膨润土的改性及在有机废水处理中的应用

膨润土是一种以蒙脱石为主要矿物的粘土岩，应用广泛，目前已越来越多的应用于废水处理中，但未经处理的膨润土吸附脱色的性能较差，故一般用于废水处理的膨润土往往要经过一次或两次改性处理，以增大其比表面积，改善其吸附能力，常用的改性方法有两种：活化法，添加改进剂法，改性膨润土具有吸附脱色性能优良，废水处理效果好等特点，从而扩大了其应用范围。     

改性膨润土在环境保护中的应用

综述了改性膨润在环境修复、环境净化、环境替代功能等环境保护方面的应用研究最新进展，并展望了改性膨润土在环境保护中的应用前景。     

镍钛交联改性膨润土处理工业废水的实验

以钠基膨润土为原料制备了镍钛无机交联、有机交联系列改性膨润土,比较了二者对废水中化学需氧量（COD）、Cr（Ⅵ）、色度、浊度的去除效果,探讨了改性膨润土用量、pH值、搅拌时间等因素对实验的影响。结果表明：镍钛有机交联膨润土对COD和Cr（Ⅵ）的处理效果明显优于镍钛无机交联膨润土;二者对浊度和色度处理效果相当。其吸附行为符合Langmuir方程。     

膨润土的有机改性及其钻井液性能

以过硫酸钾为引发剂,通过水溶液聚合法制得了丙烯酸和丙烯酰胺的聚合物A。用聚合物A作为有机改性剂,采用混炼挤压法制备得到样品。用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对其结构形貌进行研究。结果表明,其晶面间距由原来的1.269 nm增大到1.322 nm,有机基团进入层间,并且仍保持层状结构,成功制备出了有机改性膨润土。用有机改性膨润土配制钻井液,当其质量分数为4%时,浆液的粘度为5.5 mPa.s,滤失量为13 mL,润滑系数为0.13。与普通钠基膨润土钻井液相比,有机改性膨润土钻井液的滤失量和润滑系数均有较大幅度降低,并且改善了钻井液的流变性。     

改性有机膨润土对苯酚吸附性能的研究

利用无机试剂H2SO4、H2O2,对钠基膨润土进行预处理,再用溴化十六烷基三甲基铵(CTMAB)进行改性,并利用改性有机膨润土对苯酚进行吸附研究。实验结果表明,最佳改性土是利用φ=2%的H2O2预处理、经30 g/L CTMAB改性的有机膨润土。     

无机改性膨润土防渗层性能研究

通过实验室实验确定2mol/L氯化镁、0.5mol/L硫酸和450℃高温为天然钠基膨润土盐改性、酸改性和高温改性的最佳条件。采用上述3种无机改性方式填装防渗层,就其对垃圾渗滤液中主要污染物去除的有效性和控制垃圾渗滤液渗透的可行性进行研究。实验结果显示:3种无机改性膨润土的吸附能力和容量有所提高;渗透系数可达到1×10-7cm/s以下,可以作为"反应型"防渗层材料;在相同渗透量下,高温改性膨润土对垃圾渗滤液中主要污染物的去除效果最好,其次是酸改性膨润土,盐改性膨润土最差。     

辽宁阜新低品位钙基膨润土的改性研究

我国膨润土资源丰富,储量占世界第二位。随着膨润土在化工、陶瓷等领域的应用,需要对钙基膨润土进行改性以拓展新的应用领域。辽宁省阜新北窝棚膨润土矿床是新近发现的风化残积型矿床,产于侏罗纪火山岩中。矿体似层状或透镜状。矿石中蒙脱石含量约为40%-50%,其他矿     

甘肃平凉钙基膨润土的有机改性与表征

针对甘肃平凉产钙基天然膨润土进行不同钠化试剂、反应时间,反应介质、温度等条件的钠化工艺研究,得出最佳钠化合成工艺,并制得十六烷基氯化吡啶(CPC)改性膨润土.研究该有机改性膨润土红外光谱、X射线衍射、热重分析及分散性结果表明,插层剂CPC已进入膨润土的片层同.使有机改性膨润土的层间距由1.04 nm增加到2.11nm,热失重率达17%,新型有机改性膨润土在有机介质中表现出很好的分散性.     

用于除硅的铝盐改性膨润土的制备与表征

改变了传统制备铝盐改性膨润土工艺中原料的添加顺序,增强了膨润土的膨胀性能。对制备的铝盐改性膨润土进行SEM、XRD、粒径分布以及红外光谱表征,并与原料-钠基膨润土进行了对比,得到了改性的机理。最后,利用钠基膨润土和铝盐改性膨润土吸附硅酸盐的现象以及性能对铝盐改性膨润土进行了评估。结果表明：铝盐改性膨润土的制备方法较为简单,省去了传统工艺中加碱调节pH值,采用先将水浴钠基膨润土混合,再加改性剂的添加顺序,得到的铝盐改性的膨润土有很好的除硅效果,最高可达99%。     

γ辐照对改性钠基膨润土影响的初步研究

为了确认γ辐照对改性钠基膨润土的影响,拓展高放地质处置缓冲材料性能评价范围,以内蒙古高庙子改性钠基膨润土为研究对象,利用红外光谱分析仪、同步热分析仪和X射线衍射仪分析了不同γ辐照剂量(1000、2000、3000、4000和5000 k Gy)对改性钠基膨润土性能和微观结构的影响。结果表明:在5000 k Gy大剂量γ辐照后,高庙子改性钠基膨润土中某些官能团发生了少量的化学转变,耐热性能有所提高,但对钠基膨润土中的层间水和吸附水影响不大;另外其微观结构变化不明显,只是晶胞尺寸有所减小;总体而言,高庙子钠基膨润土在大剂量γ辐照环境中稳定性是良好的。     

膨润土改性的研究

以吉林省净月潭膨润土、小梨河膨润土和刘房子膨润土为原料,对净月潭、小梨河钙基土进行提纯,用碱性钠盐为改性剂制成改性土,经X-射线衍射、差热、电镜、化学全分析等手段证实改性成功,并找出最佳活化条件。     

供水管井施工中遇膨润土层的处理技术

本文针对供水管井施工中遇到的膨润土层污染水质,堵塞潜水泵问题提出了解决办法。     

膨润土性能温度效应研究进展

通过文献调研、资料总结和分析,阐述了温度对膨润土诸多性状的影响。膨润土中孔隙水的化学成分因温度变化而发生改变,温度的增加使膨润土中内水、外水的含量发生改变,从而影响土的水合力大小。以OPHELIE膨润土实验为例,介绍了温度对膨润土内部孔隙大小的影响。此外,还对目前膨润土持水能力与膨胀力的温度效应进行了阐述。     

高膨胀性钠基膨润土的制备

利用钠盐对钙基膨润土进行人工钠化,在活化剂的催化作用下,使钠改性膨润土具有较高的膨胀性能,当尿素添加量达15%时,改性膨润土的膨胀指数、膨胀倍和胶质价可分别达到26 ml/2g,91 ml/g和420 ml/15g,此时效果最佳。     

Coupled thermo-hydro-mechanical modelling of bentonite buffer material

Mechanistic model development and numerical analyses were carried out on coupled thermo-hydraulic-mechanical processes in bentonite-based buffer material for the geological disposal of high-level radioactive waste with small-scale laboratory experiments and a full-scale test. The mechanism of water movement in compacted bentonite was identified by applying theoretical equations to the experimental results. The application clearly explained the observed results of the temperature dependence of the hydraulic conductivity in the saturated state and the water diffusivity in the unsaturated state for the compacted bentonite and the dry density dependence of the diffusivity. The full-scale coupled test, BIG-BEN, was conducted at PNC (Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corporation) Tokai Works. The results of the numerical analyses for the full-scale test which are based on the present knowledge of coupled processes and our small-scale experiments were in good agreement with the measured results except for mechanical phenomena. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

Erosion of bentonite particles at the interface of a compacted bentonite and a fractured granite

Compacted bentonite has been considered as a candidate buffer material in the underground repository for the disposal of high-level radioactive waste. An erosion of bentonite particles caused by a groundwater flow at the interface of a compacted bentonite and a fractured granite was studied experimentally under various geochemical conditions. The experimental results showed that bentonite particles could be eroded from a compacted bentonite buffer by a flowing groundwater depending upon the contact time, the flow rate of the groundwater, and the geochemical parameters of the groundwater such as the pH and ionic strength.

A gel formation of the bentonite was observed to be a dominant process in the erosion of bentonite particles although an intrusion of bentonite into a rock fracture also contributed to the erosion. The concentration of the eroded bentonite particles eroded by a flowing groundwater was increased with an increasing flow rate of the groundwater. It was observed from the experiments that the erosion of the bentonite particles was considerably affected by the ionic strength of a groundwater although the effect of the pH was not great within the studied pH range from 7 to 10. An erosion of the bentonite particles in a natural groundwater was also observed to be considerable and the eroded bentonite particles are expected to be stable at the given groundwater condition.

The erosion of the bentonite particles by a flowing groundwater did not significantly reduce the physical stability and thus the performance of a compacted bentonite buffer. However, it is expected that an erosion of the bentonite particles due to a groundwater flow will generate bentonite particles in a given groundwater condition, which can serve as a source of the colloids facilitating radionuclide migration through rock fractures.     

非饱和膨润土的有效热传导特性模型

膨润土缓冲材料热传导特性的研究,对于高放废物深地质处置系统的安全评价至关重要。基于串、并联原理,通过将土体孔隙划分为与固相基质并联和串联两部分,提出了考虑矿物成分、颗粒亲水性、孔隙率及饱和度等因素的非饱和膨润土有效热传导系数的4种预测形式,建立了基于4种形式线性组合的有效热传导特性预测模型。详细讨论了模型参数的确定方法,并讨论了孔隙率、饱和度和孔隙结构、颗粒亲水性等因素对土体有效热传导特性的影响。基于MX-80膨润土和高庙子膨润土热传导特性试验成果,对模型的预测性能进行了验证。结果表明,由于膨润土颗粒尺寸较小且具有亲水特性,孔隙内的空气与水宜采用并联描述。研究成果对于非饱和膨润土的导热性能以及工程屏障系统的THM耦合数值模拟研究具有一定的参考价值。     

高压实膨润土的非饱和渗透膨胀模型

高放废弃物深地质处置库中,作为缓冲/回填材料的高压实膨润土的设计功能是,遇水吸湿导致土体膨胀变形,以密封高压实膨润土块体砌置时形成的块体与块体之间和块体与围岩之间的施工缝隙以及围岩中因处置库开挖卸载引起的裂缝,形成阻障围岩中地下水渗入内库引起核素迁移,与库内高放废物的辐射扩散的人工屏障。高压实膨润土在自由膨胀条件下的膨胀应变和非饱和渗透系数由渗透试验测得;孔隙比和吸力的关系由压汞试验测得。吸力和含水率的函数关系可由土-水特征曲线测试试验得到。因此,自由膨胀条件下膨润土的非饱和渗透膨胀模型由膨胀应变、非饱和渗透系数和孔隙比与吸力的函数关系建立。结果表明：渗透系数和体积应变都随吸力减小而增加,因为吸力减小会导致孔隙比增加。这一发现有助于设计高放废物的最终处置方案。