有机膨润土的应用

有机膨润土的应用

膨润土又名斑脱土，是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物质。由于蒙脱土为典型的层状硅酸盐矿物，且其层状片晶之间空隙较大，因此其层间会吸附一定量的水分子及可交换性阳离子。而有机膨润土即是利用其中可交换性阳离子进行有机化改性后，使其可分散于有机溶剂

中。

有机化后的膨润土在有机溶剂/树脂中由于其片晶间的氢键作用，而形成不稳定的网状结构，为有机体系提供一定的触变性。即：当有外加剪切力存在时，此网状结构被破坏，而使体系的粘度下降。

待剪切力消失后，体系的粘度恢复。

1有机膨润土的类别

在改性有机膨润土的过程中，由于针对不同的体系及不同的需求，可以采用不同的有机胺盐进行改性，使其可以适用于不同极性的溶剂及不同分散性能需求的体系。如：海名斯的BENTONE及BENGEL系列产品即可根据不同的溶剂极性提供多种产品供客户使

用。

2有机膨润土的应用

由于有机膨润土具有良好的触变性能，因此其可广泛的应用于多种领域中，如：油漆、油墨、润滑油、化妆品、防水材料等。

在涂料应用领域中，不同的涂料体系由于需要面对不同的应用领域，因此在膨润土的选择方面也会有不同的要求。

2.1由于船舶涂料出于重防腐的需求，一般会添加大量高比重的颜填料以达到优秀的防腐效果。在此方面的应用中，膨润土的选择更应注意防沉与增稠性能的平衡。因此应注意选择具有低增稠高防沉性能的膨润土并搭配部分聚乙烯蜡，以提高船舶涂料的品质。同时由于船舶涂料在施工中对于高漆膜厚度的需求，此时可考虑在涂料配方中添加部分聚酰胺蜡以提高涂料的抗流挂效果。

2.2木器涂料

透明木器涂料中尤其是底漆由于添加了较大量的填料，因而对膨润土有较高的防沉、透明性要求。在此应用领域中，一般的标准型膨润土由于具有优秀的增稠性能，且对漆膜的透明性影响较小，使用成本相对较低，因而在市场中更为受到涂料生产厂家的认可。

而木器色漆由于某些颜料本身具有一定的防沉性能，因而在使用过程中，除对膨润土的防沉性能有一定的需求外，更为强调其分散、流平等效果。此时具有更好分散、流平性能的易分散型有机膨润土势

必成为更佳的选择。船舶涂料

2.3防锈及防腐蚀涂料

防锈及防腐蚀涂料中一般出于成本考虑可选择标准型有机膨润土，由于此类膨润土具有较强的增稠防沉效果，因此成为此类涂料产

品中主要的防沉选择之一。

如防腐蚀涂料施工中对漆膜干膜厚度有较高需求，此时应考虑选择一些具有低增稠高防沉性能的膨润土，由于此类膨润土的低增稠特性因此可提高配方的固体份，在不显著降低湿膜厚度的前提下提高漆

膜的干膜厚度。

在其它的涂料应用领域中，也可根据不同的流变需求使用进行膨润土的选择，同时也可搭配其它有机流变剂以得到最佳的效果。

3结语

有机膨润土由于其自身在防沉、抗流挂及低成本等方面的特性，在涂料的流变助剂领域中的应用占据了相当重要的地位。在未来随着新技术的不断引入，有机膨润土在涂料配方的设计中将会体现出更加

重要的作用。

有机膨润土的制备及其结构表征

Material Sciences 材料科学, 2016, 6(6), 329-333 Published Online November 2016 in Hans. https://www.docsj.com/doc/dd9641183.html,/journal/ms https://www.docsj.com/doc/dd9641183.html,/10.12677/ms.2016.66043 文章引用: 薛永丽. 有机膨润土的制备及其结构表征[J]. 材料科学, 2016, 6(6): 329-333. Study on the Preparation and Structure Characterization of Organobentonites Yongli Xue Housing and Urban-Rural Planning Construction Bureau of Wushenqi, Wushenqi Inner Mongolia Received: Oct. 11th , 2016; accepted: Nov. 6th , 2016; published: Nov. 9th , 2016 Copyright ? 2016 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.docsj.com/doc/dd9641183.html,/licenses/by/4.0/ Abstract This paper is based on the use of artificial Na-bentonite as raw material, cetrimonium bromide (CTAB) as modifier of Na-base bentonite for organic modification. The structure and properties of the Na-bentonites and organobentonites are characterized by means of XRD, FTIR and TG. The results showed that CTAB effectively entered layered structure of bentonite, increasing the layer spacing and providing with a good hydrophobicity, which widened application fields of Na-bentonite. Keywords Bentonite, Organic Modification, Structural Characterization 有机膨润土的制备及其结构表征 薛永丽 乌审旗住房和城乡规划建设局，内蒙古 乌审旗 收稿日期：2016年10月11日；录用日期：2016年11月6日；发布日期：2016年11月9日 摘 要 本文利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对辽宁黑山的Na-膨润土进行有机改性，并利用XRD 、FTIR 和TG Open Access

膨润土在地铁盾构施工中的应用

以郑州地铁一号线05标会展中心站～黄河东路区间隧道为例，介绍了膨润土浆 液的性能及其在盾构施工中的应用 1 工程概况 郑州地铁一号线05标会展中心站～黄河东路站区间大体呈反“S”形，区间线路从会展中心站东端头出发，下穿会展中心立交匝道后继续行进，在下穿熊儿河后，于军事管理区西南角转向东，沿金水路到达黄河东路站。线路右线全长（右DK25+～右DK27+），左线全长（左DK25+～左DK27+）。本段线路左线设二条平曲线，曲线半径分别为350m、400m；右线设两条平曲线，曲线半径分别为350m、410m。区间覆土厚度为～18m，区间最小坡度‰，最大坡度‰。区间隧道设一处泵房（与区间风井合建），联络通道二处。 区间所处地层主要为第（8）层：粉砂，浅灰色，饱和，中密～密实，颗粒级配一般，颗粒成分由石英、长石、云母组成。局部夹灰色密实粉土。层厚～，平均厚度，层底标高～，平均标高，层底埋深～，平均埋深；第（9）层：细砂，灰一褐黄色，饱和，中密一密实，偶见蜗牛壳碎片、小姜石，颗粒级配一般，颗粒成分主要由石英、长石组成，含少量暗色矿物。层厚～，平均厚度，层底标高～，平均标高，层底埋深～，平均埋深。 2 膨润土的使用研究 会展中心站～黄河东路站区间风井始发后，地层主要以富水砂层为主，使用泡沫剂进行改良土壤效果不明显，推进速度缓慢，出土温度过高，刀盘扭矩经常达到额定扭矩，开挖土舱压力无法建立，超挖现象明显，地面沉降较大，掘进速度为5mm/min以内，推进一环的时间最长可达到8个小时，推进期间由于机器温度过高会引起刀盘不停的跳闸，刀盘结泥饼的机率也大大的增加。 3 膨润土改良土体的机理研究 膨润土的组成和结构构造 膨润土是以蒙脱石为主要成分的非金属粘土类矿物，蒙脱石含量占到30%～80%。蒙脱石是含水的层状铝硅酸盐，其晶体结构由两层硅氧四面体晶片中间夹一层铝氢氧八面体晶片组成，属2：1型层状硅酸盐矿物。其理论化学式为Nax（H20）4{A12[A1xSi4-x010]（OH）2}，八面体中存在的阳离子数为2，四面体中存在的阳离子数为4。一般硅氧四面体和铝氢氧八面体中存在如Fe2、Fe3+、Mg2+、A13+等阳离子的同象置换，当置换阳离子为低价时，使结构增加等当量的负电荷，由层间吸附阳离子补偿。蒙脱石晶层之间阳离子与晶体格架间形成电偶极子，加上蒙脱石晶层之间结合力较弱，能吸附极性水分子，根据阳离子种类及相对湿度，层间能吸附一层或两层水分子。另外，在蒙脱石晶粒表面也吸附了一定的水分子，结构水以0H基形式存在于晶格中。 膨润土的膨胀和渗透机理 盾构掘进中所使用的膨润土是粘土的一种，主要成分蒙脱石其四面体中的硅可被铝随机置换，八面体中的铝可被同价或低价离子如Ca2+、Na+、Mg2+等类质同象置换，这种类质同象置换过程使蒙脱石晶层面有过剩的负电荷，在层间产生静电场，因此蒙脱石层间可吸附Ca2+、Na+、Mg2+等阳离子和水（H30+）、氨（NH+4）等极性分子。正是蒙脱石这种特有的吸附功能使得膨润土具有很强的膨胀能力。 膨润土一般分为钠基和钙基膨润土，在工程中多使用钠基膨润土（本试验中也选用了钠基膨润土），其颗粒的单位晶层中存在极弱的键，钠离子本身半径小，离子价低，水很容易进入单位晶层问，引起晶格膨胀，颗粒的体积膨胀为原来颗粒体积的l0～40倍，吸水后形成一道不透水的防渗层。若再经过一段较长时间，膨润土颗粒会变成膏脂状，渗透系数可以降到1×10-7m/s以下，几乎不透水。 从微观结构来看，膨润土颗粒是粒径小于2μm的无机质，主要结构体系为Si―Al―si，

膨润土有机改性工艺研究

第27卷第2期2009年6月 河北建筑工程学院学报 JOU RNA L OF HEBEI INSTITU TE OF ARC HITEC TURE AND C IVIL ENGINEERIN G Vol 27No 2June 2009 收稿日期:20081219 作者简介:男,1979年,助工,张家口市,075000 膨润土有机改性工艺研究 安志军1 刘宏波2 李 丹2 赵文娟2 1 张北县华建工程有限责任公司; 2 河北建筑工程学院 摘 要 以新疆托克逊柯尔碱矿区天然钙基土为原料,从原土的结构性能入手直接利用十六烷基三甲基溴化铵作为有机包覆剂来制备有机膨润土.通过对产物的差热分析及粒度、亲疏水性能的测定,探索了有机膨润土制备的影响因素. 关键词 膨润土;有机改性;有机插层膨润土 中图分类号 TU5 0 引言 膨润土是指主要有蒙脱石组成的一种粘土岩,依据其所含蒙脱石主要交换阳离子种类的不同,膨润土可划分为钠基(碱性土)、钙基(碱土型土)、镁基、锂基及氢基膨润土(活性白土)和人工改性的有机质膨润土.我国膨润土资源丰富,且各种类型的膨润土都有,但到目前为止,全国开采利用量还是很低,而价格昂贵的高技术含量膨润土仍以进口为主.有机膨润土石膨润土高层次开发利用的一个方面,是膨润土改性的深加工产品.因为膨润土有许多优点:不溶解于有机溶剂中,但可形成触变性凝胶体;具有亲油疏水性,抗稀酸和碱性,防水和热稳定等性能,能耐150 ~175 高温,因此它能被广泛的应用于各生产和生活领域.有机膨润土的制备一般油湿法、干法和凝胶法3种.通常都是对先对钙基膨润土进行提纯和钠化改型处理后采用不同工艺制成有机膨润土.研究表明,用纯钠基膨润土制备的有机膨润土并不理想,原土中的钠和钙离子有一定的比例,即少量的钠离子被钙离子置换,才能达到最大的膨胀倍数和最快的水合速度.试验证明,钙基膨润土未经钠化处理也可以制备出较好的有机膨润土.在此研究基础上,本文利用新疆托克逊柯尔碱地区的钙基膨润土直接进行有机改性得到有机膨润土,并对制备影响因素进行了分析研究. 1 试验部分 1 1 本试验所用膨润土原料取自新疆托克逊柯尔碱矿区,其主要特点 (1)样品呈灰白色,具土状光泽,有滑腻感,松散如土,有很好的粘结性,干燥后裂成块,其化学成分分析数据如下(%): Mg O,1 45;CaO,3 12;M nO,0 076;Na 2O,1 72;K 2O,2 00;Fe 2O 3,4 94;AL 2O 3,14 64;SiO 2,53 63;烧失量,13 25. (2)将样品制浆发现柯尔碱地区膨润土在水介质中颗粒分散均匀,有很好的悬浮性,吸水量大,吸水膨胀倍数高,亦有很好的润滑性,矿将PH 值约为9. (3)样品膨胀容测定值为20ml/g ,胶质价为195m l/15g. 综合以上三方面的分析可知样品用柯尔碱地区膨润土具有良好的理化性能,尤其是其悬浮性,膨胀容,胶质价都超过一般钙基土.基于样品的优良品质,本试验就直接进行有机改性. 1 2 试验原理 蒙脱石是一种2 1型(即两层硅氧四面体夹一层八面体层)的二八面体层状结构硅酸盐,其结构层间以弱的库仑力结合,使其不仅具有很大表面积而且具备较高的阳离子交换容量和良好的吸附性能.但由于其表面结构极强的吸水性及层间离子的水解,这些特性只能在极性较强的介质如水中才能表现出来.利用有机阳离子置换蒙脱石中可交换的阳离子(如Na +等),使其覆盖于蒙脱石表面,从而堵塞水的

膨润土注浆材料在注浆工程中的应用

膨润土注浆材料在注浆工程中的应用 2006-11-30 摘要: 以北京地铁 5 号线某区间隧道为例, 介绍了膨润土注浆材料的性能及其在工程中的注浆施工工艺。 关键词: 膨润土; 注浆; 地铁隧道 1 工程概况 北京地铁五号线 04 标段包括一个车站和一个区间工程, 即天坛东门站— 磁器口站区间和磁器口车站, 总长度 1 175.19 m, 其中区间施工范围长 995.19m, 车站施工范围长 180 m。区间工程主要包括隧道及其所含的联络通道、迂回风道、泵房、人防防护段、施工横通道、竖井、与规划七号线的联络线节点等土建工程。天坛东门至磁器口区间隧道分左右两线, 采用矿山法施工, 工程防水采用复合式 衬砌结构, 全外包防水模式, 不考虑引排二衬外的地下水, 防水层设在初支喷射 混凝土与二衬混凝土之间。根据模板台车的长度, 以每 9 m 长隧道为一段, 依次浇筑; 同时,每段内设不少于 9 根的回填注浆管, 注浆管直径 25mm。 隧道结构完成后, 最初施工方采用传统的水泥浆回填, 但由于水泥浆含水 量大、易收缩, 完成注浆后对混凝土裂缝和施工缝处的渗漏没有起到明显的改善作用, 不得不再次钻孔进行化学注浆, 因此大大增加了施工成本。在此情况下, 施工方最终选择用膨润土注浆粉(Bentogrout)进行注浆。 2 膨润土注浆材料介绍 膨润土的主要成分为钠基蒙脱石, 它是一种由微观片状晶体结构组成的矿物; 片状晶体通常小于 2μm 且呈胶状, 它们能够吸收水分子, 从而使得分子间 距加大、膨润土颗粒膨胀; 一旦膨润土颗粒吸水后,分子内电荷达到饱和即会阻止水分子通过, 这就保证了膨润土具有极低的透水性, 使之具有优良的防水屏障作

膨润土

摘要：本文分析了膨润土对水泥浆液的作用机理及其影响。结果表明，膨润土较好的改善了水泥浆的粘度、析水率、分散性、保水性等工作性能，从而有利于提高灌浆效果。但同时随着膨润土掺量的增加，也会在一定程度上降低浆液的强度，因此在配制浆液时要综合考虑膨润土对浆液的影响，根据实际工程选取合理的配比。 关键词：膨润土；稳定剂；粘度；析水率；浆液强度；保水剂；分层度 1. 引言 大坝基础防渗帷幕灌浆和岩溶灌浆一般都采用多种水灰比的水泥灌浆，这种方法对浆体的稠度都是由稀变浓的加以控制，直到达到灌浆结束为止。常规灌浆最大的弊端是费工费时，浪费浆材。因此，世界许多发达国家正积极发展水泥灌浆新技术和水泥稳定浆材的研究，形成了用水泥灌浆新技术和水泥稳定浆材解决复杂基础处理的趋势。 八十年代初日本首次研制出超细水泥浆材的湿式工法(WMC 工法)，此后许多国家相继以超细水泥作为灌浆材料的研究[1，2]：在此基础上我国于八七年研制成功了湿磨细水泥浆的灌浆新技术[3]；但是，因超细水泥成本高，每吨成本价都在2000 元以上，因此，限制了超细水泥在工程中的应用。九十年代初，新的灌浆技术法开始在工程中应用，该法主要是通过添加膨润土来生产稳定浆液，目前国内外配制稳定灌浆液普遍采用膨润土作稳定剂，用膨润土配制的浆液稳定性、可灌性、保水性、分散性一般都比较好，但是也有不少工程在灌浆过程中，由于浆液稳定性和保水性不好出现了问题，非但没有达到预期的效果，反而浪费了很多浆材，造成了巨大损失。因此，本文着重介绍膨润土对砂浆溶液的影响，以便为今后配制稳定浆液提供参考。 2. 膨润土对水泥浆液的作用机理及其影响 膨润土[4](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～xMg0.33)[Si4O10](OH)2}。 2.1 膨润土的作用机理 膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土，因此，蒙脱石的品种和含量对膨润土的性能有很大的影响。蒙脱石是由2层Si—O四面体中间夹一层Al—(O ,OH)八面体为构造单元组成的层状硅酸盐矿物。其结构有2个特点：层间范德华力连接，这种作用较弱；四面体中部分Si4 +可被Al3 +取代，八面体中的Al3 +可被Fe2 +、Mg2 + 、Zn2 +等离子取代，使晶层平面上带负电。前者使水分子易于进入晶胞层间发生膨胀；后者使粘土颗粒表面能自发地吸附反电荷离子(阳离子)形成络合物或有机、无机复合物。 当膨润土分散于水中时，由于表面吸附的阳离子在溶液主体中的浓度较低，它们有自晶层表面向外扩散的趋势；另一方面，它们又受带电晶层的静电吸引。这2个相反趋向的结果，使粘土颗粒晶层外表面形成扩散双电层，并呈大气状分布。堆叠晶层间的阳离子则限制在面对面的晶层表面中间的狭窄间隔内。膨润土分散在水中，蒙脱石的颗粒可能呈单一晶胞，也可以是许多晶胞的附聚体。由于蒙脱石晶体表面电荷的多样性和颗粒的不规则性，它们在水中会产生许多不同的附聚型式。 膨润土在水中高度分散搭接成网络结构，并使大量的自由水转变为网络结构中的束缚水，而形成非牛顿液体类型的触变性凝胶。它的粘度对于悬浮液体系的稳定性具有重要影响，并与剪切速度变化有关。搅动时，网络结构破坏，凝胶转化为低粘滞性的悬浮液；静止时,恢复到初始凝胶网络结构的均相塑性体状态,粘度逐渐增大。在外力作用下悬浮液与胶体可以无限转化。这就是掺加膨润土后浆液触变性变好的原因。由于上述原因，导致加入膨润土的浆液粘度上升，保水性能提高，触变性能变好。 2.2 试验材料

有机膨润土制备及结构变化探讨

【试验研究】 有机膨润土制备及结构变化探讨 何雪寒，李春生，许凤林，刘清辉 （浙江省地质矿产研究所，杭州 ３１０００７） 摘要：以钙基蒙脱石为原料，经钠化后与十八烷基三甲基氯化铵进行离子交换反应，合成蒙脱石有机络合物。考察了反应温度、反应时间、改性剂用量、改性体系ｐＨ值等因素对有机土性能的影响，并用Ｘ－射线衍射对样品的结构变化进行了表征。 关键词：有机膨润土；性能；蒙脱石；季铵盐 中图分类号：Ｐ６１９．２５５；ＴＢ３３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－９３８６（２００７）０３－００３９－０２ Study on Preparation and Structure Alteration of Organobentonite He Xuehan, Li Chunsheng, Xu Fenglin, Liu Qinghui (Zhejiang Institute of Geology & Mineral Resources, Hangzhou 310007) Abstract: Montmorillonite-organic complex has been synthesized by means of the ion exchange reaction using the octadecyl trimethylamine and treated Ca-bentonite with sodium carbonate. The effect on performance of the organobentonite for reaction temperature, reaction time, modifer dosage and pH have been studied, and character of modified organic bentonite was measured with XRD. Key words: organobentonite; perfomance; montmorillonite; quaternary ammonium salt 蒙脱石的结构特点是以层片状集合体为主， 在水等强极性溶剂中可以发生解离。但由于具有 较强的亲水性，在应用方面受到一定限制。如通 过季铵盐型表面活性剂与膨润土晶片层间可交换 阳离子之间的离子交换反应，使有机阳离子进入 膨润土晶片层间，促使片层一定程度的解离，则 成为膨胀型有机粘土，可以在有机溶剂中膨胀、 分散形成有机胶体或凝胶。有机粘土在保持了原 有的无机结构的基础上，因含有一定的弱极性碳 链而具有良好的亲油性，既可在含水的强极性体 系中应用，也可用于极性较弱的油性介质中。这 类分散体由于具有良好的触变性、增稠性、悬浮 性和溶胶稳定性，从而被广泛用作油漆、油墨、 涂料的防沉剂、流变剂、石油钻井泥浆增稠剂、 日用化工产品的稳定剂［１］等。通过对钙基蒙脱石进 行有机改性，并对改性条件进行优化，用Ｘ－射线 衍射对样品改性前后的结构变化进行了考察，获 得了具有较好分散性的产品。 １ 实验部分 １．１ 实验原料 膨润土矿样：辽宁某膨润土矿提纯土，伴生杂 质矿物为石英、方解石及有机质。蒙脱石形态呈团 块状，以层片状集合体为主。其主要化学成分（％）： ＳｉＯ ２６４．２４；Ａｌ ２ Ｏ ３ １８．０１；Ｆｅ ２ Ｏ ３ ２．４１；ＴｉＯ ２ ０．３５； Ｋ２Ｏ０．３９；Ｎａ ２ Ｏ０．３７；ＣａＯ３．８５；ＭｇＯ５．６１。物理性 能：交换容量（ＣＥＣ）１．０２１ｍｍｏｌ／ｇ；吸蓝量： １．４３ｍｍｏｌ／ｇ（按经验公式系数１．５０，折算蒙脱石含量 为９５．３％）；胶质价５．６７ｍＬ／ｇ；膨胀容１３．５ｍＬ／ｇ； ｐＨ值８．４０。 改性剂：十八烷基三甲基氯化铵（１８３１），浙江 安吉丰虹公司生产，工业品，配制成０．４５ｍｏｌ／Ｌ； Ｎａ ２ ＣＯ ３ ，配制成１ｍｏｌ／Ｌ。Ｈ ２ ＳＯ ４ 配制成１ｍｏｌ／Ｌ。 １．２ 样品制备 实验设计：影响改性过程的因素，主要有季铵盐 加入量、反应温度、反应时间、反应介质ｐＨ值，以 粘度作为主要评价指标，评定各因素的影响及进行改 性条件优化。并利用ＸＲＤ判断改性前后的结构变化。 实验方法：将一定固液比（２０∶３５０）的蒙脱石试 验样，经高速搅拌，分散均匀后，加入１ｍｏｌ／Ｌ Ｎａ ２ ＣＯ ３ 水溶液进行钠化后，调节体系ｐＨ值，加入 １８３１溶液进行离子交换反应。反应结束后，经过洗 涤、离心分离，在８０℃干燥，研磨，得到成品。 １．３ 性能测试及样品表征 １．３．１ 粘度 按照ＨＧ／Ｔ２２４８－９１［２］方法，旋转粘度计采用 ＮＤＪ－７９型。 １．３．２ ＸＲＤ分析 采用日本理学Ｒｉｇａｋｕ　Ｄ／ＭＡＸ－ｒＡ衍射仪，管 电压４５ｋＶ，管电流８０ｍＡ，Ｃｕ靶：石墨单色器滤 波，扫描速率５°／ｍｉｎ。

各种膨润土的性能及其综合利用现状

各种膨润土的性能及其综合利用现状 膨润土又名膨土岩、斑脱石，是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物, 其化学成分相当稳定, 被誉为“万能石”。蒙脱土(Montmorillonite )是属于蒙脱土族的矿物，蒙脱土是典型的层状硅酸盐矿物之一, 但是与其他层状硅酸盐矿物不同之点是层与层之间空隙特别大, 这样就可在层与层中含有不定数量的水分子及交换性阳离子。蒙脱石是由二层共顶联接的硅氧四面体片夹一层共棱联接的铝(镁) 氧(氢氧) 八面体片, 构成2:1型含结品水的硅酸盐矿物。是粘土类矿物大家庭中品体结构变异最强的矿物之一。通过衍射仪慢速扫描的试验结果表明蒙脱土的粒度己接近纳米级, 是天然纳米材料。 1 主要类型及用途 我国的膨润土资源极为丰富, 遍布26 个省市, 储量世界第一。目前我国膨润十发展较快, 应用已达24个领域。2000 年我国膨润十年产量为250万吨,2003年我国膨润土年产量已超过290万吨, 其中铸造业占38%; 钻井泥浆占24%; 铁矿球团占16%; 活性白土占15% ; 剩余7% 主要消费在轻工、农业、建筑等领域, 尽管这部份领域用量小, 但价值高, 经济效益好。 天然膨润十一般多为钙基膨润土, 其物化性质不甚理想, 如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(颗粒白土)、白炭黑等膨润土深加工产品, 可广泛用于石油化工、油脂、医药、建筑、日化、纺织、涂料、冶金、环保等各领域中。 1.1 钠基膨润土 自然界产出的膨润土, 绝大部分为钙基膨润土。钙基膨润土较钠基膨润土性能差, 所以生产厂常用人工钠化的方法将钙基膨润土改型为钠基膨润土。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、涂料等7种行业需求用量较大。 铸造用膨润土是钠基膨润土最大的用户, 每年用量不少于110万吨。钠基膨润土以其复用性好和湿压强度高而受铸造行业所欢迎。因具有良好的可塑性, 可防止铸件夹砂、结疤、掉块、砂型塌方等现象, 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。 钻井泥浆用膨润土是钠基膨润土第二大的用户,每年用量不少于70万吨。在进行油、气钻井等项工作时, 要使用泥浆来冷却钻头、清除碎屑、保护井壁及平衡地压。膨润土具有强烈的吸水性, 能吸收相当于本身体积8 倍的水, 体积膨胀10-30倍, 在水溶液中呈悬浮和胶凝状态, 分散性好、出浆量大, 因此是制造钻井泥浆的理想材料。 铁矿球团用膨润土是膨润土第三大的用户, 每年用量为45 万吨。铁矿球团用膨润土是现代冶金工业的重要辅料之一, 将精矿铁粉加适量膨润土和水混合后在造球机中滚动成球状, 然后干燥预热、焙烧结成有高强度的球团再进行冶炼。 膨润土可作浑浊水的澄清剂、被污染水的防水剂、污水处理剂等。用膨润土处理印染废水、煤气洗涤废水、味精厂等废水、废物, 去除率达95%。在水库上游撒膨润土可使水库不洁物质絮凝沉入库底经生物净化加以处理。圈养动物场和屠宰场、水产加工场产生的污水、臭气对环境有害, 可在这些场所撒膨润土, 回收高效肥料。 利用膨润土的润滑性、粘结密封性、增稠性及胶凝性制成泥浆, 用于各种土壤作业的衬壁防渗, 如隔墙建造、灌浆、沉箱、打桩、土地防渗、水泥及混凝十施工添加剂, 污水处理及隧道盾构润滑等。用膨润土防渗层铺河道, 可把有限的水引向远方。膨润土防水层可用天然钠基膨润土粉直接铺设, 也可以用膨润土与当地十搅拌夯实, 也可以将膨润土夹在两层织物之间形成防水(渗) 毯(板) , 快速修建起储水池、储水窑、输水渠。 膨润土可作防水材料, 如瓦楞纸板填料、两层无纺布中间夹膨润土的防水毡和一层无纺布一层塑料板中间夹膨润十的双重防水板, 该材料己在地铁、大坝底部、垃圾填埋场地下工

有机膨润土的制备及结构表征

２００８年第３期 中国非金属矿工业导刊 总第６８期【试验研究】 有机膨润土的制备及结构表征 叶力佳，刘建远 （北京矿冶研究总院，北京 １０００４４） 摘要：以内蒙古赤峰钙基膨润土为原料，研究了将提纯—钠化—有机插层改性结合在一起的制备有机膨润土的联合处理工艺。通过Ｌ ９ （３４）正交试验确定了影响膨润土有机化的主要因素，确定了最佳工艺条件，并通过Ｘ－射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜等分析手段对有机膨润土的微观结构进行了表征。 关键词：膨润土；提纯；钠化；有机膨润土；正交试验；表征 中图分类号：Ｐ６１９．２５５；ＴＤ９７５．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－９３８６（２００８）０３－００３１－０３ Study on Preparation and Structure Characterization of Organobentonite Ye Lijia, Liu Jianyuan (Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy, Beijing 100044,China) Abstract: The organobentonite was prepared through purification, Na-activation and organic modification of Ca-bentonite from Chifen, Inner-Mongolia. The optimal technological conditions of the organic modification were found by orthogonal test design of L 9 (34). The microstructures of organobentonite were characterized by XRD, FT-IR and SEM. Key words: bentonite; purification; Na-activation; organobentonite; orthogonal test design; structure characterization １ 引言 膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的铝硅酸盐，其结构是由两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体构成的２∶１型晶体结构。由于八面体中部分Ａｌ３＋被Ｍｇ２＋置换，四面体中部分Ｓｉ４＋被Ａｌ３＋置换，故膨润土层状结构间带有永久性负电荷，含有Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｎａ＋、Ｋ＋等可交换阳离子，可通过与其他阳离子的交换反应生成各种改性产物［１］。 有机膨润土的主要特性是在有机介质中表现出溶胀性、高分散性和触变性，广泛应用于涂料、石油钻井、油墨、灭火剂、高温润滑剂等领域，高纯度的有机膨润土还应用在聚合物／纳米复合材料中。膨润土有机插层改性是通过离子交换来完成的，以有机阳离子（季铵盐等）与膨润土层间的可交换阳离子发生离子交换，使有机基团覆盖于膨润土层间表面，改变其表面性能，从而使膨润土由亲水疏油改变为亲油疏水的有机膨润土，并与大多数有机溶剂和高分子具有良好的亲和性，经过有机化以后，膨润土的层间距由１ｎｍ左右增至几纳米、十几纳米或更大［２］。本文以内蒙某地钙基膨润土原料，经提纯、钠化制得高纯钠基膨润土，再以十六烷基三甲基溴化胺为插层改性剂，通过正交试验对改性条件进行优化，并对制备的有机膨润土的结构变化进行了表征。２ 试验部分 ２．１　仪器与试剂 主要仪器：仪表恒温水浴锅、ＳＸＪＲ－１型数显值流无极调速搅拌器、ＡＲ２１３０电子天平（精度０．００１ｇ）、ＨＩ９８１２８型酸度计、恒温烘箱、ＬＤ４－２Ａ离心机、ＰＥＲＫＩＮ－ＥＬＭＥＲ６８３红外光谱仪、日本理学Ｒｉｇａｋｕ　Ｄ／ＭＡＸ－ＲＡ衍射仪，管电压４５ｋＶ，管电流８０ｍＡ，Ｃｕ靶：石墨单色滤波，扫描速度５°／ｍｉｎ、德国ＬＥＯ１４３０ＶＰ型扫描电镜。 主要试剂：十六烷基三甲基溴化胺、无水碳酸钠、六偏磷酸钠，盐酸、氢氧化钠等，以上试剂均为分析纯。 ２．２　有机膨润土制备试验步骤 膨润土原矿取自内蒙古赤峰的钙基膨润土。２．２．１　膨润土的提纯 取一定量的膨润土原矿（－０．０７４ｍｍ）置于烧杯中加入一定量的水，配成一定浓度的泥浆强力搅拌０．５ｈ，再静置１０ｍｉｎ倾出悬浮液，弃去粗渣；在倾出的悬浮液中加入分散剂充分搅拌１．５ｈ，静置２４ｈ，倾出上层悬浮液，离心过滤，烘干得膨润精土。２．２．２　膨润土的钠化改性 取钙基精土称重并置于钠化槽中，加去离子水配成一定浓度的浆液，搅拌下加入相当于钙基精土质量１５％的碳酸钠晶体，在７５℃下钠化１～２ｈ，再离心， ｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉ

腐植酸有机改性膨润土及其应用研究

目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Keywords (1) 引言 (1) 1膨润土和腐植酸的结构及性能 (2) 1.1膨润土的结构 (2) 1.2腐植酸的结构 (2) 2膨润土的吸附原理 (2) 2.1物理吸附 (2) 2.2化学吸附 (3) 2.3离子交换吸附 (3) 3有机改性膨润土 (3) 3.1有机改性膨土的性能 (3) 3.2腐植酸改性膨润土 (4) 4 改性膨润土的应用 (4) 4.1环保材料 (4) 4.2催化剂及载体 (4) 4.3石油钻井、铸造和冶金材料 (5) 4.5农业、畜牧业材料 (5) 4.6其他用途 (5) 5 结语 (6) 参考文献 (6)

腐植酸有机改性膨润土及其应用研究 摘要：本文主要介绍了膨润土、腐植酸的结构，讨论了膨润土物理吸附、化学吸附、离子交换吸附的原理。通过有机改性膨润土的特点，制备腐植酸改性膨润土，进而研究改性膨润土的应用。 关键词：腐植酸;膨润土;改性膨润土；应用 Abstract:This article mainly describes the structure of bentonite, humic acid, discusses the modified principle of bentonite ,such as: physical adsorption,chemical adsorption, ion-exchange adsorption. Through the characteristics of organic modified bentonite, we make of humic acid modified bentonite and study on the application of modified bentonite. Keywords:humic acid ;bentonite; modified bentonite；application 引言 膨润土是一种片层结构的硅酸盐，主要成分是蒙脱石，其层间的阳离子易被交换，具有很大的离子交换容量。根据蒙脱石层间可交换阳离子种类、含量将膨润土划分为钠基膨润土、钙基膨润土、镁基膨润土和铝(氢)基膨润土，膨润土具有膨胀性、吸附性、阳离子交换性、悬浮性和分散性等优异性能［1］。我国膨润土资源十分丰富,预测资源量在80亿吨以上，居世界首位，占世界总量的60%，但由于钙基者多，蒙脱石含量偏低，而采选加工方法较简单，产品质量受到影响，对外贸易中处于低出高进局面，导致其应用范围受到限制［2］。 腐植酸是自然界植物残体经腐烂分解后的产物，是一种大分子有机弱酸混合物，广泛存在于土壤有机质、泥炭、褐煤、风化煤以及湖泊和海洋沉积物中，它在水中呈高分子电解质和弱酸的特性，可吸附水中可溶性有机物、重金属离子等，对水环境中金属离子的络合、有机化合物的迁移与转化、水处理中消毒副产物的形成、氧化还原作用等都有重要影响。 近年来，有关膨润土、腐植酸吸附重金属离子的研究已有报道，膨润土可与土壤中的腐植酸等有机物相互作用，形成有机-无机复合体，从而改变其原先吸附重金属的性能[3]。加强和加快这种腐植酸-膨润土复合体资源的开发应用,具有

膨润土在环境领域的应用

改性膨润土在废水处理中的应用 摘要：本文介绍了膨润土的吸附原理，简介了膨润土的几种的改性方法及改性 膨润土在废水处理中的应用，并探讨了影响膨润土吸附效果的几个因素。 关键词：膨润土吸附作用废水处理 1 前言 膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的粘土, 分布广, 储量大, 是我国的优势矿种。膨润土在水处理中的应用可追溯到20 世纪30 年代。1934 年Smith[1]发现蒙脱石能从水中吸收有机阳离子。60 年代膨润土逐渐用来吸附处理水中的有机物[2]。80 年代以来,膨润土在环保中的应用取得了较大进展,。其中, 用于废水处理的研究报道最多, 如用于处理味精废水、印染废水、煤气洗涤废水、造纸废水、含有机物废水等。将膨润土用于处理含重金属离子废水的研究相对较晚, 但进展很快。近十多年来不断有新的研究成果发表。本文就（改性）膨润土吸附重金属离子的机理、影响因素和目前研究存在问题作一些探讨。 2 膨润土的基本性能及对重金属离子的吸附机理 膨润土的特性取决于蒙脱石特有的结构,组成（Na,Ca）0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2.H2O， 其理论化学成分为SiO 266.72%,Al 2 O 3 28.53%,H 2 O5%。蒙脱石是2 ∶1型粘土矿物, 为铝或镁的硅酸盐[3]。其晶体是由两层Si-O 4四面体夹一层Al-O 6 八面体组成基 本结构的单元层, 层与层之间存在着层间物质, 包括阳离子、水分子、羟基和水络合物等。晶层负电性主要通过静电引力吸附的K+、Na+、Ca2+等层间阳离子来平衡,这些层间阳离子具有可交换性。另外, 蒙脱石晶体边缘破键, 在pH > 7 时端面带负电荷, 也可吸附少量阳离子。因而能吸附水中带正电荷的离子和微粒。此外, 蒙脱石矿物晶粒细小, 具有较大比表面积, 因此还可通过范德华力或化学键作用吸附溶液中某些溶质。蒙脱石较高的阳离子交换容量(CEC)（80-120 meq/100g）和良好的吸附性能为膨润土及改性膨润土在废水处理中的应用奠定了良好的基础。 根据蒙脱石层间交换阳离子的种类和含量, 将天然产出的膨润土分为钠基膨润土、钙基膨润土、镁基膨润土和铝氢基膨润土四种类型，常见为钙型和钠型。蒙脱石与水中重金属离子的交换反应原理可简单表示为: M – X+ + Y+ = M – Y+ + X+ (1) 式中M 为蒙脱石, X+为蒙脱石层间阳离子,Y+为水体或环境中的阳离子。 离子交换是同电性离子之间的等电量的交换作用, 属化学计量反应, 符合质量守恒定律, 交换和吸附是可逆的。一般来说, 加大代换阳离子浓度即可提高交换量。阳离子电价和水化能越高代换性能越大, 被代换性也就越差。几种常见阳离子在浓度相同条件下交换能力顺序为: Li+ < Na+ < H+ < K+< NH4+ < Mg2+ < Ca2+ < Ba2+。阳离子在蒙脱石交换位置上的饱和度也影响其可交换性, Ca2+在饱和度越低的状态下越难被取代, 而Na+则相反[4]。 3 膨润土的改性方法 3.1 酸性改性 对膨润土进行酸处理，酸与硅酸盐发生物理化学反应，首先是蒙脱石层间的Na+、K+、Mg2+和Ca2+等阳离子转化为酸的可溶性盐类而溶出，从而削弱了原有层间的键能，使层状晶格间距扩大，活性表面增加。而酸中的H+又可以取代晶格表面阳离子，但又可被溶液中的阳离子交换出来。另外，酸还可以去除膨润土通道

膨润土

毕业论文：他不就改性膨润土处理工业废水最适宜条件 龙岩学院 毕业论文 题目：探究改性膨润土处理工业废水的最适宜条件 二0一四年五月二十八

目录 1 引言 (2) 2 主要仪器及试剂 (3) 2.1 仪器 (3) 2.2 药品 (3) 3 实验 (3) 3.1 预处理 (3) 3.1.1 膨润土精致 (4) 3.1.2 膨润土钠化 (4) 3.1.3 膨润土有机化 (4) 3.2 实验准备 (4) 3.2.1 精制膨润土成分分析 (4) 3.2.2 钠化膨润土成分分析 (4) 3.3 刚果红溶液浓度对吸光度标准曲线 (5) 3.4 探究最适宜条件 (5) 3.4.1 染料浓度对膨润土处理效果的影响 (5) 3.4.2 反应时间对膨润土处理效果的影响 (6) 3.4.3 反应温度对膨润土处理效果的影响 (7) 3.4.4 膨润土用量对处理效果的影响 (8) 3.4.5 溶液Ph值对膨润土处理效果影响 (9) 3.4.6 精致、钠化、有机改性膨润土的吸附性能比较 (9) 4. 结论 (10) 5. 展望 (10)

探究改性膨润土处理工业废水的最适宜条件 探究刚果红染料废水吸附效果 化学与材料学院应用化学 2008062144 郑梅春 指导老师：钟春龙 摘要：本次试验采用福建武平所产的铝基膨润土为原料，经过精致，钠化，有机化等步骤对原土进行改性得到改性有机膨润土，然后通过控制变量法以刚果红染料为例探究改性膨润土处理工业废水的最适宜条件，本次探究的项目包括废水中染料浓度、膨润土用量，以及反应的时间，温度Ph等。 关键词：控制变量法；氟化钠；十四烷基三甲基溴化铵。 Exploring the optimum conditions of modified bentonite industrial wastewater treatment Abstract:This experiment adopts aluminum produced by fujian wuping bentonite as raw material, through delicate, sodium, such as organic steps on the original soil get modified organic bentonite was modified, and then through the control variable method to Congo red dye modified bentonite as an example to explore the optimum conditions of industrial wastewater treatment, the exploring project including dye concentration in the wastewater, the dosage of bentonite, and the reaction time, temperature, Ph, etc.： Keywords：Control variable method; Sodium fluoride; Fourteen alkyl trimethyl ammonium bromide 1引言 全球可再生淡水资源每年为42．7万亿m3 ，而人类每年的用水量约为4万亿m3，虽说水资源短缺是相对的，但引起水资源短缺的主要原因其实是人类自己造成的。主要是工业污染带来的，以致于实际可供人类饮用的健康的水就极少了。 水污染的原因有两种：一是自然的，一是人为的。由于雨水对各种矿石的溶解作用所产生的天然矿毒水，火山爆发和干旱地区的风蚀作用所产生的大量灰尘落到水体而引起的水污染，这些属于自然污染。而向水体排放大量未经处理的工业废水、生活污水和各种废弃物，造成水质恶化，这属于人为污染。 长期以来，我国经济增长方式粗放，企业单纯追求经济效益，忽视环境效益和生态效益，使企业生产经营缺乏节能降耗的动力，区域经济发展和区域环境容量不相适应，流域产业结构和布局的不合理是导致流域性水污染的直接原因。 然而长久以来，我国各项生产生活活动基本上走的是“先污染后治理、先破坏后恢复”的路子，这种以牺牲环境质量为代价的急功近利的生产生活模式客观上严重破坏了生态环境，有悖于自然生态环境的良性循环。 针对我国水资源问题的具体情况，今后关于水资源问题的解决途径可归结为两点：一是治污，二是节水。 如何合理处理工业生产中产生的废水的问题已经迫在眉睫。传统的方法主要包含物理法，

有机膨润土

立志当早，存高远 有机膨润土 有机膨润土是采用优质钠基膨润土,经提纯、变型和有机活化精制而成。在有机溶剂中具有良好的胶体分散性、增稠性、粘结性、触变性和悬浮稳定性。可适用油漆、油墨、高温润滑脂、化妆品等做增稠剂及适用于石油钻井液配制以及精密铸造涂料、密封腻子、玻璃纤维加工等。由于有机膨润土用途较大，在建或拟建装置的企业也很多。如在建的有宁城天宇化工公司（2000 吨/ 年），拟建装置的企业和招商引资的政府有自贡市志高经贸有限公司（有机膨 润土1000 吨）、湖南省临澧县（年产1 万吨特种有机膨润土）、河北省张家口市（建设规模为年产１万吨，总投资３７８万美元）、吉林九台（1000 吨/ 年）、隆化县（2000 吨/年）、兴和县（2000 吨/年）等。美国艾里蒙特公司到唐山海港开发区考察，拟与唐山威格化工有限公司在海港开发区合资建设有机膨润土项目，项目计划总投资600 万美元，其产品将全部出口美欧市场。英国Laporte 公司（世界有机膨润上第二生产商）拟在中国建年产6000 吨纳米级（易分散）有机膨润土生产线的意向书，其中3000 吨返销国外。 2.我国有机膨润土应用状况有机膨润土主要用于油漆油墨、石油钻井、聚合物活性填充剂、污水处理等领域。我国有机膨润土用量较大，每年还要进口，如美国维乐斯有机膨润土。油漆油墨：有机膨润土是有机液体的有效胶凝剂。在液态有机系统中加入相当少量的有机膨润土，将大大影响其流变性，粘度增大，流动性改变，系统成为触变的；此外，固体可在液体中悬浮，可控制其向多孔基底的渗透。有机膨润土用于油漆、印刷油墨、润滑油、化妆品及其他许多工业部门，以控制粘度和流动性，使生产更容易、储存稳定性及使用性能更好。在油漆方面，用于环氧树脂、酚酞树脂、沥青等合成树脂及Fe、Pb、Zn 等系列颜料油漆中，可作防沉助剂，具有防止颜料沉底结块、耐腐蚀、加厚涂层

膨润土的性能及用途

膨润土的性能及用途文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

学年论文 学 院 化学化工 专 业 化学教育 年 级 2011级 姓 名 刘 新 河 论文题目 膨润土的性能及用途 指导教师 李玉玲 职称 副教授 成 绩 良好 2013 年 12月10 日

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膨润土的性能及用途 姓名：刘新河学号：20115051111 院系：化学与化工学院专业：化学教育 指导老师：李玉玲职称：副教授摘要：膨润土由于有良好的物理化学性能，素有“万能”粘土之称，可做粘结剂、悬浮剂、稳定剂、脱色剂等，广泛用于食品、化工、石油等行业。本文根据膨润土的性能对其用途展开阐述。 关键词：膨润土;性能;用途 Abstract:Bentonite with good physical and chemical properties, known as the " universal " clay said, as a binder, suspending agent, stabilizer, decolorizing agent, widely used in food, chemical, oil and other industries. According to the properties of bentonite its application to launch the elaboration. Key words: bentonite;performance ;uses 引言 膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固，易被其它阳离子交换，故具有较 好的离子交换性。国外已在工农业生产24领域100多个部门中应 用，有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。 1膨润土概述