除磷。普通除磷方法有兩種:化學(xué)法和生物法。這兩種一種費(fèi)用高,產(chǎn)生污泥較多,另一種操作復(fù)雜、效率低。而利用鋁交聯(lián)蒙脫石對(duì)磷酸根有較好的吸附作用,去除率很高。
利用膨潤(rùn)土對(duì)動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)的廢水臭氣進(jìn)行處理效果也非常好。使用膨潤(rùn)土能使動(dòng)物糞便分散易清理,并對(duì)防止養(yǎng)殖場(chǎng)的廢水臭氣對(duì)周?chē)h(huán)境造成影響,并可回收肥料。
建筑用膨潤(rùn)土
利用膨潤(rùn)土上的潤(rùn)滑性,粘結(jié)密封性,增稠性及膠凝性制成泥漿,用于各種土壤作業(yè)的襯壁防滲,如隔墻建造,灌漿、沉箱、打樁、土地防滲、水泥及混凝土施工添加劑,固體水利運(yùn)輸,污水處理及隧道盾構(gòu)潤(rùn)滑等。
膨潤(rùn)土可做防水材料,如瓦楞紙板裝膨潤(rùn)土的防水板、兩層無(wú)紡布中間夾膨潤(rùn)土的防水氈和一層無(wú)紡布一層塑料板中間夾膨潤(rùn)土的雙重防水板,該材料已在地鐵、大壩底部、垃圾填埋場(chǎng)地下工程中大量使用。膨潤(rùn)土具有高度的水密性和自身修補(bǔ)復(fù)原的功能,其防水有密實(shí)性(鈉膨潤(rùn)土在水壓狀態(tài)下形成橫隔膜,厚度約5mm時(shí),相當(dāng)于100倍的30cm厚度粘土的密實(shí)度)、自保水性能好(鈉膨潤(rùn)土和水反應(yīng)時(shí),具有l(wèi)3-l6倍的膨脹力,因此能修補(bǔ)2mm以內(nèi)混凝土表面的裂紋)和具有很好的防水性能(鈉膨潤(rùn)土不會(huì)發(fā)生老化或腐蝕現(xiàn)象)等特性。膨潤(rùn)土對(duì)人體無(wú)害,具有很好的環(huán)保性能。施工簡(jiǎn)便。不需要加熱和粘貼,不受氣溫影響。同時(shí),施工工期短,和其他防水材料比較,施工相對(duì)比軟簡(jiǎn)單。只用釘子和墊圈。施工后不需要特別的檢查,如果發(fā)現(xiàn)防水缺陷也容易維修。
食品
膨潤(rùn)土以固定氮不沉淀的方式用于酒的澄清,減少乙醛的形成以及硫化氫的形成,減少所有外來(lái)的氣味。
膨潤(rùn)土可以在葡萄酒、白酒、黃酒、啤酒、作為澄清劑,在醬油、陳醋、味精當(dāng)中也有去除雜質(zhì),提高純度的作用。也作食品添加劑及乳化劑,可用作補(bǔ)鈣和減肥食品?! ?/p>
也可做為一種飼料添加劑使用,要用于飼料添加劑和顆料飼料的粘結(jié)劑,可在飼料中添加2—5%。
具有吸附性、膨脹性。其次能為畜禽提供多種常量元素和微量元素,改變消化機(jī)能,提高飼料營(yíng)養(yǎng)的利用率,并能促進(jìn)生長(zhǎng),提高日增重。
涂料
膨潤(rùn)土在涂料中的特性:(1)防止涂料中的顏色沉淀結(jié)塊,增強(qiáng)涂膜的抗水性,耐酸性,提高涂膜強(qiáng)度;(2)不留刷痕,水浮液穩(wěn)定性好、發(fā)氣量低,有效地防止水分子及固體離好的運(yùn)動(dòng),具有良好的懸浮、增稠、吸附等性能;(3)具有潤(rùn)滑性能,提高油、水浮液穩(wěn)定,增加膠泥塑性。
膨潤(rùn)土在造紙工業(yè)用作多功能白色涂料,它還在碎漿機(jī)中起抗縱搖吸附劑作用、在機(jī)械中起保持劑作用、在紙漿中起流變調(diào)整劑作用。
脫色時(shí)采用物理吸附的方法,鈉化和無(wú)機(jī)聚合物改性的膨潤(rùn)土吸附劑在加入量為0.1%時(shí)處理紅色印染廢水的脫色率達(dá)88%,藍(lán)色為98%。
膨潤(rùn)土可對(duì)氧化淀粉粘合劑進(jìn)行改性,既提高了膠的固含量,減少水份,還可堵塞和填補(bǔ)紙纖維(特別是草漿紙)的空隙,降低水份滲透率,從而提高粘合劑的初粘力和干燥速度。實(shí)驗(yàn)證明膨潤(rùn)土效果好,且價(jià)格低,是理想的快干劑。