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發(fā)布時(shí)間:2021-08-08 18:27  
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影響膨潤(rùn)土礦物吸附作用的因素是:
1)膨潤(rùn)土類(lèi)型的影響。鈉質(zhì)膨潤(rùn)土的吸附能力明顯比鈣質(zhì)等其他類(lèi)型的膨潤(rùn)土礦物吸附能力強(qiáng)。
2)膨潤(rùn)土顆粒粉碎粒度大小的影響。根據(jù)固體吸附的理論,進(jìn)行粉碎的膨潤(rùn)土礦物的吸附能力明顯提高,粉碎礦物越細(xì),吸附作用越強(qiáng)。
3)溶液介質(zhì)的影響。根據(jù)雙電層理論,膨潤(rùn)土礦物晶體帶負(fù)電,在形成雙電層時(shí)會(huì)進(jìn)行離子交換。如果溶液中離子濃度過(guò)高會(huì)壓縮膨潤(rùn)土顆粒雙電層,抑制膨潤(rùn)土的分散和擴(kuò)散,甚至使膨潤(rùn)土產(chǎn)生凝聚和聚結(jié)。

鈉質(zhì)膨潤(rùn)土的分散程度較鈣質(zhì)膨潤(rùn)土高,鈉質(zhì)膨潤(rùn)土的吸水率高、膨脹倍數(shù)大。鈉質(zhì)膨潤(rùn)土和鈣質(zhì)膨潤(rùn)上吸水膨脹產(chǎn)生不同結(jié)果的原因是:
1)陽(yáng)離子可以將膨潤(rùn)土顆粒聯(lián)結(jié)在起,制約了膨潤(rùn)土顆粒的分散。多價(jià)離子比一價(jià)離子電荷密度大,顆粒之間產(chǎn)生較強(qiáng)的靜電引力,使膨潤(rùn)土顆粒聯(lián)結(jié)的能力強(qiáng),因此鈣質(zhì)膨潤(rùn)土的分散能力比鈉質(zhì)膨潤(rùn)土要弱。
2)蒙脫石晶格置換產(chǎn)生的負(fù)電荷要吸附電性相反的離子來(lái)平衡溶液的電性。這些電性相反的離子是以水化離子形式存在于溶液當(dāng)中,帶負(fù)電荷的蒙脫石顆粒吸附水化陽(yáng)離子形成雙電層。雙電層的厚度與反離子價(jià)數(shù)的兩次方成反比,即陽(yáng)離子價(jià)高,水化膜薄,膨脹倍數(shù)低;而陽(yáng)離子價(jià)效低,水化膜厚,膨脹倍數(shù)高。耐熱性隨土中有機(jī)碳鏈的長(zhǎng)度的增加分解溫度越高,其凝膠性與土中有機(jī)碳鏈的性質(zhì)(長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)、極性)、有機(jī)土粒子的大小及溶劑分子的極性等因素有關(guān),當(dāng)完基鏈為同等長(zhǎng)度時(shí),含雙鍵或芳香官能團(tuán)的完基鏈形成的凝膠強(qiáng)度越高。
3)鈉質(zhì)膨潤(rùn)土晶層吸附水的厚度是三層,鈣質(zhì)膨潤(rùn)土晶層吸附水的厚度是四層。在極性水分子的作用下,由于靜電引力較小,鈉質(zhì)膨潤(rùn)土晶層之間可以產(chǎn)生較大的晶層間距,而鈣質(zhì)膨潤(rùn)土由于晶層間的樸電引力較大,極性水分子不易進(jìn)入晶層之間,因此,鈣質(zhì)膨潤(rùn)土晶層間產(chǎn)生的距離明顯比鈉質(zhì)膨潤(rùn)土小,表現(xiàn)在鈣質(zhì)膨潤(rùn)土比鈉質(zhì)膨潤(rùn)土難于在水中分散、膨脹倍數(shù)低。實(shí)質(zhì)上,蒙脫石的膨脹性受其化學(xué)成分控制,含鈉離子多的蒙脫石可以待續(xù)不斷地膨脹,直至成為一種凝膠狀態(tài)。前面提到膨潤(rùn)土具有強(qiáng)烈的水化作用,因而能夠形成更細(xì)微的片狀結(jié)構(gòu),呈膠體狀態(tài),大量吸附帶正電荷的電解質(zhì),可與帶負(fù)電荷的纖維結(jié)合,從而使膨潤(rùn)土留著在纖維上。含鈣離子多的蒙脫石只能從干操狀態(tài)到含水狀態(tài)膨脹是有限度的。我們?cè)诹私饬擞绊懪驖?rùn)上膨脹性的深層次的原因后,可以人為有效地控制膨潤(rùn)土礦物的膨脹性能,使之達(dá)到好的使用效果。
膨潤(rùn)土預(yù)防水體富營(yíng)養(yǎng)化的技術(shù)創(chuàng)新 水體富營(yíng)養(yǎng)化是一項(xiàng)世界性環(huán)境問(wèn)題,我國(guó)江河湖泊富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重,其中化肥、農(nóng)要隨雨水流入水體,是水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要原因。 我國(guó)是化肥、農(nóng)要的生產(chǎn)和使用大國(guó),目前化肥年產(chǎn)量3600萬(wàn)t(純養(yǎng)分),化肥施入土壤后,大部分養(yǎng)分隨降雨流失于水體(氮肥流失約65%~70%), 因此減少養(yǎng)分流失是控制水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要手段。為此,有人研究用樹(shù)脂、塑料、硫磺等薄膜包覆化肥技術(shù),控制肥料中養(yǎng)分的釋放,減少肥料在土壤中的損失, 但存在包膜工藝復(fù)雜,包膜化肥成本高等問(wèn)題(價(jià)格是一般常規(guī)肥料的2.5~8倍),難以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。如由法國(guó)益普生公司研制的思密達(dá)(Smecta)就是以蒙脫石為主要成分的消化道粘膜保護(hù)劑。 膨潤(rùn)土具有良好的粘結(jié)性、吸附性,來(lái)源廣,價(jià)格低廉,可作為包膜化肥的天然材料,能夠減少肥料的流失,控制肥料養(yǎng)分的釋放,提高肥料的利用率,起到改良土壤、促進(jìn)作物增產(chǎn)的效果。 為此,突破膨潤(rùn)土礦物包膜技術(shù)與化肥、農(nóng)要制造技術(shù)的集成,生產(chǎn)礦物復(fù)合化肥、農(nóng)要是技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)。
鐵礦球團(tuán)用膨潤(rùn)土的技術(shù)創(chuàng)新 我國(guó)是鐵礦石的消費(fèi)大國(guó),近年的年需求量在7億t以上(2008年需求量約7.5億t,2009年需求量約8.8億t),其中約80%為粉礦,必須經(jīng)過(guò)造球后才能供高爐使用,膨潤(rùn)土是造球的粘結(jié)劑。 膨潤(rùn)土作為球團(tuán)粘結(jié)劑,對(duì)冶煉過(guò)程會(huì)產(chǎn)生積極和消極兩方面影響,一方面它把粉礦粘結(jié)成球團(tuán),并達(dá)到一定強(qiáng)度,滿(mǎn)足冶煉要求;另一方面它的添加會(huì)導(dǎo)致球團(tuán)鐵 品位降低,冶煉渣增加,影響爐容,增加熱耗,增加成本等。因此在滿(mǎn)足球團(tuán)強(qiáng)度的前提下,要盡量降低膨潤(rùn)土添加量,為此對(duì)膨潤(rùn)土的粘結(jié)性能提出技術(shù)需求。鈉基膨潤(rùn)土的最的大特點(diǎn)是它的吸水性和膨脹性(是其本身體積的很多倍)。 目前,我國(guó)球團(tuán)礦中的膨潤(rùn)土添加量約為2%~3%,國(guó)外先進(jìn)水平的添加量約為0.5%,從節(jié)約資源和節(jié)約能源考慮,應(yīng)該進(jìn)一步提高膨潤(rùn)土的粘結(jié)性能,降低球團(tuán)礦中膨潤(rùn)土的用量。