粘土矿物加工工艺

2022/3/22
• （３）挤压钠化法 • 轮碾钠化法：轮碾机碾压－老化． • 双螺旋钠化法：双螺旋混料机混合（矿粉＋钠盐
＋３０％水）－干燥－粉碎． • 螺旋阻流挤压钠化法：螺旋混炼机混炼并造粒 • 对辊挤压：原料小于５毫米＋碱液－挤压－干燥
． • ４．性能测试 • 层间距及上述性质．
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2、交换性阳离子法
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• 我们国家《膨润土矿地质勘探规范》采用 的属性分类如下：
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若可交换性阳离子没有超过交换容量50％时，则以最多交换 量的两种阳离子进行复合命名。 钠基土与钙基土的主要区别见下表。
类型 钠基土
阳离子交换容量 pH值
：化学工业出版社。2005。 • 杨雅秀，张乃娴著。中国粘土矿物。北京：地质
出版社。1994。
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• 9.1 概述 • 9.1.1 膨润土的矿物组成及蒙脱石的结构 • 1、矿物组成 • 主要矿物为蒙脱石，其次伊利石、长石及石
英等。其性质取决于蒙脱石。 • 2、蒙脱石的晶体结构
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胶质价
75-100
8.5-10.6 100%
膨胀倍 20-பைடு நூலகம்0
吸蓝量 20-30
钙基土
60-100
6.4-8.5
50%
几-十几
十几
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• 9.1.3 蒙脱石的性能 • 1、晶格置换 • 2、电负性； • 3、离子交换性。蒙脱石对几种阳离子的交换能力
顺序：Li+＜Na+ ＜ K +＜ NH4+＜ ＜ Mg2+ ＜ Ca2+ ＜ Ba2+ • 4、膨胀性 • 5、分散悬浮性 • 6、触变性、可塑性及粘结性 • 7、吸附性 • 8、化学稳定性
蒙脱石的晶体结构
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蒙脱石的扫描电镜照片×2万、5千倍
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• 9.1.2 膨润土属性分类 • 膨润土的可交换性阳离了种类、数量和比例，
在膨润土实用工艺技术上具有重要意义，它是评 价膨润土质量的重要指标之一，又是划分属性的 依据。 • 1、碱性系数法(ENa+十EK+／ECa２+十EMg２＋ )来划分（欧美国家）。 • (1)钠基膨润土：碱性系数＞1。 • (2)钙基膨润土：碱性系数＜1。
Lin (Cps)
1800
d1＝600 1.51nm;2θ ＝5.85°
1400 1200 1000 800 600 400 200
0 20
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d=4.99449 d=3.75756
d=4.47223
d=4.26487
d=4.04506
d=3.22906 d=3.13167
d=3.01267 d=2.83865
膨润土钠化正交实验表
因素
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８2022/3/22
A(%)
６ ６ ６ ７ ７ ７ ８ ８
B (℃)
６０ ７０ ８０ ６０ ７０ ８０ ６０ ７０
C 膨胀容ml/15g (h) 1.5 ５５ ２ ５８ 2.5 ５６ ２ ６２ 2.5 ６４ 1.5 ６０ 2.5 ６３ 1.5 ６０
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• 主要教学内容： • 膨润土概述; • *膨润土的钠化技术； • #产品的性能测定。 • 教学目的要求： • 掌握膨润土的钠化工艺； • 掌握钠基膨润土的性能测试方法；
• 了解膨润土的属性、性质及用途。
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• 教学方法与手段： • 讲授；多媒体 • 讨论、思考题、作业： • 膨润土钠化改型的原理。 • 与干法改型相比湿法改型的优缺点是什么？ • 参考资料： • 姜桂兰，张培萍等编。膨润土加工与应用。北京
d=2.56290
d=1.49740 d=3.76839
d=2.84394
d=2.12279
200
d=1.81890 d=6.10282
0
40
2
10
2-Theta - Scale
60
20
30
2-Theta - S
1# (06-6-7) - File: 1# (06-6-7).raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 2.000 °- End: 60.00 Operations: Smooth 0.310 | Strip kAlpha2 0.500 | Import
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• （2）悬浮法
• 土＋纯碱－矿浆（１ ：１０)—在一定温度 下搅拌－脱水－干燥 －粉磨．
• 与湿法提纯结合使用 ．
• 以碳酸钠为改型剂的 湿法改型工艺如下：
膨润土钠化因素-水平表
纯碱 反应 反应 用量 温度 时间
因 ６％ 60 ℃ 1.5h 素
水７ 平
７０ 2
８ ８０ 2.5
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• 9.2 人工改型钠基土（钠化改型） • 1、原理：将外加的钠离子挤压插入蒙脱石层间，
进行阳离子交换，形成钠蒙脱石。（交换性） • 2、改型剂（钠化剂）：钠盐。 • 3、钠化方法 • (1)堆场法钠化：干粉+3-5%钠盐（溶解）-拌匀—
堆放（30%水分）--老化（7-10天）--干燥—磨粉 。
土； • 2、边缘改性：用磷酸盐或焦磷酸钠。降低粘度，
便于提纯。 • 3、胶凝：用高价阳离子使蒙脱石颗粒重新締合。 • 加入高价盐，与磷酸盐反应，解除磷酸盐原来的
作用。提高粘度及触变性。4
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• 9.4 ４A合成沸石 • 一种典型的酸处理衍生物。一种新型洗涤
剂助剂，代替三聚磷酸钠。 • 1.工艺流程及化学反应 • 酸处理膨润土形成硅凝胶，再加入一定量
d=3.34525
Lin (Cps)
1800 d＝1.23nm,2θ ＝7.115#°(06-6-7)
1600
d=12.35484 d=4.04134
1400
1200
1000
d=4.46581
800
d=3.13159
600
d=3.34218
d=4.24571
400
d=3.01497
d=2.49032
• 5. 用途 • 广泛用于油田，钻井泥浆。 • 以优质钠基膨润土为原料制备胶体级浆料． • 一类为泥浆：以水为载体，膨润土为增稠剂；另
一类为油浆，以柴油或原油为载体，需要有机膨 润土．
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• 9.3 膨润土凝胶制备 • 代替聚合物用于牙膏、化妆品等行业。 • 制备过程分四个阶段： • 1、精选提纯：选用高纯天然钠基或人工钠基膨润