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第37卷第2期
化工技术与开发
Vol 37 No.2
2008年2月
Technology & Development of Chemical Industry
Feb.2008
膨润土的改性及应用研究进展
温佩,武文洁,赵立辉
(天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津300457)
江苏长江衡
摘要:膨润土具有优良的物化性能,资源丰嚞,价格低廉,国内外有关科技人员对其改性的方法和技术进行
了大量的研究。本文综述了膨润土的改性以及应用研究方面的进展。
关键词:膨润土;改性;应用;进展
中图分类号:1TQ174.4
文献标识码:A
文章编号:1671-9905(2008)02-0027-0
器中国十佳
由于膨润土具有优良的物化性能,同时资源丰脱石含量提高到90%左右,但一些细小微粒用水沉「品
富,价格低廉,国内外有关科技人员对其改性的方法淀不出来,且产量很低。经纯化后的膨润土可用于人牌
和技术进行了大量的研究。在膨润土的提纯,辆基制备各种改型膨润土和复合纳米材料等。、em」电
膨润土的钠化和
活性白土、锂基膨润土的制备,各种M.等详细探讨了酸度对经纯化的钠基膨润土悬
子
有机膨润土的制备,膨润土催化剂的制备,用膨润土浮液的流变性影响。
制备白炭黑等各种膨润土改性的方法和技术,以及2钠基膨润土
吊
交联柱撑粘土材料的制备和有机-无机纳米复合材
秤
料的制备等方面都有一定的进展。
一般地讲,钠基膨润土比钙基膨润土的性能优电
随着科学技术的发展,膨士产业正逐步地加越,主要表现在:钠基膨润土吸水速度,但吸木率「子
大科技投人开新的清和应用领域,生产高加和胀倍数大最大吸水量为其体积的8-15,汽
值的膨润土复合产品,这有利于提高经济效益,并避胀倍数从几倍到30余倍,阳离子交换量高,在水中
免资源浪费。本文对膨润土的改性及应用研究方面分散性好,胶质价高,并且悬浮性、触变性、热稳定
车
的进展进行了综述
生、接性可性教好,吸水班度,干压强度、热湿衡
1提纯膨润土
拉强度也较高。所以,钠基膨润土比钙基膨润上经各
济价值高,工业上常将钙土钠化制备钠土。
种
天然膨润土一般品位低,如用于高档商品则必
钠化改型工艺有于法和湿法2种。湿法改型工
千法起自前离外的主方法法造用手数然后加人过量政成情等种化数剂,在0=8用
润土含量在80%以上的选矿。该法工艺流程简便,℃左右搅拌1~2h即可。此法产品质量比较稳定,
处理量大,但产品质量不易控制。湿法提纯方式有但产品脱水、干燥困难。干法是将碳酸钠等钠盐加
2种。其一是:74m矿粉→ー加水浸泡制浆→1级提人膨海土中经挤压而成。常用干法加エエ艺有:堆「网电
址
纯→2级提纯→3级提纯→脱水→干燥粉碎一精土;场法轮碾法、双螺旋混合挤压法、螺旋阻流挤压法『:
其二是:小手150m矿粉→制浆(0%ー20%)→。等,干法加エエ艺应用较广泛。胡茂等用氧?
沉淀→悬浮液(弃去残渣)→离心分离一高纯度浆液化镁、碳酸钠联合使钙基膨润土钠化改型的方法,开ラ
(弃去细渣)→过滤→滤饼(70%水循环利用)→反絮辟了低级钠土升级改造的新途径。管俊芳等5)用
凝剂→精土。2种方法的主要区別是添加种类较多氟化钠代替碳酸钠作为改型剂,改型后膨胀容可达ミ
的絮凝剂和反絮凝剂。絮凝剂会使脱水过程中的蒙98mLレg-在工艺条件无改变、成本无大提高的情
脱石颗粒迅速聚集紧缩,比表面积变小,颗粒部分表况下,取得了良好的效果,改变了目前改型钠土质量
D
面被絮凝剂覆盖,使其固有的膨胀、吸附和粘接等性低、膨胀性差的状况。杨久义等?用氟化钠和碳酸?.
能降低,影响其在一些产品中的应用。湿法能将蒙钠以1:m配比制备造纸废水处理用混凝剂,用于碱?
作者简介:温佩(1982-),女,硕士研究生,F-mail:wenpeipei@hotmail.com
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收稿日期:2007-08-22
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化工技术
开发
第37卷
法麦草浆黑液废水絮凝,获得良好效果。
美国
活性白土的生产能力已达到400万t?a
3活性白土
以上,而我国仅为20万ta~'左右,油脂脱色等部门
用的优质活性白土尚需从国外进口。据统计,我国
尽管钠基膨润土的物化性能较钙基膨润土好,近年来对活性白土的需求量以每年7%~8%的速
但是比表面积和吸附性能都比不上活性白土。活性?度递增。经过国内市场的考察分析,仅油脂精炼市
白土是用膨润土为原料,经活化处理,再经水漂洗、场就很庞大,据业内专家预测,我国年产各种植物油
干燥制成的吸附剂,外观为乳白色粉末,无臭,无味,约800万t,进口油500~-600万t,其中精炼油占总
无毒,吸附性能很强,能吸附有色物质及有机物质。数的12,约650万t。因此,高效活性白土市场前
在空气中易吸潮,放置过久会降低吸附性能。但是,景广阔。
加热至300℃以上便开始失去结晶水,结构发生变
化,影响褪色效果。活性白土不溶于水、有机溶剂和4锂基膨润土
各种油类中,几乎完全溶于热烧碱和盐酸中,相对密
目前,能在有机溶剂中溶胀和形成胶体的材料
度2.3~2.5,在水及油中膨润极小。广泛用于矿物较少,而锂基膨润土能够在有机溶剂中溶胀成胶,但
油、动植物油脂、制蜡及有机液体的脱色精制,还可我国迄今尚未发现天然锂膨润土。通过对贮量丰
用作水分干燥剂,内服药物碱解毒剂,维生素A、B富、生产量大的钙膨润土进行简单的改性处理,可得
吸附剂,润滑油重合接触剂,汽油气相精制剂等。还到锂膨润土。在钙膨润土体系中加入锂盐(如碳酸
可用作中温聚合催化剂、高温聚合剂和制造颗粒白锂),使锂离子取代钙离子并达到饱和,即可使钙膨
土的原料。
润土变为锂膨润土,达到改性的目的。这种改性过
活化膨润土的方法有很多,有焙烧活化法、酸活程可表示为
化法、氢活化法、盐活化法7-?等。
M Ca +LI200-M-2LI +Caco2
我国活性白土生产厂家约40个,年产量约42式中:M-Ca~为钙型膨润土;
万t。最大的生产装置能力为5万ta-。活性白土
M一2U为锂基膨润土。
产地主要集中在东北、华北、华东等地区,产量占了
将一定粒度的原料膨润土和碳酸锂,混匀后加
全国的70%以上。目前,我国活性白土的需求量为入适量水(水/土=4.4~4.8),室温下搅拌反应一定
65万ta'左右,每年还进口约4万t
时间后,取出产物烘干、粉碎即得产品。
目前活性白土的生产工艺还存在3点难题結要
由于活泼的,半径极小的锂离子的作用,锂变性
解决:
膨润土显示了其它膨润土所无法比拟的特殊而又优
(1)对膨润土原土有一定的选择性,并非所有良的性能。锂基膨润土既具有钠基膨润土浸水水化
不同类型的膨润土都能生产出脱色率≥90%的高效膨胀性能,又具有有机膨润土特性,在水和极性有机
活性白土。有一些类型的膨润土只能生产出脱色率溶剂如乙醇中均能溶解成胶体或充分溶胀使涂料的
≥80%~85%的普通活性白土或半高效活性白土,粘度增强,适用于水基涂料、耐火基料涂料作增稠
活性度指标暂时还达不到H型(高活性度活性白剂悬浮稳定剂,使涂料粘度增大并在基料粒子表面
土)对