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是一家專注于膨潤(rùn)土的研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、加工及銷售為一體企業(yè)。

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蒙脫石鈉化改性工藝、設(shè)備及常見(jiàn)問(wèn)題

2022-03-11

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　　與鈣基蒙脫石相比，鈉基蒙脫石具有更好的水分散性、懸浮性、膨脹性、增稠性和潤(rùn)滑性等，因而具有更廣泛的用途。
　　但我國(guó)自然產(chǎn)出的膨潤(rùn)土礦絕大部分為鈣基膨潤(rùn)土，業(yè)內(nèi)一般常用的方法是在一定條件下，通過(guò)加入改型劑鈉化處理，使鈣基轉(zhuǎn)化為鈉基來(lái)提高膨潤(rùn)土的膨脹倍。
　　1、蒙脫石鈉化改性工藝及設(shè)備
　　蒙脫石鈉化改性加工方式較多，一般可分為干法、半干法和濕法改性。
　　由于干法條件下離子難遷移，改性效果差，故使用較多的是濕法和半干法，具體包括攪拌、球磨、均質(zhì)、擠壓鈉化等，通過(guò)增加剪切力、降低分散粒度、延長(zhǎng)陳化時(shí)間等方式，加快離子交換進(jìn)程，提高反應(yīng)效率和反應(yīng)程度，從而達(dá)到促進(jìn)改性效果的目的。
　　實(shí)驗(yàn)室改性采用攪拌鈉化最為常見(jiàn)，在制漿的同時(shí)加入蒙脫石和改性劑，經(jīng)浸泡制漿后脫水、干燥、粉碎制得鈉基膨潤(rùn)土，常與濕法提純結(jié)合使用。此法對(duì)設(shè)備要求低，過(guò)程易實(shí)現(xiàn)，但攪拌設(shè)備線速度低，剪切力小，雖然通過(guò)水浴加熱的方式在一定程度上加快了離子交換進(jìn)程，但是蒙脫石的分散粒度相對(duì)較粗，因此改性效果受到限制，鈉化不充分。
　　球磨改性是通過(guò)球磨罐的高速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)球磨介質(zhì)如鋁球、鋯球等一起運(yùn)動(dòng)，由于慣性和離心力的作用，到一定高度后落下，對(duì)研磨物料產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊力；同時(shí)，介質(zhì)球在球磨罐內(nèi)存在自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，介質(zhì)球間及介質(zhì)與球磨罐間產(chǎn)生對(duì)物料的擠壓撞擊力、剪切力和摩剝力，在這些力的共同作用下使蒙脫石顆粒變細(xì)，并促進(jìn)鈉化反應(yīng)的完成。但受到球磨罐的轉(zhuǎn)速、介質(zhì)球的大小、磨礦極限等的影響，球磨改性的蒙脫石粒度相比攪拌鈉化樣細(xì)，但比膠體磨改性樣粗。
　　膠體磨和球磨改性都是在對(duì)蒙脫石漿液進(jìn)行超細(xì)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)鈉化改性。膠體磨改性時(shí)，轉(zhuǎn)子和定子做相對(duì)的高速運(yùn)動(dòng)，物料通過(guò)兩者間的間隙時(shí)受到強(qiáng)大的摩擦力、剪切力、螺旋沖擊力和高頻震動(dòng)等作用力，使物料被有效地混合、分散、超細(xì)等。一般線速度為8-12m/s，加工粒度比球磨改性的粒度細(xì)。
　　由于濕法加工干燥成本高，所以實(shí)際生產(chǎn)中使用較多的是半干法鈉化。一般是在原礦中加入一定量的鈉溶液后，拌勻，堆放7-10天，并常翻動(dòng)攪合，鈉化效率低，周期長(zhǎng)。改性同時(shí)施加一定剪切力，或采用微波輻射工藝，可以提高離子交換效率，縮短鈉化反應(yīng)時(shí)間。
　　2、蒙脫石鈉化改性常見(jiàn)問(wèn)題
　　常見(jiàn)的鈉化方式普遍存在如下問(wèn)題：
　?。?）鈉化時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)不完全。在實(shí)際生產(chǎn)中，鈣基蒙脫石礦一般在含水大于10%的情況下進(jìn)行鈉化，蒙脫石內(nèi)含有大量的吸附水和層間水，一定程度上阻礙了鈉離子進(jìn)入蒙脫石顆粒內(nèi)部，顆粒表面接觸改性劑鈉化后，形成阻隔層，鈉離子很難遷移進(jìn)層間，阻止了離子交換反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，鈉化不充分，鈉化時(shí)間較長(zhǎng)。一般通過(guò)增加擠壓或強(qiáng)力剪切的方式打破阻隔層，利用外力作用強(qiáng)制鈉離子進(jìn)入蒙脫石層間，促進(jìn)離子交換反應(yīng)的進(jìn)行。
　?。?）結(jié)構(gòu)中的二價(jià)鐵沒(méi)有氧化成三價(jià)鐵。蒙脫石八面體晶格中為Al3+，當(dāng)Fe3+置換Al3+時(shí)，呈電中性；當(dāng)Fe2+置換Al3+時(shí)，帶負(fù)電，在庫(kù)侖力作用下，晶層結(jié)合更緊密，可膨脹晶層少，膨脹性小。當(dāng)蒙脫石晶體內(nèi)部的Fe2+氧化成Fe3+，更多重疊的晶體片層將會(huì)分離，可膨脹晶層比例增多，提高了膨脹性。
　　改善鈉化效果的方法通常是采用長(zhǎng)期堆放風(fēng)化并定期翻動(dòng)的方式，一方面在自然風(fēng)化條件下，蒙脫石中的二價(jià)鐵被緩慢氧化成三價(jià)鐵，另一方面通過(guò)延長(zhǎng)時(shí)間使鈉離子逐漸進(jìn)入蒙脫石層間，促進(jìn)鈉化反應(yīng)的緩慢進(jìn)行，但是經(jīng)常要放置幾個(gè)月甚至半年以上，周期很長(zhǎng)。