膨润土的钠化处理方法

    

 膨润土的钠化处理方法

　　天然膨润土按化学成分可分为钠基和钙基两大类．在一般情况下，钠基膨润土较钙基膨润土的理化性能和工艺性质优越，主要表现在：吸水速度慢，吸水率与膨胀倍数大；阳离子交换量高；在水介质中分散性好，胶质价高；加热稳定性好等．所以钠基膨润土的使用价值高，能满足多种用途的要求．以前我国已探明的储量90％是钙基土，钠基土一般在矿山的较深层，尚需详细勘探．近年我国在新疆发现储量高达5o亿m3的大型膨润土矿，膨润土的品质优于美国．天然钙基膨润土在很多方面满足不了多种用途的要求但经过酸碱处理可以提高某些性能(如粘结性、膨胀性、悬浮性、抗剪性、抗压性等)，成为人工(或改性)钠基膨润土，可与天然钠基膨润土一样能满足多种用途的要求的酸碱处理方法由德国研究成功，以后被各国采用．钙基膨润土的酸碱处理工艺很简单，但是湿法，需一定设备、动力外加剂(Na20，NaECO3，Na鼢，NaOH，NAP04等)，可使膨润土改型．即用低价的Na+离子将膨润土中可置换的高价阳离子Ca2+，Mg2+置换出来．

　　一般钠化方法有悬液法、堆场钠化法(陈化法)和挤压法．

　　a．悬液法．在配制膨土泥浆时向水中加入钙基土和纯碱长时间预水化，使更多的ca2+和Mg2+被置换出来．

　　b．堆场钠化法意大利首先采用这种方法．在原矿堆场中，将2％～4％的Na2CO3粉撒在含水量大于30％的膨润土原矿中，翻动拌和，混匀碾压、老化10d，干燥粉碎成钠基膨润土．

　　c．挤压法德国的轮碾挤压法、日本的双螺旋挤压法、我国的阻流挤压法、对辊挤压法等，都属于挤压法，都是加钠加压，利用剪切应力，使聚结的颗粒分开，甚至推开晶层、增加钙蒙脱石的比表面积，加速Na+交换Ca2+．在挤压过程中，一部分将机械能转变为热能，使膨润土的温度升高，促进Na，Ca2+交换过程．挤压还可使蒙脱石晶体结构遭到破坏，产生断键．暴露出来的硅离子、铝离子氧离子吸附水，有利于蒙脱石水化．断键同时增加了原土颗粒表面的负电荷，使钠化较为完全．外加Na2CO3的量必须大于ca2+，Mg2+等的浓度，才能使钙基膨润土完全钠化，但Na+的浓度过大时，将增加滤失量和降低视粘度．李苏璋、周运臣研究开发出使用造成膨润土蒙脱石的物化性能——水体系性能和化工技术路线的方法，使膨润土固体内发生快速离子交换反应，直接把天然钙基膨润土改型成钠基膨润土．

　　人工钠化处理的膨润土目前还没有统一的国家标准．

　　较经济、实用、可行的钙基膨润土改性处理方法是在使用时，根据矿物成分加入2％～5％的Na2CO3，这在60年代初我国在沉井、沉箱减阻下沉及70年代的长距离顶管工程中已得到成功的应用．钻井、地下连续墙护壁泥浆用得更多，但不能作防渗用．

　　90年代，我国的科技工作者找到了经济简捷的人工钠化方法——超临界处理法，膨润土在温度、压力达到化学平衡时，高层电位变低层电位，吸钠力很强．所以只要知道膨润土的超临界点，处理费用极低．据了解，美国和德国的防渗膨润土每吨约2万～3万元．在我国如用超临界法进行处理，每吨只需千元或几百元．