利用德楞山钙基膨润土制备有机膨润土及其结构性能表征

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有机膨润土的制备与表征

１５ｍｌ１ｍｏ改性剂，反应温度为６０℃ ，反应时间为９ｉ。通过红外光谱（Ｔ—Ｉ）ｘ射线衍射（Ｒ对膨润土０ｍｎＦＲ和ＸＤ）的改性效果进行了表征。结果表明：机季铵盐在不破坏膨润土原有的层间结构骨架的情况下，以顺利地插层有可到膨润土层状结构中，使得层间距发生一定的膨胀。以ＣＡＴＣ为改性剂，以制备出性能优良的有机膨润土。可关键词：膨润土；十六烷基三甲基氯化铵；改性；交换率
中图分类号：Ｑ２．Ｔ１７２文献标识码：Ａ文章编号：０６— ９０２１）２— ０５— ２１０４９（００１０３０
ＰｒｐａａｉｎｎｄｃｒｃｅｉａｉｎｆｏｇｎｃｂｅｔｎｔｅｒｔｏａｈａａｔｒｚｔｏｏｒａｉｎｏｉｅＣｈｎＦｅ，ａｇＨｏｇｅ，ａｇＴｎｆｉｅｉＴｎｎｋＷｎｅｇｅ
ｌｙｒｆｂｅｔｎｉａｉｙａｄｉｒａｅｔｅｌｙｒｄｓａｅｗｉｈｕｔｄｓｒｙｎｈｔｕｃｕｅｏｔａｅｓｏｎｏｔｅｓｌｎｎｃｅｓｈａｅｉｔｎｃｔｏｅｔｏｉｇｔｅｓｒｔｒｆｉ．Ｔｈｒｆｒｅｃｌｅｔｏｇｎｉｅｅｅｏｅ，ｘｅｌｎｒａｃｂｎｏｔａｒｐｒｄｂｙｕｉｇｏｅｔｎｉｃｎｂｅｐｅａｅｓｎｆＣＴＡＣａｈｏｆｅ．ｅｓｔｅｍｄｉｒｉＫｅｒｙｗｏｄｓ：ｅｔｎｔｈｘｄｃｌｔｉｔｙｍｍｏｉｂｎｏｉｅ；ｅａｅｙｒｍｅｈｌａｎｕｍｈｏｄｍｏｉｃｔｏｅｃａｎｅｒｔｃｌｒｅ；ｄｆａｉｎ；ｘｈｇａｅｉｉ

钙基膨润土钠化改型试验与生产实践

结剂，以提高生球的落下强度、抗压强度、爆裂温度以及焙烧球团的抗压强度，同时在还原的过程中降低其膨胀系数。膨润土是一种粘结性较强的添加剂，国内
压钠化工艺，即在加入 Na2CO3 改型剂的同时，施加一定的压力（主要为剪切应力）使钙基土中的蒙脱石颗粒分开，加速 Na+ 交换 Ca2+ 的过程。同时，在施压过
胀倍数大、阳离子交换容量高、在水中分散好、胶质价 →给料机定量加矿、电磁振动机匀速加碱 Na2CO3 高，其胶体悬浮液触变性、黏度、润滑性好、pH 值高、（3.5%）→加水（10%) →双螺旋搅拌→双螺旋挤压→
热稳定性好等。而我国的膨润土资源中，钙基土占到烘干、粉碎→改型钠化产品。试验所用膨润土分别采
/%
A 样品 34.3
15.0
50.5
8.5
150
B 样品
31
18.0
44
8
140
A、B 两种钙基膨润土挤压钠化改型后产品的指标见表 3。
表3 两种钙基膨润土挤压钠化改型后产品的指标
样品 A 样品
水份粒度（200 目）吸蓝量
/%
/%
/(g/100g)
9.70
95.24
32.78
10.41
97.80
随着钢铁工业的不断发展，高炉迫切需要合理的好的效果。
炉料结构，而酸性球团矿配加高碱度烧结矿被认为是 1 钠化改型
一种较理想的高炉炉料结构。因此，近几年许多钢铁
目前球团用钙基膨润土钠化改型方法主要是采
企业都纷纷利用自身的铁精矿生产球团矿。在球团用直接钠化法，它分为堆场法、悬浮法、挤压法。本试
矿的生产过程中，为了保证其强度要求，必须添加粘验研究以指导生产实际需要并结合客户需求，采用挤

硅溶胶对钙基膨润土性能影响

第５期
于华，等：硅溶胶对钙基膨润土性能影响
６７１
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硅溶胶膨润土质量比
（ａ）吸附性
硅溶胶／膨润土质量比（ｂ）悬浮性
硅溶胶／膨润土质量比（ｃ）膨胀性
图１硅溶胶加入量对膨润土吸附性、悬浮性和膨胀性的影响
于它的聚合不稳定性，溶胶聚合，颗粒长大，表面电荷减少，吸附和悬浮能力下降［９］。
酸Ｒ盐（分析纯）、亚甲基蓝（化学纯）、焦磷酸钠（分析纯）等。
浮性的影响，并采用差热分析、Ｘ射线衍射、扫描电
表１实验用钙基膨润土化学组成
％
１．２样品制备
浓度为２５ｍｇ／Ｉ。钴溶液的烧杯中，添加１ｇ膨润土，
将计量硅溶胶溶入水中，加入１００目膨润土，搅匀吸附一定时间后过滤，采用７２１型分光光度仪
表３ｐＨ值对硅溶胶改性土性能的影响１８ Biblioteka ６召１４囊：｜６４
‘
●
曼
＼越毯渣
焙烧温度／℃
焙烧温度／℃ （ｃ）膨胀性
图２焙烧温度对膨润土吸附性、悬浮性和膨胀性的影响
２．２．３焙烧温度影响
ｐＨ一８．５，不同温度下焙烧处理膨润土原土，其性能如图２所示。结果表明：随着焙烧温度的升高，钴离子吸收率和膨胀度都有一峰值，悬浮性提高。５００Ｃ焙烧土综合性能最好，７００Ｃ性能最差。５００Ｃ焙烧膨润土，去除了结构通道中的吸附水，减少因水膜和杂质产生的吸附阻力，提高了比表面
性。
Ｃ／ｍｉｎ，温度范围８０～１０００Ｃ。采用ＦＥＩ的Ｑｕａｎ—
膨胀度测定方法：称取经过１０５～１１０Ｃ烘干的ｔａ２０００型扫描电镜和Ｔｅｃｎａｉ一２０型透射电镜进行

OH—Fe-有机柱撑膨润土的制备及其对苯酚的吸附试验研究

试验采用辽宁黑山钠化的膨润土，铁柱撑剂用
ＦＣ。ｅ１溶液中，节Ｉ调－ＯＨ一］［ｅ］１：１５继／Ｆ抖到．，
续搅拌２ｈ得到褐色透明的ＯＨ－ｅ撑液，，Ｆ柱室温
下老化２．４ｈ
（）２柱撑土的制备取一定量的钠化后膨润土配成浆液，Ｆ／使ｅ土
体中苯酚（０ｍｇＬ去除率达到８．，理后苯酚质量浓度达到地下水水质 Ⅲ类标准．１／）２８处
关键词： — ｅ有机柱撑；润土；化剂；复０ＨＦ一膨柱修
中图分类号：Ｘ７５０文献标识码：Ａ
润土，大幅度提高对苯酚的吸附能力．ＯＦ＿机柱撑膨润土作为ＰＢ的反应介质应用于修能将Ｈ— ｅ有Ｒ
复苯酚污染的土壤和地下水是可行的．有机吸附剂用量３／吸附时间４ｎｐ为８的水在０ｇＬ、５ｍｉ、Ｈ
辽宁境内的膨润土矿多为Ｃ — ａＭｇ型膨润土，
价格低廉易得，需要进行提纯和改性后才能有效但
１试验材料和方法
１１试验原料．
发挥其吸附作用ｕ］渗透反应格栅（ｅｍｅｂｅ．Ｐｒａｌ
ＲｅｃｉｅＢｒｉｒＰＢ）术是近年来迅速发展的ａｔａｒ，Ｒ技ｖｅ
一
对其进行无机柱撑改性，再用溴化十六烷基三甲胺（ＴＣＭＡＢ对其进行有机柱撑改性，）确定ＣＴＭＡＢ的最佳投加量同时对苯酚的吸附机理进行探究，并将改性土用作被苯酚污染地下水的ＰＲＢ修复技术

210998443_天然钠基膨润土和人工钠化膨润土的异同

【开发利用】天然钠基膨润土和人工钠化膨润土的异同袁慰顺1，胡秀荣2（1.浙江省地矿研究所，浙江杭州 310007；2.浙江大学分析测试中心，浙江杭州 310007）摘要：分析了膨润土属性及性能，介绍了区分天然钠基膨润土和人工钠化膨润土的方法，并对人工钠化膨润土稳定性进行了展望。

关键词：天然钠基膨润土；人工钠化膨润土；稳定性中图分类号：P619.255;TD985 文献标识码：A 文章编号：1007-9386(2008)04-0009-03膨润土具有良好的物化性能，这些性能与其吸附于层间时阳离子种类和数量有极大的关系，针对不同的用途，需选择不同属性的膨润土。

与钙基膨润土相比，钠基膨润土具有更好的膨胀性、阳离子交换性、水介质中的分散性、胶质价、粘结性、润滑性、热稳定性，因而具有更广泛的用途。

我国膨润土资源丰富，但以钙基膨润土为主，天然钠基膨润土仅占约10%，所以常将钙基膨润土进行钠化改性，即所谓人工钠化膨润土。

人工钠化土与天然钠基土在性能上有很大的差异，本文拟从膨润土属性的形成和两类膨润土性能的差异进行阐述，并介绍鉴别两类膨润土的方法。

1 膨润土的属性及性能膨润土所具的阳离子吸附与交换、胶体分散及膨胀等重要性能，均是由其主要组成矿物——蒙脱石单元结构层中多面体核心阳离子被低价离子置换，产生的永久性负电荷所引起的。

因为在蒙脱石每个结构单元层之间(层间域)，实际上形成为一个负电场，为了保持自身电荷平衡，呈电中性，它具有以静电引力将已水化的阳离子吸附进层间域的特性。

且只要所处介质中存在的其他阳离子浓度高于原先已吸附于层间的阳离子浓度，则层间域中的离子就会不同程度地被交换出来，这是蒙脱石特具的层间能吸附阳离子并可被交换的性能。

通常认为：吸附于层间的为一价阳离子，则链合一层极性水分子，若二价阳离子则链合二层极性水分子。

严格的说链合水分子的层数是受离子势(E=离子电价/离子半径)所控制。

即E＜2，则水合单层极性水分子；若E＞2(一般均＞2.4)，则链合双层(或双层以上)极性水分子。

有机膨润土的制备及结构表征

（ｅｉｇＧｎｒｌｅｅｒｈＩｓｔｔｏｎｎｎｔｌｒｙＢｉｎ００４ＣｉａＢｉｎｅｅａｓａｃｔｕｅｆｊＲｎｉＭｉｉｇａｄＭｅａｕｇ，ｅｉｇ１０４，ｈｎ）ｌｊ
ＡｂｓｒｔＴｈｒｎｅｏｎｔｔａｃ：ｅｏｇａｏｂｎｔｉｅｗａｓｐｒｐｒｄｔｒｇｈｐｕｒｆｃｔｏＮａａｔｖａｉｎａｇａｃｍｏｆｃｔｏｎｏｆＣａｂｅｔｎｉｅｆｏｅａｅｈｏｕｉｉａｉｎ， — ｃｉｔｏｎｄｏｒｎｉｄｉａｉｎｏｔｒｍｉＣｈｉｅｆｎ，Ｉｎｅ — ｏｎｎｒＭｇｏｌａＴｈｅｏｐｉａｅｎｏｏｇｃｌｃｉ．ｔｍｌｔｃｈｌｉａｏｎｄｔｏｎｈｒｎｉｏｆｃａｉｎｗｅｅｆｕｎｄｂｙｏｒｈｏｇａｅｔｓｇｎｏｉｉｓｏｆｔｅｏｇａｃｍｄｉｉｔｏｒｏｔｏｎｌｔｓｉｆｄｅ
换，四面体中部分Ｓ被Ａ ” 换，故膨润土层状结ｌ置构间带有永久性负电荷，含有Ｃ、Ｍｇａ、Ｎａ、Ｋ等可交换阳离子，可通过与其他阳离子的交换反应生成各种改性产物 … 。
有机膨润土的主要特性是在有机介质中表现出
描电子显微镜等分析手段对有机膨润土的微观结构进行了表征。
关键词：膨润土；提纯；钠化；有机膨润土；正交试验；表征中图分类号：Ｐ１．５；Ｄ９５５６９２５Ｔ７．文献标识码：Ａ
文章编号：ｌ０ — ３６２０）３０１００７９８（０８００３ — ３

有机膨润土的制备及其结构表征

有机膨润土的制备及其结构表征
薛永丽
【期刊名称】《材料科学》
【年(卷),期】2016(006)006
【摘要】本文利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对辽宁黑山的Na-膨润土进行有机改性,并利用XRD、FTIR和TG等手段对有机膨润土的结构进行表征。

结果表明:CTAB有效地插层进入了膨润土的层状结构中,增大了片层间距且具有良好的疏水性,从而拓宽了膨润土的应用领域。

【总页数】6页(P329-333)
【作者】薛永丽
【作者单位】[1]乌审旗住房和城乡规划建设局,内蒙古乌审旗
【正文语种】中文
【中图分类】O64
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5.有机膨润土的制备及其测试表征 [J], 张珍一;刘曙光;王戌
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一种有机膨润土的制备方法[发明专利]

专利名称：一种有机膨润土的制备方法专利类型：发明专利
发明人：国臣
申请号：CN201610782449.7
申请日：20160831
公开号：CN107777696A
公开日：
20180309
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种有机膨润土的制备方法，将钙基膨润土用雷蒙机研磨至细度为100目～325目，加入水进行打浆，加入碳酸钠混合均匀，陈化，得到钠基膨润土浆料；将钠基膨润土浆料和聚丙烯酰胺加入反应釜中，进行反应，压滤，然后转入改性机中，向改性机中加入邻苯二甲酸二丁酯和乳化剂，进行改性，烘干，加入到混炼机中，与二甲基十八烷基苄基氯化铵进行混炼，得到有机膨润土。

优点是：工艺合理，离子交换量高，疏水性能好，吸附能力强，可以提高体系配伍能力、悬浮性和胶体率。

申请人：喀左双龙矿业有限责任公司
地址：122300 辽宁省朝阳市喀左县卧虎沟乡卧虎沟村
国籍：CN
代理机构：锦州辽西专利事务所(普通合伙)
代理人：王佳佳
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干法生产有机膨润土的方法[发明专利]

专利名称：干法生产有机膨润土的方法专利类型：发明专利
发明人：刘新兵,杜烨
申请号：CN02103804.X
申请日：20020327
公开号：CN1446845A
公开日：
20031008
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种干法生产有机膨润土的方法。

主要适用将天然钙基膨润土通过人工改性成为高价值的有机膨润土。

本发明的核心是将天然钙基膨润土加纯碱在混炼设备中，交换反应生成钠基膨润土；然后加入活化剂，混匀、反应；再加入有机覆盖剂，充分加热、混合、反应，最后用螺旋挤压机挤出成条状物，挤出物经烘干、磨粉成有机膨润土粉末。

它具有工艺简单，不需洗涤及脱水，生产效率高，成本低，便于大规模生产等优点。

申请人：首钢总公司
地址：100041 北京市石景山区
国籍：CN
代理机构：首钢总公司专利中心
代理人：史桂芬
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膨润土基黏结剂对型煤高温黏结特性的影响

膨润土基黏结剂对型煤高温黏结特性的影响李健;路广军;杨凤玲;王宝凤;程芳琴【摘要】选用钠基膨润土和钙基膨润土作为黏结剂,分别与原料煤混合制得型煤,研究膨润土添加量和燃烧温度对型煤热强度的影响,并利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜-X射线能谱仪(SEM-EDX)分析型煤灰渣的矿物组成和形貌变化,从而阐述膨润土作为型煤黏结剂的黏结机理.研究表明:在900℃燃烧温度下,随着膨润土添加量的增加,型煤热强度呈现逐渐升高的趋势;在相同膨润土添加量的条件下,钠基膨润土型煤(NaXM)的热强度高于钙基膨润土型煤(CaXM)的热强度;随着燃烧温度的逐渐升高,两种膨润土制成的型煤的热强度呈现逐渐降低的趋势,当燃烧温度为800℃和900℃时,NaXM的热强度均高于CaXM的热强度,但燃烧温度为1 000℃,1 100℃和1 200℃时,CaXM的热强度均高于NaXM的热强度.膨润土添加量不会影响型煤燃烧灰渣的矿物组成,而燃烧温度则会影响型煤燃烧灰渣的形貌和矿物组成,当燃烧温度高于1 000℃时,膨润土中的蒙脱石结构受到破坏,从而降低了型煤的热强度,而且型煤灰渣在燃烧温度高于1 000℃时熔融现象严重,造成型煤热强度降低.高温下膨润土中的蒙脱石结构受到破坏,同时膨润土中的矿物成分与煤中的矿物成分发生反应,生成低温共熔物,降低了热强度.【期刊名称】《煤炭转化》【年(卷),期】2018(041)006【总页数】8页(P22-28,35)【关键词】膨润土;蒙脱石;型煤;热强度;低温共熔物【作者】李健;路广军;杨凤玲;王宝凤;程芳琴【作者单位】山西大学国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室,山西低附加值煤基资源高值利用协同创新中心,030006 太原;山西大学国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室,山西低附加值煤基资源高值利用协同创新中心,030006 太原;山西大学国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室,山西低附加值煤基资源高值利用协同创新中心,030006 太原;山西大学国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室,山西低附加值煤基资源高值利用协同创新中心,030006 太原;山西大学国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室,山西低附加值煤基资源高值利用协同创新中心,030006 太原【正文语种】中文【中图分类】TQ536.10 引言民用散煤燃烧产生的烟气具有分散性和不可监测性，造成了严重的环境污染，是当今雾霾频发的重要原因之一[1].型煤技术是民用散煤污染治理的有效方法，在现代工业水平下，煤炭开采过程中粉煤含量较高，粉煤成型技术可以大大减少煤炭在运输过程中的损失.在加工过程中，将合适的黏结剂与不同煤种进行掺配，使煤的灰分、硫分、固定碳、灰熔融性等指标得到明显改善，从而有效减少污染物的排放. 工业试验结果表明，燃用型煤的民用炉灶节煤率为20%，烟尘排放量可减少89%，氮氧化物排放量可减少50%～60%，SO2排放量可减少50%～60%，3,4苯并芘排放量可减少60%[2].型煤黏结剂是型煤生产中的关键，为了生产出高质量的型煤，学者们已对多种黏结剂及其黏结机理进行了研究.有机黏结剂具有较强的黏结能力，但在高温下易分解燃烧，失去黏结性[3]；无机黏结剂主要由无机物质组成，无机物质大部分不参与燃烧，并且会引入灰分，一定程度上降低了型煤发热量[4]，但在高温下仍能保持一定的黏结能力.张秋利等[5]研究了淀粉类黏结剂对型煤强度的影响，认为对型煤强度影响最大的黏结剂为糊化淀粉，其次为碱化淀粉.张传祥[6]研究了不同黏结剂组分对型煤性能的影响，发现黏结剂组分是影响型煤物理性能的重要因素，通过优化黏结剂配方可以在很大程度上提高型煤的物理性能，研究的三种黏结剂对型煤冷强度、抗碎强度和防水性等影响最显著的是复合添加剂，其次是MgO黏土.路广军等[7]研究了MgO和MgCl2对型煤机械强度、防水性能和着火温度的影响，认为MgO和MgCl2可提高型煤的防水性能，但没有考虑型煤的热性能.学者们对型煤黏结剂有了诸多研究，但主要集中于改善型煤的常温强度，对型煤的热态性能研究较少.型煤的热态性能主要指热态抗压强度和热稳定性，可直接影响到型煤的燃烧效率.热态强度差的型煤入炉受热、受压后易于破碎，造成其炉内坍塌，降低了热量及燃烧利用率[8].热态抗压强度是衡量型煤燃烧性能的重要指标，由于膨润土具有很强的吸附性、离子交换性和吸湿性[9]，因此，可提高型煤的热态抗压强度和热稳定性.但目前仅有基础配方研究，缺少对内部机理的研究. 本实验针对目前采用有机黏结剂生产型煤热强度差，型煤一烧即散，采用无机黏结剂，也仅考虑其对冷强度及防水性的影响，没有对热强度进行深入系统研究的现状，采用钠基膨润土和钙基膨润土为黏结剂，研究黏结剂高温反应机理、黏结剂与煤中矿物质的相互影响，为提高型煤的热态性能、燃烧效率和调整工业生产配方提供指导.1 实验部分1.1 实验原料与仪器实验选用河北省任丘市创新采暖设备有限公司型煤厂煤样，原料煤的工业分析结果见表1.实验用黏结剂为钠基膨润土和钙基膨润土，均取自河南巩义市盛世耐材有限公司.煤灰及膨润土的成分分析结果见表2.表1 原料煤的工业分析Table 1 Proximate analysis of coal samplesProximate analysis(ad) w/%MAVFC4.4923.3717.4054.74表2 煤灰及膨润土的成分分析Table 2 Chemical composition of coal ash and bentonitesSamplew/%SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OP2O5TiO2Coal ash52.831.64.520.921.554.371.130.291.21Na-bentonite77.910.91.561.473.560.532.29—694×10-6Ca-bentonite64.219.24.953.361.581.950.91957×10-60.84利用液压成型机(SMY-20 t-140 mm)制作型煤，使用智能球团抗压强度测试仪(WQYC-10c)测试型煤强度.利用Bruker D2Advance型X射线衍射仪(XRD)测定原料煤灰渣、型煤灰渣和膨润土灰渣的矿物质组成.将样品研磨至74 μm进行压片.实验条件：采用Cu靶，扫描速度为4°/min，步长为0.02°，扫描衍射角(2θ)范围为10°～80°.利用日本日立公司TM3030型扫描电子显微镜(SEM)对型煤灰渣的形貌进行分析；并利用配套的QUANTAX400型X射线能谱仪(EDX)进行样品局部区域的元素组成分析.1.2 实验方法与步骤1.2.1 型煤样品的制备将一定比例的黏结剂与煤样混合，加水量控制在质量分数为12%左右，充分搅拌均匀后装入模具中，经液压成型机以30 MPa的压力单球成型；将成型后的型煤置于105 ℃的电热鼓风干燥箱中干燥2 h，制得型煤产品.添加钠基膨润土制备的型煤用符号NaXM表示，添加钙基膨润土制备的型煤用符号CaXM表示.1.2.2 膨润土添加量对型煤热强度的影响将膨润土(添加量分别为0%，3%，4%，5%，6%，7%和8%)与原煤混合制备型煤，并将型煤置于900 ℃马弗炉内，燃烧30 min后取出，检测抗压强度，并对煅烧后的样品进行XRD分析.1.2.3 燃烧温度对型煤热强度的影响确定膨润土最佳添加量，制备型煤，进行不同温度(800 ℃，900 ℃，1 000 ℃，1 100 ℃，1 200 ℃和1 300 ℃)条件下的马弗炉内燃烧30 min后的强度变化实验，并对煅烧前后的样品进行SEM-EDX分析和XRD分析.1.2.4 温度对膨润土球热强度的影响将纯膨润土利用型煤的制备方法制成球状(钠基膨润土球用符号Na-ball表示，钙基膨润土球用符号Ca-ball表示)，检测常温强度，并进行不同温度(800 ℃，900 ℃，1 000 ℃，1 100 ℃，1 200 ℃和1 300 ℃)条件下的马弗炉内燃烧30 min后的强度变化实验，对煅烧前后的样品进行XRD分析，考察温度对膨润土矿物组成的影响.2 结果与讨论2.1 膨润土添加量对型煤热强度的影响为了对型煤黏结剂高温黏结性能及机理进行研究，在900 ℃燃烧条件下考察膨润土添加量对型煤热强度的影响，结果见图1.由图1可知，随着膨润土添加量的增加，型煤热强度先升高后逐渐趋于平稳.当膨润土添加量为5%时，CaXM的热强度为769 N，NaXM的热强度为924 N.在同一膨润土添加量条件下，NaXM的热强度高于CaXM的热强度.在型煤成型过程中，膨润土在水的作用下能够分散在煤粒之间，经过干燥，煤粒之间的膨润土形成骨架结构，对型煤起到支撑作用；膨润土分解温度高，在型煤燃烧过程中仍起到骨架作用，使型煤具有一定的热强度.膨润土添加量越高，填充在煤粒之间的膨润土量越高，形成的骨架结构强度越高.钠基膨润土的膨胀系数高于钙基膨润土的膨胀系数，扩散厚度较大，有更高的分散度[10]，能更充实地分散在煤粒之间，因此，在相同添加量的情况下钠基膨润土使型煤具有更高的热强度.图1 膨润土添加量对型煤热强度的影响Fig.1 Effect of bentonite addition on thermal strength of briquette2.2 温度对型煤热强度的影响为了研究温度对型煤热强度的影响，在膨润土添加量为5%时，考察不同燃烧温度下型煤热强度的变化规律，结果见图2.图2 温度对型煤热强度的影响Fig.2 Effect of temperature on thermal strength of briquette由图2可知，膨润土添加量为5%时，随着温度的升高，型煤热强度呈逐渐减小的趋势，当燃烧温度为800 ℃和900 ℃时，NaXM的热强度高于CaXM的热强度，而在燃烧温度为1 000 ℃，1 100 ℃和1 200 ℃时，NaXM的热强度低于CaXM 的热强度.出现此现象的原因可能是：钠基膨润土在较低温度下有更好的吸水膨胀性和分散性，能更加均匀地分散在煤粒之间形成骨架结构，当燃烧温度上升到1 000 ℃以上，其骨架结构被破坏的速率大于钙基膨润土骨架结构被破坏的速率，致使热强度迅速降低，在同一温度下低于钙基膨润土的热强度.当燃烧温度达到1 300 ℃时，型煤完全熔融，成为流动的液态，无法检测其热强度，膨润土中的钠和钙影响型煤的灰熔融特性.2.3 温度对型煤灰熔融特性的影响为了进一步考察温度对型煤灰熔融特性的影响，利用扫描电子显微镜-X射线能谱仪(SEM-EDX)对不同温度下的型煤灰进行研究，观察型煤在高温下微观形态的变化，以进一步确定温度对物相组成及内部结构有较大的影响.不同温度下型煤灰的微观结构见图3和图4.由图3和图4可以看出，在800 ℃，900 ℃和1 000 ℃条件下，CaXM灰渣和NaXM灰渣的表面颗粒形成了致密的结构，颗粒轮廓呈现明显的棱角状，说明膨润土在此温度下能够起到支撑型煤不破散的作用，从而使型煤保持一定的强度.在1 100 ℃条件下，CaXM灰渣中发生了团聚现象，出现了球状熔融物，而在1 200 ℃和1 300 ℃条件下，团聚现象更加明显，熔融后形成球状颗粒.NaXM灰渣则在1 100 ℃，1 200 ℃和1 300 ℃条件下，熔融现象更加明显，形成了大面积的球状熔融物，说明钠基膨润土在高温条件下更容易促进型煤发生熔融.由EDX分析可以看出，随着温度的升高，灰渣中碱金属的含量逐渐增多，一定程度上降低了型煤的灰熔点，逐渐发生熔融现象破坏了型煤原有的骨架支撑结构，使型煤的强度降低.2.4 膨润土添加量对型煤灰物相的影响为了考察膨润土添加量对型煤灰物相的影响，对不同膨润土添加量型煤在900 ℃燃烧30 min后的灰进行XRD分析，其图谱见图5.由图5可以看出，不同膨润土添加量的NaXM和CaXM经900 ℃燃烧后的灰渣的主要矿物组成为石英和蒙脱石，而且随着膨润土添加量的增加，其物相组成无变化，说明膨润土添加量对型煤燃烧产物的物相组成影响较小.2.5 温度对型煤灰物相的影响为了考察温度对型煤灰物相的影响，对膨润土添加量为5%的型煤在800 ℃～1 300 ℃下燃烧30 min后的灰渣进行XRD分析，其图谱见图6.图3 不同温度下CaXM灰渣的微观结构Fig.3 Microstructure of CaXM ash at different temperatures a—800 ℃；b—900 ℃；c—1 000 ℃；d—1 100 ℃；e—1 200 ℃；f—1 300 ℃图4 不同温度下NaXM灰渣的微观结构Fig.4 Microstructure of NaXM ash at different temperatures a—800 ℃；b—900 ℃；c—1 000 ℃；d—1 100 ℃；e—1 200 ℃；f—1 300 ℃由图6可以看出，NaXM灰渣和CaXM灰渣在相同温度下的矿物组成基本一致.当燃烧温度为800 ℃和900 ℃时，两种型煤灰渣中的主要矿物成分均为石英和蒙脱石，说明蒙脱石均未分解.当燃烧温度为1 000 ℃，1 100 ℃，1 200 ℃和1 300 ℃时，型煤灰渣中主要矿物质为石英，未检测到蒙脱石，说明蒙脱石在高温下分解，破坏了型煤中维持强度的骨架结构，造成型煤抗压强度降低.由图6还可以看出，两种膨润土制成的型煤中，SiO2峰的强度随着温度的升高均逐渐降低，当燃烧温度高于1 000 ℃时，NaXM灰渣中SiO2峰的强度降低得较为明显，说明SiO2参与了低温共熔物的反应.结合SEM分析可知，燃烧温度高于1 000 ℃时，NaXM灰渣熔融现象更明显.这也是燃烧温度高于1 000 ℃时NaXM的热强度低于CaXM的热强度的原因.图5 不同膨润土添加量条件下型煤灰渣样品的XRD分析Fig.5 XRD analysis of briquette ash samples with different bentonite additions a—CaXM；b—NaXM 1—Quartz；2—Montmorillonite图6 不同温度条件下型煤灰渣样品的XRD分析Fig.6 XRD analysis of briquette ash samples at different temperatures a—CaXM；b—NaXM 1—Quartz；2—Montmorillonite2.6 温度对膨润土物相的影响为了考察温度对型煤灰物相的影响，对不同膨润土制成的型块在800 ℃～1 300 ℃下加热30 min后的灰渣进行XRD分析，其图谱见图7.图7 不同温度条件下膨润土球灰样品的XRD分析Fig.7 XRD analysis of bentonite ash samples at different temperatures a—Ca-ball；b—Na-ball 1—Quartz；2—Montmorillonite；3—Anorthite由图7可以看出，在900 ℃时，Na-ball残渣中的蒙脱石转变生成了钙长石；1 000 ℃时，Ca-ball残渣中生成了钙长石；而在1 100 ℃时，Na-ball残渣中的钙长石消失.钙长石在高温下不稳定，易与其他矿物质形成低温共熔物，导致灰熔点降低，从而降低热强度.这进一步解释了NaXM在高温下的热强度低于CaXM在高温下的热强度的原因.因为钠基膨润土先于钙基膨润土生成钙长石，并在高温下消失，说明钠基膨润土更易与煤粒中的物质发生反应生成共熔物，导致其热强度降低.2.7 高温下煤灰中矿物质之间的化学反应在煤的燃烧或气化过程中，煤中的矿物质之间会发生化学反应，生成各种新物质如硅酸盐和硅铝酸盐等，不同种类的矿物质在高温下会形成低温共熔体，从而使煤灰的熔融温度降低.矿物质之间化学反应的发生和低温共熔体的形成对煤的热强度有着重要的影响.高温下煤灰中主要矿物质的相互反应有[11-16]：Al2O3·2SiO2·2H2OH2O+SiO2+Al2O3FeS2+O2Fe2O3+SO2Fe2O3+FeS2FeS +SO2Fe2O3+FeSFe3O4Fe3O4+Al2O3FeAl2O4+O2CaCO3CaO+CO2CaSO4 +COCaO+CO2+SO3SiO2+Al2O3Al6Si4O13(Al2SiO5)CaO+SiO2+Al2O3CaA l2Si2O8Ca2Al2SiO7CaO+MgO+SiO2Ca2MgSi2O7CaO+SiO2CaSiO3CaO+Al 2O3Ca2Al2O5高温下煤灰中部分矿物质之间容易形成低温共熔体系，从而降低煤灰的熔融温度.煤灰中常见的低温共熔体系[15，17-20]见表3.基于以上研究，型煤配煤时要根据型煤灰分中的矿物组成，选择有机黏结剂和膨润土添加量进行复合，以考虑其热强度和灰熔融特性，使型煤在使用过程中既不会散塌，也不会形成共熔体影响型煤的通透性和燃烧.3 结论1) 在900 ℃燃烧温度下，随着膨润土添加量的增加，型煤热强度呈现逐渐升高的趋势，在相同膨润土添加量条件下，NaXM的热强度高于CaXM的热强度.在900 ℃下膨润土添加量对型煤内部矿物组成没有明显影响，其主要矿物组成为石英和蒙脱石.表3 高温下煤灰中常见的共熔体系Table 3 Common eutectic system in coalash at high temperatureRepresentationEutectictemperature/℃Al2O3·2SiO2+2FeO·SiO2+SiO2About 11002FeO·SiO2+2FeO1 1752FeO·SiO2+SiO21 180CaO·Fe2O31205CaO·FeO+CaO·Al2O31 200CaO·F eO+SiO2+CaSiO31095CaO·FeO+SiO2+CaSiO3·SiO21 170CaO·Al2O3·2SiO2+α-CaO·SiO21 299CaO·Al2O3·2SiO2+2CaO·Al2O3·SiO2+α-CaO·SiO21 2652) 当燃烧温度为800 ℃和900 ℃时，NaXM的热强度均大于CaXM的热强度，但当燃烧温度为1 000 ℃，1 100 ℃和1 200 ℃时，CaXM的热强度均高于NaXM的热强度.燃烧温度影响型煤灰渣的形貌和矿物组成.3) 能够保持型煤热强度的主要是煤粒与黏结剂之间形成的骨架结构，随着温度的升高，型煤中生成了一些助融矿物质，煤粒中的矿物质与黏结剂之间发生反应，生成了低温共熔物，破坏了原有的骨架结构，致使型煤的热强度随温度升高而降低.其中在低温段钠基膨润土在煤粒中的分散程度要优于钙基膨润土在煤粒中的分散程度，并且添加钠基膨润土的型煤在高温段的反应速率要大于添加钙基膨润土的型煤在高温段的反应速度，致使添加钠基膨润土的型煤在低温段热强度较高，而在高温段热强度较低.参考文献【相关文献】[1] 李金洪，鲁安怀，高永华.民用燃煤烟尘特征及环境矿物材料固硫剂开发[J].地学前缘,2001,8(2):315-320.LI Jinhong,LU Anhuai,GAO Yonghua.The Characteristics of Local Coal Dusts and Environmental Mineralogical Materials Used for Desulfurization[J].Earth Science Frontiers,2001,8(2):315-320.[2] 田海宏.中国型煤技术特点及发展动向[J].应用能源技术,2004(3):1-3.TIAN Haihong.Technical Characteristics and Development Trend of ChineseBriquette[J].Applied Energy Technology,2004(3):1-3.[3] 张林生.型煤黏结剂研究现状[J].广州化工,2012,40(11):62-64.ZHANG Linsheng.The Recent Research of Briquette Binder[J].Guangzhou Chemical Industry,2012,40(11):62-64.[4] 赵巍.氧化铝工业用新型气化型煤复合黏结剂及工艺的研究[D].武汉：华中科技大学,2013. 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210998425_用复合插层剂制备有机膨润土

2008年第5期中国非金属矿工业导刊总第70期【试验研究】用复合插层剂制备有机膨润土梁成刚1，王连连2（1.包头师范学院化学学院，内蒙古包头 014030；2.中科院长春光机所，吉林长春 130033）摘要：采用L16(45)正交实验法，以Na基膨润土为原料，用阴阳离子表面活性剂“溴化十六烷基吡啶(CPB)和十二烷基磺酸钠(SDS)”作复合插层剂(改性剂)，通过改变反应温度、pH值、固液比、改性剂用量、复合插层剂配比五个因素，得到不同条件下的有机膨润土。

用X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、热失重分析(TGA)对所得产品进行结构表征，得到最佳改性工艺条件。

结果分析表明：阴、阳离子表面活性剂已进入膨润土片层间；改性后，膨润土分散性由亲水疏油变为亲油疏水，为有机膨润土的制备提供了一种新的方法。

关键词：Na基膨润土；复合插层剂；有机改性；层间距中图分类号：TD975.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9386(2008)05-0021-03 Preparation of Organic Bentonite with Compound Swelling AgentLiang Chenggang1, Wang Lianlian2(1.Department of Chemistry, Bao Tou Teathers’ College, Baotou 014030, China;2.Changchun Institute of Optics, Fine Mechanic and Physics, Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033, China)Abstract: In this paper, Na-bentonite was modified using cetylpyridinium bromide (CPB) and sodium dodecyl sulfonate(SDS) as compound swelling agent. Organic bentonites under different conditions were prepared through orthogonal test by adjusting the factors of reaction temperature, pH,ratio of bentonite to water,modifier dosage, and ratio of compound swelling agent, and then measured by XRD, FT-IR and TGA. At the same time, the optimum conditions of synthesis for organic bentonite were given at last. The results indicated that anion-cation surfactant had intercalated into the galleries of Na-bentonite.And the dispersibility of bentonite was changed from hydrophilicity to hydrophobicity. A new method for organobentonite preparation is introduced.Key words: Na-bentonite; compound swelling agent; organic modification; the lamellar distance有机膨润土由于其具有良好的疏水亲油分散性而被广泛应用于吸附、催化等领域[1]。

矿物与岩石》结课论文-膨润土的特性优势及其在建筑中的应用

《矿物与岩石》结课论文膨润土的特性优势及其在建筑中的应用姓名：孙巧稚班级：无机1401学号：1404230107浅谈蒙脱石（高岭石、沸石、蛭石等硅酸盐矿物）在建筑材料中的应用一、摘要蒙脱石（montmorillonite）又名微晶高岭石或胶岭石，是一种硅铝酸盐，其主要成分为八面体蒙脱石微粒，名称的由来是其最初发现于法国的蒙脱城而命名的。

现如今，蒙脱石的应用发展方向主要有两种：一个是有关非金属矿行业中的蒙脱石，另一个则是蒙脱石在化妆品行业以及医药行业中的应用。

膨润土中的有效矿物组成就是蒙脱石。

膨润土是当今社会中应多最为广泛，性价比较高的一种黏土矿物。

膨润土不仅应用于冶金工业，建筑材料，还应用于环保，农业等其他方面。

但人们对于当今膨润土的发展需求是远远不够的。

我们对膨润土的应用需求与物理性质需求越来越高，所以本次试验将会选择三种不同产地的钙基膨润土(A样，B样和C样)为研究对象，通过加入合适的分散剂，并控制适宜的工艺条件，成功的制备出性能优良的蒙脱石基质材料，为下一步含Ti蒙脱石纳米复合材料的研制打下了良好的基础。

关键词：蒙脱石；膨润土；硅酸盐矿物；硅铝酸盐；建筑材料；基质；分散提纯；膨胀容二、基本介绍蒙脱石，英文名称montmorillonite，又称为微晶高岭石或胶岭石，属于硅铝酸盐系列，化学式是(Al,Mg)2[Si4O10](OH)2·nH2O，颜色是白色，有时微带红色或绿色，光泽暗淡，属于单斜晶系，鳞片状者｛001｝解理完全，硬度为：2~2.5，晶体惯态是土状隐晶质块状，电镜下细小鳞片状，矿物密度是2到2.7之间，蒙脱石CAS1318-93-0。

膨润土，英文名称Bentoulte，又称为斑脱岩或膨土岩。

膨润土常含有少量石英、长石、云母、高岭石、绿泥石、方解石、方英石及有机物等，是一种以天然蒙脱石为主要矿物成分的粘土岩。

膨润土的颜色有很多,最为常见的是白色，也有浅灰色、黑色、杂色，还有以红色为主的浅红色、砖红色、肉红色、红褐色等等。

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ＵｉｒｔＢｉｇ１２０）ｎｅｉ，ｅｉ０２Ｉｖｓｙｊｎ
ＡｂｔａｔｓｒｃＣａｂｎｏｉｏＤｅｅｇｈｎｍｉｆａｉｅｉＸｉｉｇｗａｄｆｄｔ－ｅｔｎｔｂｉｅｅｔｏｉｍｓａｄｔｅｎｈｓ－ｅｔｎｔｆｍｌｎｓａｎｏｚｊｎａ．ｓｍｏｉｅＮａｂｎｏｉｙｄｆｒｎｄｕ，ｎｎｔｓｔｅｉｅｒｅＸｉｉｎｊｎｉｏｅｓｈｏｙｓ
了产物的基本结构。实验结果表明：当碳酸钠浓度１％、十八烷基三甲基氯化铵ｌＯｍｌ０ｇ－２６ｍｏ／０－、浆液的ｐｌｌ＋ＨＩ、反应温度７￣、反应时间０２（２时，工艺最优，制备的有机膨润土黏度较大．结构分析表明：有机土的０１ｈ．０）值从膨润土原土的Ｏ９９ｍ增大到２２３ｍ，说明有机季铵．７ｎ９６ｎ２
ｌ０）ａｉｒａｅｏ０９７ｍ２２６ｍ，ｎｒａｉｕｔｒａａｃＯｈｃｅｓｄｆｍ．９９ｎｔ．２３ｎａｄｔｅｏｇｎｃｑａｅｎｒｍｍｏｉｍａｉｎｈｄｉｔｒａａｅｔｅｌｅｓｏｍｏｔｒｌｎｔ．ｉＩＳｎｒｏｈｙｎｕｃｔａｅｃｌｄｉｏｔｙｒｆｎｍｏｉｏｉｏｎｔｎｈａｌｅ
李金娥代斌董正梅李春赵宏生
１２０）０２１（石河子大学化学化工学院，新￣Ｓ－８２０；２清华大学核能与新能源研究院新材料研究室疆夏子街地区德楞山钙基膨润土为原料，考察了不同钠盐对其改型的影响以及湿法制备有机膨润土的影响因素，并分析
ｔｓ２，ｎｅｅａｏｅｃｎｉｏｓｔｅｐｏｅｓｓｒａｏａｌａｄｔｅｑａｉｆｒａｏｅｔｎｔｗａｒｃｌｎｈｒａｏｅｔｎｔ‘ ｉｗａｈｕｄｒｈｂｖｏｄｔｎｒｃｓｗａｅｅｓｎｂｅｎｕｌｏｏｇｎｂｎｏｉｓｍｅｔｉｈｍｏｒｈｙｔｅｍｏｅｅｅｌｔＴｅｇｂｎｏｉｘｅｏｎｅ
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维普资讯
第３卷第３０期２０年５０７月
非金属矿
ＮＯｌＭｅａｌｉｅｉ．ｔｆｃＭｎｓｉ
Ｖ．Ｏ３１３０Ｎ．
Ｍａ，０７ｙ２０
利用德楞山钙基膨润土制备有机膨润土及其结构性能表征水
盐阳离子已进入膨润土的蒙脱石层问
关键词钙基膨润土
钠化
有机膨润土黏度
Ｐｅａａｏｒｐｒｔｎ＆ＣａａｔｒａｉｆｒａｏｅｔｎｅｒｍＣ —ｅｔｎｔｉＸｎｉｇｉｈｒｃｉｔｎｇｎｂｎｉｏａｎｏｉｉａｅｚｏｏＯｏｔｆｂｅｎｊｎ
ＬｉｉｅＤａｎ。ＤｏｇＺｈｎｎ。ＪｉＢｉｎｅｇｍｅ。ＬｉｕｉＣｈｎ’ ＺｈｏＨｏｇｈｎａｎｓｅｇ（ＳｃｏｌｆＣｈｍ＆Ｃｈｍｇ．ｉｅｉｉｅｓｔ．ｈｉｅｉＸｉｊａｇ８２０３：ＩｓｉｔｆｕｌａｎＩｈｏｏｅｅＥｎＳｈｈｚｖｒｉＳｈｚ．ｎｉｎ３０２ＵｎｙｎｔｔｅｏＮｃｅｒａｄＮｅＥｎｒｙＴｃｎｏｏｙＴｉｇｕｕｗｅｇｅｈｌｇ，ｓｎｈａ