膨润土是一种以蒙脱石(含水铝硅酸盐矿物)为主的粘土。天然膨润土一般多为钙基膨润土,物化性质不很理想,若对其进行深加工,则可广泛应用于多个领域。
1 人工钠化膨润土
采用人工钠化的方法可将钙基膨润土改型为钠基膨润土。改型流程一般为:钙基膨润土原矿→破碎→钠化改型(混合挤压等) →干燥→球磨→空气分级→气旋过滤→钠基膨润土产品。目前主要用碳酸钠作改型剂,最近有关试验表明用氟化钠作改性剂效果比碳酸钠好得多,且工艺与用碳酸钠基本相同。膨润土的钠化反应实现途径有悬浮液法、堆场钠化法、轮辗钠化法、挤压钠化法、双螺旋钠化法、超临界处理法和雷蒙磨法等。安阳师范学院最近开发出膨润土水热钠化新工艺。
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、建筑工程防水材料和涂料等行业需求量较大。其中铸造行业用量最大,不少于110 万t·a - 1 ,且因其具有良好的可塑性,可遏止铸件夹砂、结疤、掉块、砂型塌方等,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。钻井泥浆用量次之,不少于70 万t·a - 1 。据统计,每采一口井大约使用膨润土8 t 。
2 提纯膨润土
钙基膨润土原矿品位低或是白度差,必须经过提纯除去杂质才能用于高档商品,如陶瓷坯体釉料、高白度高粘增塑剂、牙膏用增稠剂和纳米级蒙脱土等。提纯后的膨润土按纯度可分为通用型提纯膨润土、高纯度提纯膨润土(蒙脱石质量分数
大于0196) 和纳米膨润土(蒙脱石质量分数大于0195) 。
3 颗粒膨润土( 猫砂)
颗粒膨润土是以钠基膨润土为原料,经挤压、烘干、破碎和筛分制成的一种粒状产品,具有吸水性强、易结团、团块牢固、便于清理等特点,受到宠物饲养者的欢迎。猫砂有玉米芯猫砂、木屑猫砂和纸质猫砂等品种。猫砂出口量较大,每年出口到日本、德国和中国台湾等国家和地区几万吨。
4 有机膨润土( 胺化土)
有机膨润土是将钠基膨润土加入有机铵盐的乙二醇溶液中,经高速搅拌、置换反应而成,主要用于油漆、油墨、石油钻井及聚合物活性填充剂等领域。加工流程一般为:原矿→粉碎→分散→改型(钠化) →提纯→加铵盐覆盖→漂洗→脱水→烘
干→粉碎→包装。
胺化土也可用作轮胎、胶板等橡胶及部分塑料制品的填料。吉林化学工业公司成功开发出橡胶用胺化土,产品在桦林、吉林和长春等地轮胎厂进行试用,效果显著,不仅可延长轮胎使用寿命,又可大大降低轮胎生产成本,市场潜力巨大。纳米级胺化土可用于改善锦纶、聚酯、聚烯烃和环氧树脂的耐热性、强度、耐磨性、气体阻隔性和密度。
5 活性白土
活性白土是以膨润土为原料经无机酸化处理再经水漂洗、干燥制成的吸附剂,外观为白色粉末,广泛用于矿物油、动植物油脂、制蜡、有机液体的脱色精制、无碳复写纸显色剂、水分干燥剂、内服药物碱解毒剂、维生素A 和B 吸附剂、润滑油重合接触剂、中温聚合催化剂及高温聚合剂等。
生产方法主要有全湿法、全干法、半湿法、气相法、煅烧法等。加工流程一般为:膨润土→破碎→加入盐酸或硫酸(湿法需加水和分散剂) →充分搅拌→混合挤压→回转炉干燥→加热空气粉磨→空气分级→储存。
6 白炭黑
白炭黑是微细粉末状或超细粒子状的二氧化硅,是用于彩色、浅色橡胶制品的主要补强填料之一,已广泛用于橡胶、制鞋、塑料、油漆、造纸、合成树脂和油脂等工业部门,其中橡胶、制鞋用量最大。白炭黑在轮胎行业的使用、橡胶制品的彩色和浅色化发展趋势以及白炭黑在其它工业领域应用的开拓,必将极大地刺激白炭黑的需求。以膨润土制备白炭黑的能耗只为沉淀法(酸中和水玻璃) 的1/ 5 ,原材料消耗成本只为沉淀法的1/ 3 ,每吨成本降低1 000 ～2 000 元,市场竞争优势明显,有助于白炭黑被更广泛地应用。
7 结语
我国膨润土资源非常丰富,居世界首位,分布广,易开采,但目前仅仅提供初级产品,效益低,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、活性白土和白炭黑等深加工产品,则可广泛应用于石油化工、油脂、医药、建筑、日化、纺织、涂料、冶金和环保等各领域。 |
