開發(fā)和應(yīng)用
膨潤土具有良好的理化性能,在國際上享有“萬能粘土”的美譽(yù)。主要用于鑄造用砂、鉆井泥漿、鐵礦球團(tuán)、土木工程、畜禽飼料等??捎米鲀艋撋珓?、粘合劑、觸變劑、懸浮劑、穩(wěn)定劑、填料、催化劑等。廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、輕工、化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域,是一種應(yīng)用廣泛的天然礦物材料。
優(yōu)選大量的鈉基膨潤土。
膨潤土顆粒粒度的影響。根據(jù)固體吸附理論,粉碎后的膨潤土礦物吸附能力明顯提高,粉碎礦物越細(xì),吸附越強(qiáng)。
溶液介質(zhì)的影響。根據(jù)雙電層理論,膨潤土礦物晶體帶負(fù)電,雙電層形成時會發(fā)生離子交換。如果溶液中的離子濃度過高,會壓縮膨潤土顆粒的雙電層,抑制膨潤土的分散和擴(kuò)散,甚至使膨潤土凝聚和聚結(jié)。膨潤土遇水膨脹。造成這種自然現(xiàn)象的主要原因是膨潤土礦物晶體層間距增大,水分子進(jìn)入礦物晶體層。此外,膨潤土膨脹的原因是膨潤土礦物的陽離子交換。膨脹性與膨潤土的性質(zhì)和蒙脫石含量密切相關(guān)。鈉基膨潤土的膨脹性明顯強(qiáng)于鈣質(zhì)膨潤土, 純度高、蒙脫石含量高的膨潤土膨脹性更強(qiáng)。所以在實(shí)際應(yīng)用中,如果主要是想利用膨潤土礦物的膨脹性,那么在考慮膨潤土礦物的種類時,首先要選擇鈉基膨潤土礦物,然后再考慮蒙脫石含量高的鈉基膨潤土。在機(jī)械鑄造和鐵礦石球團(tuán)中,對膨脹性的要求更高。大量的鈣質(zhì)膨潤土不能滿足使用要求,使用前需要對鈣質(zhì)膨潤土進(jìn)行改性。膨潤土的性質(zhì)1)陽離子能使膨潤土顆粒結(jié)合在一起,限制了膨潤土顆粒的分散。多價離子的電荷密度高于一價離子,顆粒間產(chǎn)生強(qiáng)烈的靜電引力,使膨潤土顆粒具有很強(qiáng)的連接能力, 因此鈣質(zhì)膨潤土的分散能力弱于鈉基膨潤土。
膨潤土的可重復(fù)使用性;
膨潤土在回收的舊砂中受熱部分燃燒,有效土吸水潤濕后仍有一定強(qiáng)度稱為可重復(fù)使用性或耐久性和可重復(fù)使用性。當(dāng)膨潤土加熱到100~200℃除去層間水時,其體積收縮,強(qiáng)度提高。加熱到300℃時晶格水開始逸出,加熱到650℃時基本被除去,破壞了蒙脫石的結(jié)構(gòu),失去粘性,成為“死土”。鈉基膨潤土失去層間水的溫度比鈣基膨潤土高,所以鈉基膨潤土的重復(fù)使用性比鈣基膨潤土好。
回用性好的膨潤土在舊砂中的用量很少,較少的膨潤土就能提高型砂的整體性能。好的天然鈉基膨潤土重復(fù)利用率高,如美國懷俄明州膨潤土。雖然常溫濕抗壓強(qiáng)度不高(90 kPa),但重復(fù)使用性高,其次是人工改性鈉基膨潤土,鈣基膨潤土較差。
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