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.     

混炼挤压改性对膨润土分散影响的试验研究

通过对天然钙基膨润土钠化改性过程以及有机改性过程中混炼挤压的实验,分析了混炼挤压对膨润土分散的影响。实验结果表明,混炼挤压作用可以有效地提高钙基膨润土的钠化度以及膨润土颗粒的分散度和ξ电位。     

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。     

有机膨润土制备条件对其吸附有机污染物性能的影响

以溴化十六烷基三甲铵为改性剂，对天然钙基膨润土进行有机化改性，系统地研究了改性剂用量以及钠化，热活化和酸活化对有机膨润土吸附苯酚、苯胺、苯、甲苯和二甲苯的影响，并初步探讨了有机膨润土与有机物间的作用机理。实验结果表明，改进剂用量是影响有机膨润土对有机物吸附性能的主要因素；改性剂用量相同时，钠化土的吸附效果明显好于直接改性的6.0%土，而热活化和酸活化对于有机膨润土吸附不同的有机物时影响程度也不同。应用有机膨润土建造垃圾填埋场防渗衬层具有一定的可行性。     

基于改进滤失试验的重金属污染膨润土渗透特性试验研究

通过改进滤失试验研究典型钠化改性钙基和天然钠基膨润土在重金属铅-镉以及铬作用下渗透系数的变化规律。研究发现,膨润土试样渗透系数在重金属铅-镉浓度小于6mmol/L时增幅较小,为2~3倍;当浓度超过10mmol/L时呈急剧增大的趋势。铬酸钾溶液作用下,钠化改性钙基膨润土的渗透系数低于未污染试样;天然钠基膨润土的渗透系数则增大2~8倍。两者差异归因于土-液相互作用下铬在不同pH-Eh环境中化学形态的不同。研究中钠化改性钙基膨润土浆液中铬以阴离子络合的六价铬形态存在,使得膨润土颗粒表面负电荷密度趋于增加,因而保持和促进膨润土的分散状态。天然钠基膨润土浆液中铬则出现以阳离子形态存在的三价铬,显著挤压膨润土颗粒双电层,导致膨润土颗粒团聚。综合国内外研究总结无机盐溶液作用下膨润土化学相容性随污染程度变化规律,发现渗透系数比与离子强度关系存在一临界值,当离子强度达到该临界值则渗透系数将呈数量级增大。     

贵州盘县地区膨润土矿产出地质特征及其物化性能的研究

膨润土矿在本省尚为缺门矿种。通过对省内钻井泥浆粘土矿的踏勘取样,经X射线衍射、红外光谱和差热等分析、测试手段及物化性能的测定,参照矿产工业要求,首次在贵州盘县地区被前人称为“绿豆岩”的岩层中,圈出了数个膨润土矿体;对矿石及矿石中小于2μm的粘粒矿物进行了物化性能及矿石、矿物的属性研究,确定区内膨润土矿为钙基和酸性钙基膨润土,其矿石中主要矿物——蒙脱石为钙质蒙脱石的属性;该膨润土矿不宜作钻井泥浆原料,但可为油脂脱色剂之用。该地区的膨润土矿有一定的工业价值和开发利用前景。     

河南信阳上天梯膨润土制备高效活性白土试验研究

上天梯膨润土属于钙基膨润土,主要矿物成分是钙质蒙脱石。矿石的胶体分散性较差,阳离子交换总量较低,主要的可交换阳离子是钙、镁离子。蒙脱石的晶体化学结构研究表明,蒙脱石有较高的有序度和较大的层电荷,因此,上天梯膨润土适合于制备高效活性白土。试验讨论了酸性活化、固液比及活化时间对产品质量的影响,确定了最佳工艺条件。对原矿进行捣浆提纯后,用16％～20％的硫酸溶液对膨润土进行活化,活化时间 6～8小时,固液比1∶2。制得的活性白土的脱色力达156～218,活性度大于222m.mol/100g ,其质量达到和超过了国家行业标准和同行业该产品的指标,脱色效果良好。     

高造浆膨润土制备及其性能评价

安徽铜陵市蕴含地质储量达15 000万t的低品位钙基膨润土,蒙脱石平均含量50%～80%,现主要用于附加值较低的球团土和铸造土。将这种低品位钙基膨润土先通过悬浮和挤压综合钠化改型工艺,再添加一定量的超高分子量聚丙烯酸钠(PAA-Na)和轻烧氧化镁(MgO)组成的有机无机复合增黏剂,以及由小分子水解聚丙烯腈钠盐与腐植酸接枝聚合的专用流变性调节剂(HmPS),制备出了符合水平穿越钻井(HDD)使用要求的高造浆膨润土。分析了钠化工艺和增效添加剂对HDD造浆土的黏度(600)、动塑比(YP/PV)、综合流变性能以及成本等的影响,优化得到了具有较好性价比的工艺配方。优化工艺下的HDD造浆土性能600读数大于100 dia,YP/PV小于1.5,30 min的API滤失量小于15 mL。铜陵钙基膨润土改性制备成HDD高造浆膨润土,可将产品附加值提高到1 000元/t左右,利润率提高2~3倍,实现了低品位膨润土资源的高附加值利用。     

粉煤灰/膨润土颗粒的制备与pb2+吸附实验

以天然钙基膨润土和燃料废弃物粉煤灰为原料,工业淀粉为致孔剂,采用挤出-滚圆技术,制备了粉煤灰/膨润土复合颗粒吸附剂,并用于含Pb~(2+)溶液的吸附。研究了吸附时间、pH、投样量和溶液初始浓度对吸附性能的影响。结果表明,采用挤出-滚圆法制得的复合颗粒吸附剂大小均匀,表面没有裂纹,具有良好的机械强度。吸附实验中,在投样量10.0 g/L,溶液pH为6,吸附时间120 min,溶液初始浓度100 mg/L时,复合颗粒吸附剂对Pb~(2+)的去除率达到97.40%,吸附量为9.74mg/g。热力学实验表明吸附剂对Pb~(2+)的吸附更符合Langmuir吸附等温模型。     

对吉林磐石钙基膨润土钠化改型研究

以磐石膨润土原矿为原料,用挤压钠化法对钙基膨润土进行改型,本次实验钠化剂分别采用Na2CO3、NaCl,结果表明：以Na2CO3的用量为3%,土含水量30%-35%,挤压一次,陈化时间在3-7天进行钠化改型,效果显著。     

膨润土膨胀变形的分形模型

Xu等[1] 提出基于膨润土表面分形模型的膨胀变形计算方法 Vw／Vm=kPDs-3(式1),并得到了Tsukinuno膨润土、Wyoming膨润土和MX-80膨润土的膨胀变形和膨胀压力(统称膨胀变形)的膨胀试验数据的验证。当时由于条件限制,存在两个问题:(1)膨润土的表面分维一般采用氮吸附法测量,由膨胀变形试验数据反算得到的膨润土表面分维没有得到氮吸附试验数据的验证; (2)在归一化吸水体积与压力的分形模型(式1)中,K是膨润土的物性常数,没有给出理论表达式,只是经验系数。本文采用氮吸附方法测量了高庙子Na基膨润土、高庙子Ca基膨润土、商用膨润土和Tsukinuno膨润土的表面分维,根据式(1)由表面分维计算膨胀变形,并与膨胀试验数据比较,验证膨胀变形的分形模型; 根据双电层理论,导出用双电层参数表示式(1)中K值的理论表达式,用于膨胀变形的计算,并与膨胀变形试验结果进行比较验证。     

红泉膨润土成因之我见

前言红泉膨润土矿床具有两个显著的特点:(1) 既有钠基膨润土、钙基膨润土,还有一定数量的镁基膨润土;(2)在一般情况下,钙基膨润土在上,钠基膨润土在下,然而红泉膨润土则具有相反的空间分布,即所谓“逆向”分布的现象。红泉膨润土矿中镁基膨润土的发现和研究,不但丰富了膨润土成矿规律的认识,同时还为镁基膨润土的物化工艺性能及应用的研究提供了条件。     

膨润土的酸化脱色机理研究

通过对广西田东钙基膨润土的酸化脱色实验研究，表明活性土的脱色能力是其表面积和酸化作用中浸取出的铝离子量的函数；在钙蒙脱石晶体结构处于彻底破坏前的临界点，膨润土具有最大的脱色能力和比表面积。     

邯邢地区膨润土矿石特征及应用方向刍议

邯邢地区膨润土赋存于新近系九龙口组中,沿走向断续分布约百公里,埋藏浅,层位较稳定,大多适合露天开采。经采用吸蓝量、差热分析、X-衍射,红外光谱、电子显微镜鉴定等多种方法对原矿进行分析测试,确定矿石多为钙基膨润土,部分为钙镁基膨润土。通过对矿石物化、工艺性能测试,该地区膨润土可直接用于用作铁矿球团粘合剂、铸造、工业用活性白土及动物饲料;改性或提纯后可满足工业用活性白土或用作钻井泥浆土的质量要求。若能充分研究和利用,将会产生很大的社会效益和经济效益。     

Hyperfiltration-induced precipitation of calcite

Hyperfiltration is sometimes cited as a mechanism to explain high degrees of calcite cementation at shale/sandstone contacts. To test this cementation mechanism, a series of experiments were performed in which solutions undersaturated with respect to calcite were hydraulically forced through a Ca-bentonite at different flow rates. Calcite precipitate was observed on the bentonite membrane from hyperfiltrated stock solutions having initial calcite saturation indices of 0.91 and 0.59. Supersaturation conditions at the clay's high-pressure interface are likely provided by establishment of a concentration polarization layer.In the subsurface, the driving force for hyperfiltration is a differential hydraulic pressure gradient acting across a shale membrane. This hydraulically-induced flux of solution causes a build-up of solute at the shale's high-pressure interface to levels that may exceed saturation indices of common cementing minerals like calcite. Although the source of the hydraulic pressure is likely due to compaction within the sedimentary pile, directional flow constraints suggest that hyperfiltration-induced precipitation of calcite occurs at sand/shale boundaries away from areas of active compaction.     

片沸石、钙基膨润土去除垃圾渗滤液中有害物质的实验研究

以位于北京昌平小汤山的阿苏卫垃圾卫生填埋场渗滤液为研究对象,在不同的环境条件下:酸度(pH=5~9),温度(4℃~30℃),利用片沸石、钙基膨润土去除垃圾渗滤液中有害物质的实验,以化学耗氧量(COD)、氨氮为评价指标,分别探讨片沸石、钙基膨润土的COD、氨氮去除效果与其用量、渗滤液pH、温度、振荡时间的关系。研究表明,在实验条件下,片沸石对COD的最大去除量约为31×10-3,对氨氮的最大去除量约为27×10-3;去除COD、氨氮的最佳条件分别为:片沸石用量20 g/L、pH为5、温度4℃、振荡时间100 min。在实验条件下,钙基膨润土对COD的最大去除量约为63×10-3,对氨氮的最大去除量约为14×10-3;去除COD、氨氮的最佳条件分别为:钙基膨润土用量30 g/L、pH为5、温度4℃、振荡时间100 min。根据实验结果,对片沸石、钙基膨润土去除COD、氨氮的机理主要是氢键、静电作用及离子交换作用。     

不同砂−膨润土垂直防渗墙填筑土料的掺量研究

土?膨润土垂直防渗墙在美国已广泛应用于城市卫生填埋场中,我国的工程中则应用较少。由国产膨润土与原地层土混合在自重应力作用下固结形成的防渗墙,其渗透性、孔隙和压缩性如何受膨润土掺量的影响,针对该一问题,使用福建标准砂模拟原地层,以3种典型膨润土作为混合料,在各掺量下对砂?膨润土填筑土料开展改进柔性壁渗透试验固结试验,研究不同膨润土掺量对填筑料渗透系数k、孔隙率n与压缩系数av影响。结果表明,膨润土和砂形成防渗墙时存在一个对应最小n和av的最优掺量Copt,当膨润土掺量小于等于Copt时,随着掺量增加,填筑料k下降很快,av缓慢减小;当掺量大于Copt后,随掺量上升,k降低速度趋缓,av快速地升高。理论上,膨润土掺入较少时黏土颗粒仅填充砂粒间的孔隙而不影响砂粒堆积,掺量达到一定程度后膨润土使砂粒彼此分离,悬浮在其中,填筑料的孔隙率随掺量而增大,可能是宏观上造成最优掺量产生的主要原因。     

我国高放废物处置库缓冲／回填材料压实膨胀特性研究

本文研究了我国高放废物地质处置库缓冲／回填材料－内蒙古高庙子膨润土的压实、膨胀力和膨胀变形特性。实验结果表明，膨润土样品的压实密度与压制压力和蒙脱石含量有关，膨胀力与样品压实密度和蒙脱石含量有关，样品在荷载作用下膨胀变形明显减小。     

四川三台钙蒙脱石的矿物学与有机化处理研究

对四川三台钙蒙脱石进行了矿物学和有机化处理研究。化学成分分析、晶体化学式与层间可交换阳离子数计算、X射线衍射分析和热分析都表明三台膨润土属钙基膨润土，属型为切托-Otay型。用十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵三种季铵盐阳离子表面活性剂对四川三台钙蒙脱石进行了有机化处理。结果表明，用十八烷基三甲基氯化铵处理的效果最好。