膨潤土又稱“斑脫巖”或“膨土巖”,是以蒙脫石為主要礦物成分的黏土巖,常含有少量的伊利石、高嶺石、方解石等礦物,被稱為是“萬能粘土”。
功能化是非金屬礦未來主要發展趨勢,為了滿足相關應用領域對膨潤土的要求,可以對膨潤土進行精細化加工、復合化利用,發掘和提升膨潤土的產品功能和應用功能。
膨潤土礦物精細加工技術包括改型(人工鈉化、鋰化)、活化(活性白土制備)、改性(有機膨潤土制備)、無機礦物凝聚制備、柱撐蒙脫石制備等等。
今天,粉體技術網就來與大家分享一下如何制備鈉基膨潤土、鋰基膨潤土?
1、鈉基膨潤土的制備
鈉基膨潤土的工藝性能明顯優于鈣基膨潤土。如鈉基膨潤土吸水率大,膨脹容量大,陽離子交換容量大,在水介質中分散好,膠質價大,膠體懸浮液觸變性、黏度、潤滑性好等。
然而在膨潤土礦床中,鈣基膨潤土儲量占70%以上,因而膨潤土的鈉化改型,是膨潤土的主要加工技術之一。
膨潤土鈉化改型是用Na+將蒙脫石晶層中可置換的陽離子Ca2+或Mg2+置換出來,將鈣基膨潤土轉換成鈉基膨潤土。
一般方法是在鈣基膨潤土中加入鈉鹽(通常是Na2CO3),使其發生離子變換反應。鈉化改型主要有懸浮液法(濕法)、堆場鈉化法(陳化法)、擠壓法等。
(1)懸浮液法
在配漿的同時向水中加入鈣基膨潤土和Na2CO3,長時間預水化,以使混合更加均勻,鈉化更完全。
(2)堆場鈉化法
在原礦堆場中,將2%-4%的Na2CO3撒在含水量大于25%的膨潤土原礦中,翻動拌和,混勻碾壓,老化7-10天,然后干燥粉碎成產品。
(3)擠壓法
其中包括輪碾擠壓法(德國)、雙螺旋擠壓法(日本)、阻流擠壓法(中國)、對輥擠壓法(中國)等。在人工鈉化過程中,除了要有一定的濃度的鈉離子外,還必須施加一定的剪切應力,使聚結的顆粒分開,增加比表面積,加速離子交換過程。
鈉基膨潤土應用廣泛,各行業有不同的質量標準,膨脹倍和膠質價是表征粘土礦物水化特性的參數,可用這兩個指標來標準鈉基膨潤土的質量。
鈉基膨潤土的制備流程較為簡單,所以在選擇設備時,主要考慮設備的批處理能力和能耗。粉碎機需滿足膨潤土初選、破碎以及最后產品的粉碎;混合機主要實施鈉化過程。
2、鋰基膨潤土的制備
鋰基膨潤土能夠在有機溶劑中成膠,代替有機膨潤土。鋰基膨潤土在水中、低級醇及低級酮中有優良的膨脹性、增稠性和懸浮性,因而被廣泛用于建筑涂料,乳膠漆,鑄造涂料等產品中取代各種有機纖維素懸浮劑。
我國目前生產的鋰基膨潤土主要用作鑄造耐火涂料的懸浮劑。然而,天然鋰基膨潤土資源很少,因此,人工鋰化是制備鋰基膨潤土的主要方法之一。
人工鋰化是用鋰離子置換蒙脫石層間可交換Ca2+或Mg2+等陽離子,將鈣基膨潤土改型為鋰基膨潤土,一般用Li2CO3進行改型。
其反應機理為:
鋰鹽的加入量直接關系到改型效果,根據膨潤土原料的陽離子交換容量確定鋰鹽的加入量,一般不超過5%。在一定范圍內,隨鋰鹽加入量的增加制得的改性膨潤土的膨脹值增大;但鋰鹽加入量超過一定值后,膨脹值不再增加。
我國膨潤土既有資源優勢,又有品種優勢,也有國內廣闊的應用市場,膨潤土工業處在日益發展的階段。
隨著世界各國工業的不斷發展、科學技術的進步和國民經濟建設的深入發展,各領域對膨潤土的需求將會日益增加,我國膨潤土工業必將產生新的飛躍,將會研制出一批技術含量高、應用面廣的膨潤土新產品。
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