蒙脱土的检测方法

一、吸兰量(蒙脱石)的测定

膨润土分散于水溶液中，具有吸附次甲基兰的能力，其吸附的量被称为吸兰量，以100克样吸附的次甲基兰毫克当量数或克数表示。膨润土中的蒙脱石含量愈高，吸兰量愈多。因此，吸兰量可作为粗略估价膨润土矿中蒙脱石相对含量的主要技术指标。

(一) 主要试剂和材料

l、次甲基兰标准溶液(0.005000N)：将次甲基兰(指示剂)在93土3℃的烘箱中烘4小时,置于干燥器内冷却至室温。称取1.5995克于烧杯中，加水使其完全溶解(如次甲基兰不易溶解,可微热，温度不宜太高,以免次甲基兰变质)，移入1000毫升棕色容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。此溶液l毫升含1.8695毫克三水次甲基兰或1.5995毫克无水次甲基兰。

2、焦磷酸钠溶液(1%)：称取10克焦磷酸钠于烧杯中，加水使其完全溶解(可微热)。加水稀释至1000毫升，摇匀。

3、中速定量滤纸(杭州新华造纸厂产)

(二) 操作步骤

l、称取0.2000克试样，置于已加人50毫升水的锥形瓶中，摇动，使试样在水中充分散开，再加入20毫升1%焦磷酸钠溶液，摇匀。

2、将盛有混合溶液的锥形瓶置于电炉(或电热板)上加热微沸5分钟，取下冷却至室温。

3、用次甲基兰标准溶液滴定。开始时可依次滴加5毫升，逐次缩小间隔至2～3毫升，快到终点时，每次滴加0.5～l毫升。每次滴加后，摇晃15～30秒钟，用直径2.5～3.0毫米的玻璃棒沾一滴试液于中性定量滤纸上，观察在中央深兰色斑点周围有无出现浅绿色晕环。若未出现，则继续滴加。当在深兰色斑点周围出现浅绿色晕环时，再摇晃30秒钟，用玻璃棒沾一滴试液于滤纸上，若浅绿色晕环仍不消失，即为滴定终点。记下滴定所耗次甲基兰标准溶液的毫升(V)，到终点后，可继续稿加l～2毫升次甲基兰溶液，若浅色绿晕环变明显且宽度增大，则表示终点判断无误。

4、计算：

N×V×0.3199

B＝———————× 100

式中：

B一吸兰量(克／100克样)；

N—次甲基兰标准溶液的当量浓度；

V—滴定所消耗甲基兰标准溶液的毫升数；

G—试样重量(克)

0.3199—规定系数(无水次甲基兰表示)

(三) 讨论

l、次甲基兰试剂用上海试剂三厂出品。

2、样品在105℃200目烘半小时后测用。

3、微沸5分钟时，水份蒸发过多，影响结果。

吸兰量

4、蒙脱石(％) ＝—————此为经验公式，参照使用。

0.442

膨润土与水按比例混合后，加适量氧化镁，使其凝聚形成的凝胶体的体积，称为胶质价。以15克样形成的凝胶体积的毫升数表示。胶质价显示试样颗粒分散与水化程度，是分散性、亲水性和膨胀性的综合表现，它的大小与膨润土矿的属型和蒙脱石含量密切相关，钠基比钙基、酸性膨润土的胶质价高，同一属型的膨润土，含蒙脱石愈多，胶质价愈高。所以，胶质价是鉴定膨润土矿石属型和估价膨润土质量的技术指标之一。

(一) 主要仪器与试剂

l、带塞量筒(100毫升，直径约25毫米)

2、氧化镁(轻质、盒装，上海化学原料厂产)

(二) 操作步骤

l、称取15.00克试样于已加入50—60毫升水的100毫升的带塞量筒内，再加水至90毫升左右。

2、盖紧塞子，摇晃5分钟左右，使试样充分散开与水混匀，在光亮处肉眼观察，无明显颗粒团块即可。如未分散好，继续摇至全部散开为止。

3、打开塞子，加入1.00克氧化镁，加水至100毫升处，再盖上塞子，摇晃3分钟。

4、将量筒放置于不受振动的台面上，静置24小时，读出凝胶体界面的刻度值，即为胶质价，以毫升/15克土表示。

(三) 讨论

l、氧化镁于空气中，容易吸收二氧化碳而变质，故应保存于密闭瓶或干燥器内。

2、摇动是为了使试样充分散开，与水混匀。不论采用手工或其它操作，均应使试样在水中充分散开甚是关键。

3、某些高胶体性能的膨润土，3克土样（加氧化镁0.2克）即可达到接近100毫升，这类土样的胶质价为3克土样的量筒刻度读数×5。

膨润土遇水有明显的膨胀性能，与盐酸溶液混匀后，膨胀后所占有的体积，称为膨胀倍，以毫升／克样表示。它与胶质价一样，与膨润土的属型和蒙脱石的含量密切相关，同一属型的膨润土。含蒙脱石愈多，膨胀倍愈高。所以，膨胀倍也是鉴定膨润土矿石属型和估价膨润土质量的技术指标之一。

(一) 主要仪器与试剂

l、带塞量筒(100毫升，直径约25毫米)

2、盐酸溶液(1N)，取83毫升盐酸加水稀释至1000毫升，摇匀。

(二) 操作步骤

l、称取1.000克试样于加入30～40毫升水的100毫升带塞量筒内，再加水至75毫升刻度处。

2、盖紧塞子摇晃3分钟，使试样充分散开与水混匀，在光亮处观察，无明显颗粒团块即可。

3、打开塞子，加入25毫升lN盐酸溶液，再塞上塞子，摇晃1分钟。

4、将量筒放置于不受振动的台面上，静置24小时，读出沉淀物界面的刻度值，即为膨胀倍，以毫升／克样表示。

(三) 讨论

l、优质钠基膨润土的膨胀性能好，摇动分散的程度对结果有明显的影响。所以，在充分摇散的前提下，应严格控制摇动的时间。

2、酸性膨润土的膨胀倍有的小于5毫

升／克样．而量筒无小于5毫升刻度，无法准确读数，则可以〈5毫升／克样表示。

膨润土矿的PH值是指膨润土—水体系所生成的悬浊液中H+离子活度的负对数。不同属型的膨润土一水系悬浊液中的H+离子数不同，PH值也相应产生差异，故其值可以作为现定矿石属型的技术指标。

用电位计法测定膨润土悬浊液的PH值时，以PH玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，由于玻璃电极内外溶液的H+离子活度不同，产生电位差，将电位计上读数换成PH后，即可直接读出试液的PH值。

(一) 主要仪器与试剂

l、酸度计。

2、电磁搅拌器。

3、PH4.0l标准缓冲溶液。称取10.2l克在l10℃烘干的苯二甲酸氢钾(分析纯)，加水溶解后，移人1000毫升容量瓶中，以煮沸刚冷却的水稀释至刻度，摇匀。

4、PH6.87标准缓冲溶液。称取3.39克在45℃烘干的磷酸二氢钾(分析纯)和8.96克磷酸二氢钠(分析纯)，加水溶解后, 移入1000毫升容量瓶中，以煮沸刚冷却的水稀释至刻度，摇匀。

5、PH9.18标准缓冲溶液。称取3.80克硼砂(分析纯)，加水溶解后，移人1000毫升容量瓶中，以煮沸冷却的水稀释至刻度摇匀。此缓冲液容易变化，应注意保存。

(二) 操作步骤

l、称取2.00克试样于50毫升小烧杯中，加入20毫升煮沸并刚冷却的水，放在磁力搅拌器上搅拌3分钟，(或以小玻璃棒搅拌5分钟)，使试样分散。

2、将PH玻璃电极和甘汞电极插入悬浊液中，静置1分钟，按下读数开关，并反复几次，使读数稳定，读数即为PH值。

3、每测一个试样，要用水将电极冲洗干净，并用滤纸将电极上沾附的水吸干，再进行第二个试样的测试。每测5-6个试样后，应用标准溶液校正一次，并将甘汞电极放在饱和氯化钾溶液中浸泡一下。

(三) 讨论

l、玻璃电极敏膜，必须形成水化凝胶层后才能正常反应，所以用前需用水浸泡12-24小时，长期不用时，应洗涤后干保存为好。

2、测膨润土矿的PH值时，固液比对PH值有影响，我国均采用10:1的液固比。

3、甘汞电极必须插入清液中，否则PH值不同，Wi egner和Jenny早期发现，故两电极应在清液中。

4、PH标准溶液之PH是指室温25℃时之值，不同温度应作相应的校正。

五、砂石量的测定

砂石量一般是指矿石内没有除去的石英砂，云母片，铁质等粗粒杂质。含量过多影响产品质量。因此，它是一种有害杂质，其测定方法是采用在有分散剂条件下，加水将试样制成均匀分散的悬浮液，由于粗粒级石英，云母片等不受分散剂影响,经一时间后沉积在容器底部，根据沉积物

计算石英砂的百分含量。

(一) 主要仪器及试剂

l、天平感量0.l克感量0.00l克

2、烘箱

3、六偏磷酸钠溶液10％，称取10克六偏磷酸钠溶于100ml水中。

(二) 操作方法

l、称取干燥试样20克于600毫升烧杯中，加10％六偏磷酸钠溶液20m1。

2、用玻棒充分搅拌使试样分效成均匀糊体(无可见块状物或固状物)然后加水至距杯底5厘米处，搅匀，使杯壁及杯底凝聚出浓浆, 完全分散，静置1分钟。

3、将杯中上层浑浊液倒出，再加水距杯底5厘米处, 按上述操作，如此反复数次，直至加人清水不再出现浑浊。

4、仔细倒出杯中上层清液，将下面的沉砂全部过滤至已干燥恒重的快速滤纸上，洗净杯壁粘附的沉砂，并转入滤纸。

5、将滤纸连同沉砂取出，叠好放入已干燥恒重的称量瓶内，将称量瓶(不要盖)置于烘箱，在105-l10℃干燥，称重，直至恒重。

(三)计算

m2- ml

沙石量(％) = ———————× 100

式中m2——沉砂十滤纸十称量瓶质量(8)

ml——滤纸十称量瓶质量(g)

m——试样质量(g)

(四) 讨论

l、试样粒度要求—0.15mm，在105—l10℃烘箱中干燥至恒重，取出放入干燥器内冷却备用。

2、测试前，快速滤纸和称量瓶均要求在105—110℃烘箱中干燥恒重，记录重量，备用。

3、倒出杯中上部悬浊液时要小心，严防将下部沉砂倒出，影响结果

六、白度分析

在纸张、陶瓷、涂料等工业生产中，对产品或原料白度有一定要求，由于不同的观察方法，将得出不同的结论。所以，就必须有一个合理的测定白度的统一方法。

白度就是在对光源性质、视角以及入射角度等明确规定的特定条件下，以氧化镁为基准, 相同的其平整表面对光的反射率, 以百分数表示。

(一) 主要仪器设备和材料

l、SBD--l型数字白度仪

该仪器利用光电效应原理，采用双光路数模转换电路，测量试样表面反射的幅射亮度与同一幅射条件下完全漫反射体的幅射亮度之比，达到“白度”测量的目的。

2、0.074mm标准筛

(二) 操乍方法

1、测定干燥白度，采用粉末状试样。将待测试样放入烘箱，在l05—110℃干燥2小时，取出置于干燥器中冷却至室温。用0.074mm筛子筛分，筛下试样供测试用。

2、将-0.074mm试样盛入测量盒中，用玻璃板将表面压平整，然后进行测试。

3、仪器按说明进行操作，先加热15分钟，再调零和校准，然后放上待测试样进行白度测定。

(三) 计算

试样的白度按下列公式求得：

w＝B457

式中：w——试样的白度

B457——兰光绝对反射比

l、测定方法

称取20克样品(称准至0.0l克)于标准筛中，筛下铺一层黑纸，以干燥毛刷，轻轻扫刷，直至黑纸上无可见白色粉粒为止，称其未通过筛子样品的重量。

2、计算

G—G1

粒度％= ———————× 100

式中：G———样品重克

Gl——未通过筛子的样品重克

平行结果之差(％)不大于3

l、测定方法

用已恒重的扁形称量瓶(或瓷甘锅)，迅速称取试样2克(称准至0.0002克)放在电烘箱内，打开瓶盖在105℃—110℃温度下干燥2小时，盖上瓶盖取出，冷却15分钟，迅速称重，称准到0.0002克。

2、计算

G—G1

水份％＝———————× 100

式中：Gl一—样品烘后的重量克

G——试样未烘的重量克

附录：允许偶然误差：

膨润土（蒙脱石黏土）阳离子交换容量CEC 的测定

标准方法：乙酸铵交换—氮标定法

1. 将3 mol 乙酸铵溶于蒸馏水得到1 L 水溶液，pH = 7。

2. 将0.5~1 g 黏土分散于 50 mL 蒸馏水中，充分（过夜）搅拌或振荡，调整 pH = 7。

3. 将黏土分散液加入到50 mL 乙酸铵水溶液（用150~250 mL 离心管盛放）中，充分（过夜）搅拌或振荡。

4. 离心，去除上清液。

5. 离心管内加入40 mL 乙酸铵水溶液，充分（过夜）搅拌或振荡；离心，去除上清液。

重复2次。

6. 离心管内加入无水乙醇100 mL ，搅拌或振荡2 h ；离心，去除上清液。重复4次。

7. 取出样品，65°C 过夜通风干燥。

8. 利用Kjeldahl 测氮法测定氮含量，换算成CEC 。

方法1：氯化铵滴定法

称取~2克蒙脱石样品放入离心管中，加入25 ml 【0.1 mol/l NH 4Cl 和75%乙醇水】(5.349g 到1000ml75%的乙醇中) 混合溶液（pH=7），搅拌或振荡2 h ，静置过夜，使NH 4+与蒙脱石层间的阳离子充分交换，次日离心分离，上清液移入100 ml 容量瓶中。重复三次上述步骤（搅拌或振荡2h ，不必再过夜）。NH 4+离子交换反应式如下：

NH 4+ （过量）＋ M n+MMT ? NH 4＋MMT ＋ M n+ + NH 4+

未交换的NH 4+量用甲醛法测定，NH 4+与甲醛反应如下：

4NH 4+ ＋ 6HCHO ? (CH 2)6N 4 ＋ 4H ＋＋ 6H 2O

反应放出等量的H ＋。生成的酸用已知浓度的NaOH 溶液滴定，记下所消耗量，可求得未交换的NH 4+量，从而可以得到阳离子交换容量（CEC ）。

步骤

1. 称取W = ~2克蒙脱石样品放入离心管中，加入25 ml 浓度N1 = 0.1 mol/l NH 4Cl 和

75%乙醇水混合溶液（pH=7，用氨水调节），搅拌或振荡2 h ，静置过夜，使NH 4+与蒙脱石层间的阳离子充分交换，次日离心分离，上清液移入100 ml 容量瓶中。

2. 重复三次上述步骤（搅拌或振荡2h ，不必再过夜），上清液与步骤1上清液合并在

一起，混合均匀。

3. 上清液25 ml 放入锥形瓶中，加入4~

4.5 mmol (1ml)甲醛（请根据甲醛浓度自行计算

具体添加量），摇匀，静置30分钟。

4. 用N = ~ 0.1 mol/l NaOH 滴定，消耗碱液 V ml 。

5. 计算 CEC ，单位：mmol/100 g

100241100???-?=W

V N N CEC

方法2：GB/T 20973-2007

见标准。

方法3：JC/T 593—1995法

见标准。