[發明專利]一種提高膨潤土在鹽水中膨脹性能的方法

有效

• 申請號: 201110049983.4
• 申請日: 2011-03-02
• 公開（公告）號: CN102653637A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 鄭水林;豆中磊;于健;孫志明
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: C09C1/42
• 分類號: C09C1/42;C09C3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種提高膨潤土在鹽水中膨脹性能的方法，屬于礦物材料與礦物加工技術領域。

背景技術

近十幾年來興起的膨潤土防水毯是膨潤土基礦物材料，乃至非金屬礦物材料領域最重要的進展之一。這種功能材料充分利用了膨潤土的天然高吸水性和膨脹特性，廣泛應用于地下工程(地鐵、隧道、大型建筑基礎等)、城市垃圾填場、水利工程和人工湖防滲等領域，具有廣闊的市場空間和良好的發展前景，不僅經濟效益顯著，而且在環境保護、生態建設、節水等領域具有巨大的社會效益。

但是，目前國內外的膨潤土防水毯產品存在的最大不足是，在離子濃度或鹽濃度較高的環境下其防水性能和耐久性能顯著下降(表現在膨脹性能下降和滲透系數增大)。由于這一缺點，在很大程度上影響了膨潤土防水材料應用領域的進一步擴大，尤其是在水利工程、污水處理工程等鹽度較高的領域的推廣應用，需要研發具有高抗鹽特性的新型膨潤土防水(滲)材料。這不僅是目前中國膨潤土防水(滲)材料存在的不足，也是世界范圍內膨潤土防水(滲)材料存在的一個難題。解決膨潤土基防水(滲)復合材料在鹽水中防水性能和耐久性能下降的關鍵是提高膨潤土原料的抗鹽性能，因為膨潤土是膨潤土基防水(滲)復合材料的關鍵原材料或基礎材料。

本發明針對現有膨潤土防水或防滲材料在鹽水環境中防水性能和耐久性能下降等不足，提出一種采用物理摻雜改性技術提高膨潤土在鹽水中膨脹性能的方法。

發明內容

硅藻土是一種天然產出的多孔無定型硅質礦物材料，其孔結構呈有規律的分布，孔徑為幾納米至數十納米，是一種天然納米孔道硅質礦物原料，具有較大的比表面積和較強的吸附無機離子及有機物的能力。本發明內容是以硅藻土為摻雜改性劑，采用物理摻雜技術，在制備膨潤土防水或防滲材料的膨潤土原料中均勻摻入一定質量的硅藻土，制成一種硅藻土摻雜改性的膨潤土防水材料原料。

其工藝步驟為：

根據膨潤土原料的質量，稱取一定量的硅藻土粉體加入到膨潤土原料中，在常溫下用機械或氣流混合機干法混合均勻。

上述工藝步驟中所述的硅藻土，其特征是其中的硅藻含量或無定型SiO₂含量不小于80％，含水率不大于10％；硅藻土的摻入量為膨潤土質量的1.0％～15.0％。

上述硅藻土摻雜改性的膨潤土在鹽水中膨脹性能和防滲性能提高的機理是，硅藻土的硅質納米孔道可以優先于膨潤土吸附鹽水中游離的金屬離子，從而避免了鹽離子與膨潤土晶層間陽離子的交換反應。

用本發明方法可以顯著提高膨潤土在鹽水中的膨脹性能，將其用于制備膨潤土防水材料可以進一步擴展膨潤土防水材料的使用價值和應用領域，而且方法簡單，生產成本較低，容易實現產業化。

具體實施方式

實施例1：

干燥的鈉基膨潤土200g，硅藻含量85％、含水率6.5％的硅藻土10g，在實驗室小型轉子式攪拌器內攪拌均勻，得到硅藻土摻雜改性的膨潤土樣品I。

實施例2

干燥的鈉基膨潤土200g，硅藻含量85％、含水率6.5％的硅藻土13g，在實驗室小型轉子式攪拌器內攪拌均勻，得到硅藻土摻雜改性的膨潤土樣品II。

實施例3

干燥的鈉基膨潤土200g，硅藻含量85％、含水率6.5％的硅藻土16g，在實驗室小型轉子式攪拌器內攪拌均勻，得到硅藻土摻雜改性的膨潤土樣品III。

實施例I、II、III樣品及未摻雜改性的膨潤土樣品(0)在濃度為1.0g/L的CaCl₂水溶液中的膨脹指數隨時間變化的測定結果列于表1。

表1??實施例樣品在濃度為1.0g/L的CaCl₂水溶液中的膨脹指數