[發(fā)明專利]一種高性能多用途改性膨潤(rùn)土的制備方法

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2012-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102765730A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃科林;吳睿;阮付賢;謝清若;韋永城;陶靖;甘激文;王犇;王則奮;李克賢;彭小玉;賈艷樺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科技開(kāi)發(fā)院廣西分院;崇左市進(jìn)港礦業(yè)有限公司;廣西弘耀祥科技有限公司
• 主分類號(hào): C01B33/40
• 分類號(hào): C01B33/40
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高性能多用途膨潤(rùn)土的改性方法，特別涉及一種利用“干法”制備改性膨潤(rùn)土的工藝，屬于膨潤(rùn)土材料深加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景知識(shí)

膨潤(rùn)土(Benionite)又叫班脫巖或膨土巖是一種分布廣泛的非金屬礦產(chǎn)，其主要成分為蒙脫石，蒙脫石礦物晶體結(jié)構(gòu)屬二八面體型，其晶體結(jié)構(gòu)單元是由兩層硅氧四面體中間夾一層鋁氧八面體構(gòu)成，屬單斜晶系。蒙脫石晶胞間是氧層與氧層相對(duì)，靠范德華力連接，作用力較弱，所以晶胞間連結(jié)不緊密，在極性分子或外界力的作用下易剝離，Si-O四面體中部分Si⁴⁺離子可以被Al³⁺離子取代，Al-O八面體中的Al³⁺離子可以被Fe²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等陽(yáng)離子所置換。這種高低價(jià)正離子間的同晶置換結(jié)果，造成負(fù)電荷過(guò)剩，使它具有吸附陽(yáng)離子和極性水分子能力。

膨潤(rùn)土的這種獨(dú)特礦物組成與結(jié)構(gòu)特征使其具有如下工藝特性：親水性與膨脹性；分散性和懸浮性；粘結(jié)性和觸變性；穩(wěn)定性和無(wú)毒性；可塑性等，膨潤(rùn)土根據(jù)層間吸附離子的不同，可分為鈉基、鈣基、鎂基、鋁(氫)基及鉀基膨潤(rùn)土，常見(jiàn)的為鈉基和鈣基膨潤(rùn)土。

膨潤(rùn)土廣泛應(yīng)用于冶金球團(tuán)、鑄造、鉆井、非開(kāi)挖定向穿越、化工、食品、環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域，被稱作“萬(wàn)能材料”，主要應(yīng)用于以下行業(yè)：

鑄造業(yè)，膨潤(rùn)上最主要的用途之一就是在金屬鑄造中作為粘合劑用于鑄造型砂，在澆鑄時(shí)將砂粒粘合在一塊。膨潤(rùn)土允許模具有一定的塑性變化，避免由于模具形變?cè)斐傻膿p失，在注入鐵水和固結(jié)時(shí)保持模具的完整，并能使鑄件輕易地脫落出來(lái)。鈣基土和鈉基土均可用作粘合劑，但對(duì)高壓造型和鋼鑄件、精密鑄件，要求粘合劑的熔點(diǎn)高、耐用性好，通常選用鈉基土。

鉆井液，膨潤(rùn)土是一種低成本的鉆井材料，作為鉆井泥漿的添加劑，其主要作用為：①具有搖溶性和膨脹性，允許重劑懸浮，防止沉淀，保證鉆進(jìn)。②防止氣液露出井壁，穩(wěn)固井壁。③潤(rùn)滑鉆頭。④在鉆井液中起乳化作用。一般情況下用鈣基土比鈉基土更適于鉆石油探井、高壓噴井、小口徑鉆井和不穩(wěn)定地層的鉆探。

冶金工業(yè)，高爐煉鐵一般要求鐵礦有一定的粒度，最好粒度大小均勻，形狀似球，以保證高爐燃燒均勻，透氣性、還原性好，達(dá)到大風(fēng)快燒的目的。用膨潤(rùn)土(鈣基土和鈉基土均可)作鐵礦球團(tuán)粘合劑，可節(jié)省溶劑和焦炭各10-15％，提高高爐生產(chǎn)能力40-50％。

非開(kāi)挖定向穿越，主要應(yīng)用于城市各種電纜及天然氣管道，在水平定向施工時(shí)用膨潤(rùn)土泥漿帶出廢渣，起潤(rùn)滑和固壁作用。

建材工業(yè)，在建材工業(yè)上，膨潤(rùn)土可用于生產(chǎn)自色硅酸鹽水泥、輕質(zhì)建材、防水材料(如膨潤(rùn)土防水板、膠泥、止水條和膨潤(rùn)土乳化瀝青防水涂料等)、陶瓷釉料和高級(jí)瓷、建筑涂料及金屬防腐涂料、泡沫絕熱材料等。

膨潤(rùn)土在世界儲(chǔ)量豐富，分布甚廣。目前查明儲(chǔ)量將近百億噸，據(jù)統(tǒng)計(jì)，鈣基膨潤(rùn)土占世界地質(zhì)儲(chǔ)量的70％-80％，而優(yōu)質(zhì)的鈉基膨潤(rùn)土資源卻十分有限。我國(guó)膨潤(rùn)土儲(chǔ)量?jī)H次于美國(guó)，居世界第二位，在世界蒙脫石資源分布中，鈣基蒙脫石約占70％-80％，天然的鈉基膨潤(rùn)土含量卻很小，儲(chǔ)量不足5億噸。我國(guó)蒙脫石90％為鈣基蒙脫石，由于堿金屬離子比鈣離子具有更好的水化性能，因而堿金屬基膨潤(rùn)土與鈣基膨潤(rùn)土相比，具有更好的膨脹性、陽(yáng)離子交換性、水介質(zhì)中的分散性、膠質(zhì)價(jià)、粘性、潤(rùn)滑性、熱穩(wěn)定性、及較高的觸變性、熱濕壓強(qiáng)度和干壓強(qiáng)度等一系列優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用更加廣泛，價(jià)格也相對(duì)較高。因而對(duì)鈣基膨潤(rùn)土的改性有著重要的意義。