无机改性膨润土

各种膨润土的性能及其综合利用现状（膨润土）又名膨土岩、斑脱石，是以蒙脱石为重要成分的粘土矿物,其化学成分相当稳定,被誉为“万能石”。

蒙脱土（Montmorillonite）是属于蒙脱土族的矿物，蒙脱土是典型的层状硅酸盐矿物之一,但是与其他层状硅酸盐矿物不同之点是层与层之间空隙特别大,这样就可在层与层中含有不定数量的水分子及交换性阳离子。

蒙脱石是由二层共顶联接的硅氧四周体片夹一层共棱联接的铝（镁）氧（氢氧）八面体片,构成2:1型含结品水的硅酸盐矿物。

是粘土类矿物大家庭中品体结构变异最强的矿物之一。

通过衍射仪慢速扫描的试验结果表明蒙脱土的粒度己接近纳米级,是天然纳米材料。

1重要类型及用途我国的膨润土资源极为丰富,遍布26个省市,储量世界第一。

目前我国膨润十进展较快,应用已达24个领域。

2000年我国膨润十年产量为250万吨,2023年我国膨润土年产量已超过290万吨,其中铸造业占38%；钻井泥浆占24%；铁矿球团占16%；活性白土占15%；剩余7%重要消费在轻工、农业、建筑等领域,尽管这部份领域用量小,但价值高,经济效益好。

天然膨润十一般多为钙基膨润土,其物化性质不甚理想,如将其加工成钠基膨润土、提纯膨润土、颗粒膨润土、有机膨润土、活性白土（颗粒白土）、白炭黑等膨润土深加工产品,可广泛用于石油化工、油脂、医药、建筑、日化、纺织、涂料、冶金、环保等各领域中。

1.1钠基膨润土自然界产出的膨润土,绝大为钙基膨润土。

钙基膨润土较钠基膨润土性能差,所以生产厂常用人工钠化的方法将钙基膨润土改型为钠基膨润土。

钠基膨润土在铸造行业、钻井泥浆、铁矿球团、干燥剂、污水处理、建筑工程防水材料、涂料等7种行业需求用量较大。

铸造用膨润土是钠基膨润土最大的用户,每年用量不少于110万吨。

钠基膨润土以其复用性好和湿压强度高而受铸造行业所欢迎。

因具有良好的可塑性,可防止铸件夹砂、结疤、掉块、砂型塌方等现象,加之成型性强、型腔强度高,便于金属行业浇铸湿态或干态型模,是精密铸件首选的型砂粘结剂。

如何制备膨润土无机凝胶膨润土无机凝胶是以膨润土为重要原材料，经提纯、钠化改型、磷化改性及胶化等工序生产出来的一种具有高附加值的胶体类产品。

1、膨润土无机凝胶的应用领域膨润土无机凝胶具有增稠、触变、抗电解质盐类、抗酸性能好，耐酸、碱，性能稳定等特点，因而广泛应用于日化、制药、洗涤、陶瓷、玻璃、造纸、铸造、电池等行业。

牙膏行业：加入无机凝胶，可以降低有机粘结剂CMC的用量，并改善膏体的黏度大，稠度小，触变性差等缺点。

化妆德行业：无机凝胶是理想的乳液稳定剂，向润肤乳液中加入无机凝胶，可以提高乳液的稳定性。

并且蒙脱石能有效清除和吸附肌肤纹路中残留的彩妆、污垢杂质，并吸附过剩油脂，去角质，加速老死细胞的脱落，收敛过粗毛孔，淡化黑色素细胞，改善肤色等紧要作用。

日化领域：无机凝胶用于洗发香波，可取代P2O5洗涤助剂，削减油脂用量，使头屑大大削减，并有消炎、止痒、削减头发磨损、改善头发梳理性等功效。

2、化妆品用凝胶（JDF凝胶）的制备工艺矿石粉碎（175m）浸泡（24h）搅拌除砂表面改性（钠化）边缘改性（PO43—）提纯漂白凝胶化产品JDF产品的物性：吸蓝量0.9877mmoL/g；阳离子交换总量0.7037mmoL/g；膨胀容量85mL/g（溶胶液）；pH值为8.74；白度78%；粒径为：—2m81.2%，2—5m9.0%，5—10m5.5%，10—15m2.4%，+15m1.9%。

3、SM凝胶（牙膏载体）制备工艺SM凝胶性能：水分（片状、粉状）不大于8%；5%表观黏度：LV型5—12MPas，HV型不小于15MPas；pH值为7.5—10（可调）；白度75%；产品干粉74—43m大于95%。

膨润土无机凝胶的制备，原矿选择很关键。

选用低层电荷、蒙脱石含量一般要大于95%的原矿，制备得到的凝胶性能较好。

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膨润土的提纯和改性[制备办法]因为自然膨润土的品质存在不足之处，挺直加以用法效果不佳，为了满足某些行业的需要和提高膨润土产品的档次，需要对膨润土举行分别提纯、改性等处理，以提高其性能。

(1)膨润土的提纯膨润土的提纯办法有干法和湿法两种。

干法(风选)是目前国内外的主要选矿办法，该法适用于蒙脱石含量高(蒙脱石含量大于80%)、粒度较细而脉石矿物石英、长石较粗的矿石。

其工艺流：膨润土原矿→自然干燥→破裂→气流干燥→风选分级→包装。

该法工艺流程简便，处理量大，但产品质量不易控制。

湿法提纯方式有2种：①200目矿粉→加水浸泡制浆→1级提纯→2级提纯→3级提纯→脱水→干燥粉碎→精土；②小于100目矿粉→制浆(10%～20%)→沉淀悬浮液(弃去残渣)→离心分别→高纯度浆液(弃去细渣)→过滤→滤饼(70%水循环利用)→反絮凝剂→精土。

两种办法的主要区分是添加种类较多的絮凝剂和反絮凝剂，因絮凝剂使脱水过程中的蒙脱石颗粒快速聚拢紧缩，比表面积变小，颗粒部分表面被絮凝剂笼罩，使其固有的膨胀、吸附和粘接等性能降低，影响其在一些产品中的应用，湿法能将蒙脱石含量提高到90%左右，但一些细小微粒用水沉淀不出来，且产量很低。

经纯化后的膨润土可用于制备各种改型膨润土和复合纳米材料等。

(2)膨润土的改性 I.膨润土的钠化改型自然界中膨润土的储量以钙基膨润土为最多、最广泛。

因为钠离子比钙离子有更强的水合作用，故钠基膨润土比钙基膨润土具有更优越的物化性能，如吸水率大、膨胀倍数高、阳离子交换容量大，胶体悬浮液触变性、黏性、润滑性好，热稳定性好并具有较强的可塑性和粘接性等。

故有时需将钙基膨润土改型为钠基膨润土以提高其经济价值和应用价值。

Na2CO3、NaOH及NaCI-NaOH体系成本较低、效果较好，是国内目前用得最多的钠化改型剂。

钠化改型钙基膨润土的过程为：这是一个可逆交换反应，为了使反应向右举行，可提高[Na+]或降低[Ca2+]。