設施原材料介紹——膨潤土

　　產品概況：

　　膨潤土是以蒙脫石為主的含水粘土礦。蒙脫石結構是由兩個硅氧四面體夾一層鋁氧八面體組成的2：1型晶體結構，由于蒙脫石晶胞形成的層狀結構存在某些陽離子，如Cu、Mg、Na、K等，且這些陽離子與蒙脫石晶胞的作用很不牢固，易被其它陽離子交換，故具有較好的離子交換性。國外已在工農業(yè)生產24領域100多個部門中應用，有300多個產品，因而人們稱之為“萬能土”。

　　產品特性：

　　(1)電負性：與膠體質點的性質相似，膨潤土的顆粒表面也是帶電的，其帶電原因有：①晶格置換連同內部的補償置換形成晶格靜電荷。②膨潤土的化學鍵在水介質中會發(fā)生斷裂，造成的端面破鍵及膨潤土八面體片中的Al3+和OH-(或Al2O3)的離出而產生的端面電荷。

　　(2)吸附性與離子交換性：由于異價類質同象置換，使膨潤土單位晶胞成為1個大負離子團;另外由于膨潤土的特殊結構，使它有很大的比表面積和孔容，比表面積可達750m2/g。因此它對某些陽離子和極性分子有很強的吸附性。層間吸附的陽離子靠共用氧原子連接，在一定條件下能與其他金屬陽離子實現(xiàn)離子交換。

　　(3)穩(wěn)定性與無毒性：膨潤土耐300℃高溫，140℃時能逸出自由水和吸附水，300℃時逸出層間水，500℃時失去結晶水，具有良好的熱穩(wěn)定性。基本不溶于水，微溶于強酸和強堿，常溫下不會被強氧化劑或強還原劑破壞，具有良好的化學穩(wěn)定性。膨潤土對人、畜、植物均無腐蝕，無毒害無刺激性，因此能用作醫(yī)藥載體、飼料添加劑和土壤改良及化肥載體，可做為食品添加劑。

　　(4)粘結性與觸變性：該特性來源于多方面,如膨潤土親水、顆粒細小、晶體表面電荷多樣化、顆粒的不規(guī)則性、羥基與水形成氫鍵等，其顆粒在水介質中相互交聯(lián)形成連續(xù)網絡結構，能形成溶液或凝膠等。當施加外力或攪拌時，這種溶膠或凝膠具有很好的流動性和潤滑性，停止攪拌時又自行恢復凝膠狀。

　　(5)親水性與潤脹性：膨潤土c軸方向的晶層間的氧層與氧層以范德華力結合，鍵能很弱，可形成良好的解離面，層間易侵入水分子或其他極性分子，引起c軸方向的膨脹;同時晶胞帶有許多金屬陽離子和羥基親水基,因此它表現(xiàn)出強烈的親水性。有些膨潤土能吸附5倍于自身質量的水，其體積能膨脹至吸水前的20～30倍。

　　產品分類：

　　膨潤土的層間陽離子種類決定膨潤土的類型，層間陽離子為Na+時稱鈉基膨潤土;層間陽離子為Ca+時稱鈣基膨潤土;層間陽離子為H+時稱氫基膨潤土(活性白土);層間陽離子為有機陽離子時稱有機膨潤土。

　　1、氫基膨潤土(活性白土)

　　活性白土是用粘土(主要是膨潤土)為原料，經無機酸化處理，再經水漂洗、干燥制成的吸附劑，外觀為乳白色粉末，無臭，無味，無毒，吸附性能很強，能吸附有色物質、有機物質。在空氣中易吸潮，放置過久會降低吸附性能。但是，加熱至300攝氏度以上便開始失去結晶水，是結構發(fā)生變化，影響褪色效果。活性白土不溶于水、有機溶劑和各種油類中，幾乎完全溶于熱燒堿和鹽酸中，相對密度2.3～2.5，在水及油中膨潤極小。

　　2、有機膨潤土

　　有機膨潤土是一種無機礦物/有機銨復合物，以膨潤土為原料，利用膨潤土中蒙脫石的層片狀結構及其能在水或有機溶劑中溶脹分散成膠體級粘粒特性，通過離子交換技術插入有機覆蓋劑而制成的。有機膨潤土在各類有機溶劑、油類、液體樹脂中能形成凝膠，具有良好的增稠性、觸變性、懸浮穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、潤滑性、成膜性，耐水性及化學穩(wěn)定性，在涂料工業(yè)中有重要的應用價值。在油漆油墨、航空、冶金、‘化纖、石油等工業(yè)中也有廣泛的應用。

　　3、膨潤土礦

　　膨潤土礦是一種多種用途的礦產,其質量和應用領域主要取決于其中蒙脫石含量和屬性類型及其晶體化學特性。因而,其開發(fā)利用必須因礦而異,因作用而異。如生產活性白土,鈣基轉鈉基,供石油鉆探用的鉆井注漿,代替淀粉用于紡紗、印染的漿料,建材上用內外墻涂料,制備有機膨潤土,用膨潤土合成4A沸石、生產白炭黑等等。

　　4、抗鹽膨潤土

　　海水造漿、抗鹽膨潤土不受環(huán)境地理位置限制，可以就地取水，也不受天氣條件制約，可以隨時使用。抗鹽膨潤土解決了其他抗鹽膨潤土濾失量過大(140-160ml)弊端，其濾失量不大于14ml。它具有溶解速度快、水化能力強、造漿率高、泥皮薄、穩(wěn)定性強、固壁能力高、鉆具回旋阻力小、鉆井率高等優(yōu)點。尤其是在施工中遇到泥沙層和鹽層時，其較強的抑制性可防坍塌，防止井徑擴大，減少鉆井過程中的起下鉆遇阻、下鉆不到底及卡鉆等情況發(fā)生。

　　產品應用：

　　膨潤土由于有良好的物理化學性能，素有“萬能”粘土之稱，可做粘結劑、懸浮劑、觸變劑、穩(wěn)定劑、凈化脫色劑、充填料、飼料、催化劑等，廣泛用于廣泛用于石油開采、定向穿越、鋼鐵鑄造、冶金球團、化工涂料、復合肥、漿紗、橡膠、塑料、造紙、凈化水、吸潮劑、農藥等領域。