钠基膨润土

膨润土专题资料

九十年代以来，我国的非矿产品有一个飞跃的发展，特别在工业领域中起到支柱作用，作为非矿中的佼佼者──膨润土，以它良好的各种物化性能在非矿中又独占鳌头。

膨润土具有吸湿性，能吸附8-15位于本体的水量，吸水后膨胀，能膨胀数倍，可达30余倍，在水介质中能分散呈胶体悬浮液，这种悬浮液具有一定的粘滞性、触变性，它和水、泥或砂等细屑物质的掺合物有可塑性和粘结性，有较强的阳离子交换能力，对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力，最大吸附量可达5倍于它的重量、具有表面活性的酸性漂白土能吸附有色物质。该产品在环境悬浮剂替代化工悬浮剂；油井泥浆中支撑膨胀；工业用油、食用油油脂脱色；净化水质；垃圾焚烧及土壤改良。

膨润土(Bentonite)按译音、成因及用途又称斑脱岩、膨土岩等。是以蒙脱石(也称微晶高岭石、胶岭石)为主要成分的粘土岩—蒙脱石粘土岩,常含少量伊利石、高岭石及沸石、长石、方解石等。蒙脱石为少量碱及碱土金属的含水铝硅酸盐矿物。其化学式为Nax(H2O)4{(Al2～[Si4O10](OH)2}。

由于蒙脱石层间水和层间可交换阳离子存在，按蒙脱石所含可交换阳离子种类、含量和结晶化学性质等,可将膨润土划分为钠基膨润土(碱性土)、钙基膨润土(碱土性土)和天然漂白土(酸性土或酸住白土)三种。其中钙基膨润土包括钙钠基、钙镁基等膨润土。碱性土的主要交换阳离子为Na+(和K+),碱性系数大于或等于1。碱性土的主要交换阳离子为Ca2+-Na+或Ca2+-Mg2+等,碱性系数小于1。酸性土的主要交换阳离子为H+(Al3+)。

一、矿物性质

1) 物理性质：膨润土一般为白色，淡黄，因含铁量变化又呈浅灰、淡绿粉红、褐红、黑杂等色。具蜡状、土状或油脂光泽。膨润土有的松散如土，也有的致密坚硬。

2) 化学组成：膨润土的主要化学组分是二氧化硅，三氧化二铝和水。氧化铁和氧

化镁含量有时也较高。此外，钙、钠、钾等常以不同含量存在于膨润土中。膨润土的Na2O 和CaO 含量对膨润土的物理化学性能和工艺技术性能影响颇大。

3) 理化性能：膨润土具有吸湿性，能吸附8-15 倍于本体积的水量。吸水后膨胀，能膨胀数倍，可达30 余倍。在水介质中能分散呈胶体悬浮液，具有一定的粘滞性、触变性和润滑性。它和水、泥或砂等细碎屑物质的掺合物有可塑性和粘结性。有较强的阳离子交换能力，最大吸附量可达 5 倍于它的重量，具有表面活性的酸性漂白土能吸附有色物质。膨润土的理化性能主要取决于它所含的蒙脱石种类和含量。一般钠基膨润土较之钙基或镁基膨润土的物理化学性质和工艺技术性能优越。

主要表现在：吸水速度慢，但吸水率和膨胀倍数大；阳离子交换量高；在水介质中分散性好，胶质价高；它的胶体悬浮液触变性、粘度、润滑性好，PH 值高；热稳定性好；有较高的可塑性和较强的粘结性；热湿拉强度和干压强度高。所以钠基膨润土的使用价值和经济价值较高。

二、主要用途

由于膨润土具有吸水性、膨胀性、阳离子交换性、触变性、粘结性、吸附性、增稠性、润滑性、稳定性、脱色性等性能，被广泛应用于各个工业部门。其主要用途是铁精矿球团、钻井泥浆、铸造型砂粘结剂、动植物油脱色净化。

三、产品质量标准

钻井泥浆用膨润土标准，国内现有两个标准可供参照执行，一个是地矿部部颁标准( 草案，1983 年修订) ；另一个是石油部泥浆用钙基膨润土建议指标。这两个标准均参照美国和标准制订。

四、膨润土的加工改型

由于各种膨润土的矿物组成不同，它们的物化性能有很大差异，因而工业利用的和度也不一样。为了改善膨润土的物化性能，提高其工业利用程度，膨润土的加工改型已成为当前

膨润土生产的一个值得重视的课题。膨润土的改型即通过离子交换原理改变蒙脱石层间可交换离子的种类，达到改善膨润土物化性能的方法。目前膨润土生产中主要生产的加工改型产品有：人工钠基土、活性白土、有机膨润土。

五、矿产的分布情况

世界膨润土资源丰富，分布甚广。世界膨润土总储量约为25亿吨，其中美国、原苏联和中国的储量占世界储量的3/4，其次是意大利、希腊、澳大利亚和德国。钙基膨润土约占70-80%，钠基膨润土储量不足5亿吨。因此，世界膨润土资源虽然十分丰富，但用量最大的优质钠基膨润土却十分短缺。

我国膨润土90%为钙基膨润土。膨润土矿产遍布全国23个省，大型矿床20多个。大多数矿床集中在东北三省及东部沿海各省。

六、矿物特性

1、矿床的主要工业指标

膨润土矿石质量的一般工业要求以矿石中蒙脱石含量来衡量：

矿石储量>5000万吨的为大型矿床，中型矿床为500~5000万吨，<500万吨的为小型矿床。膨润土矿石的测试分基本性能测试和工艺性能测试。

2、基本性能测试项目包括：

吸蓝量、阳离子交换总量及分量、胶质价、膨胀容、PH值等。

七、常见工艺性能测试项目

机械制造湿压强度、干压强度、热湿拉强度、透气性；

冶金球团抗压强度、落下次数、爆裂温度、2小时和24小时吸水率；

钻井泥浆造浆率、失水率、粘度计读数、视粘度、塑性粘度、动切力、湿筛分析等；

石油化工脱色力、比表面积、游离酸、活性度、水分、粒度等。

八、检验项目

膨润土根据用途需进行如下项目检验

1、吸水性

膨润土能吸附8-15倍于本体积的水量，吸水后体积膨胀，体积能膨胀增大几倍到十几倍。以吸水率和吸水比表示膨润土的吸水性。单位重量的膨润土所能吸附水的重量称为吸水率，以百分数表示。在初始阶段，它随时间的增长而增长，最后达到饱和。前十分钟的吸水量和二小时的吸水量的百分比称为吸水比。

2、膨润土的膨胀性

膨胀性以膨胀容表示，膨润土在稀盐酸溶液中膨胀后的容积称为膨胀容，以毫升/克样表示。钠基膨润土比钙基、酸性膨润土的膨胀容高；同一属型的膨润土，含蒙脱石愈多，膨胀容愈高。膨胀容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。

3、吸附脱色性

膨润土对各种气体、液体、有机物质具有一定的吸附能力，最大吸附量可达5倍于它的重量，尤其是酸性膨润土和经酸处理活化的活性白土对各种油类具有良好的脱色性能。以往是以脱色率和脱色力表征膨润土的吸附脱色能力，目前趋于以脱色力和比表面积来表征。

4、胶质价

膨润土在水介质中能分散呈胶体悬浮液，这种悬浮液具有一定的粘滞性、触变性和润滑性，以胶质价表征这些性能。

5、粘结性和可塑性

膨润土和水、泥或砂等的掺合物有粘结性和可塑性，一般以湿态抗压强度（湿压强度）、热湿拉强度表示。湿压强度是评价膨润土的湿态粘结能力。将膨润土与标准砂（内蒙通辽县大林型砂厂产）和水按一定比例混碾，形成粘土膜将砂粒包裹，制成标准试样，测单位面积上所能承受的极限载荷，单位为kg/cm2。

6、造浆性能