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。     

X射线衍射快速划分膨润土类型的方法

膨润土是具有重要工业价值的粘土矿。我国很多地区都先后发现了膨润土矿,因此快速而准确地划分膨润土类型,对矿床评价具有重要意义。 膨润土是以蒙脱石为主的粘土矿,蒙脱石的种属是划分膨润土类型的依据,膨润土一般分三大类:钠基膨润土、钙基膨润土,氢基膨润土。我们对美国怀俄明的钠土,英国富勒士的钙土及国内各地的膨润土进行了研究,并提出用X射线衍射鉴定蒙脱石方法快速准确地划分膨润土类型,取得了良好效果。     

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%。     

地下水对压实高庙子膨润土冲蚀作用研究

采用膨胀渗透仪和浊度仪,通过检测冲蚀循环溶液浊度和膨润土试样膨胀力的变化,获得了冲蚀液对高庙子（GMZ）膨润土的冲蚀规律,对比分析了膨润土干密度、冲蚀液pH值、冲蚀液渗流方向、围岩裂隙条数、溶液类型和浓度等因素对膨润土冲蚀的影响规律。研究表明：膨润土的膨胀力在冲蚀开始的几天内迅速增长,随后达到稳定,膨润土干密度越大,地下水对膨润土的冲蚀作用越弱;冲蚀液pH值对膨润土的冲蚀作用影响很大,碱性较强的地下水对膨润土的冲蚀作用较弱,而碱性较弱地下水的冲蚀作用则明显;地下水径向渗流时对膨润土的冲蚀作用大于纵向渗流情况,围岩裂隙增多后,地下水对膨润土的冲蚀作用加强;随着冲蚀液中NaCl浓度的增加,冲蚀液对膨润土的冲蚀作用先增强后减弱,冲蚀液中CaCl2的浓度对膨润土的冲蚀影响规律与NaCl浓度对膨润土的冲蚀影响规律相似,但CaCl2浓度的变化对膨润土的冲蚀影响不明显。     

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。     

连域膨润土的不同钠化工艺对铸造型砂强度的影响

通过离子交换,使钠离子代替钙基膨润土中的钙离子,而使钙基膨润土钠化成为钠化膨润土,从而改善膨润土的铸造工艺性能。本文进一步探讨了连城膨润土钠化的原理;对新的钢化工艺和工厂里采用的钠化工艺做了比较;讨论了不同钠化工艺对连城膨润土铸造型砂强度的影响。采用新的工艺钠化连城膨润土,配制成的铸造型砂的湿压强度,干压程度和热湿拉强度都有明显地提高,同时具有理想的溃散性和可塑性。     

有机膨润土的制备及测试

以吉林省九台天然钙基膨润土和改性的钠基膨润土为原料 ,用丙烯酰胺和溴代十六烷基三甲基胺进行有机覆盖 ,对制得的有机膨润土进行了X射线衍射 (XRD)分析 ,并结合差热热重 (DTA—TG)分析。结果表明 ,该方法不仅可以制备有机长链季铵盐有机膨润土和小分子有机膨润土 ;而且作为直接原料的天然钙基膨润土也可以制得较好的有机膨润土。     

辽宁省阜新北窝棚膨润土矿岩石矿物学特征

北窝棚膨润土矿是近几年在阜新地区紫于盆地中发现的几处膨润土矿之一,为了全面评价北窝棚膨润土矿物理化学特性,利用X射线荧光仪、X射线粉晶衍射仪、红外光谱仪、差热分析仪等测试技术,对北窝棚膨润土矿进行了系统分析研究。测试结果显示:北窝棚膨润土矿主要化学成分为Si O2和A12O3,次要成分中Ca O和Mg O含量较高,K2O和Na2O的含量相对较低,属于钙基膨润土;膨润土矿中主要矿物组分为蒙脱石,杂质矿物为长石、石英和方石英;红外光谱分析和差热分析也验证了北窝棚膨润土矿为钙基膨润土,并具有良好的耐热性能。对合理开发北窝棚膨润土矿具有十分重要的指导意义。     

我国膨润土开发利用现状与发展方向

阐述了我国膨润土开发利用现状及近年来取得的新成果,并指出了与国外膨润土工业的差距,讨论了膨润土工业的发展方向,引用参考文献１０５篇。     

浙江不同属性膨润土的同位素组成及其形成条件

本文首次综合研究了浙江三个主要膨润土矿床的同位素地球化学。通过多种稳定同位素示踪应用，论述了该区两种不同属性膨润土的同位素组成特征，并提出钠基膨润土为中生代大气降水来源低温地热流体的蚀变产物，其成矿温度大致在７０－９０℃之间。同时，取得了有关原生钠基膨润土经过天然改型形成钙基膨润土的同位素证据。     

膨润土及其酸化土、碱处理酸化土的X射线衍射特征及扫描电镜下的表面特征分析

黑山膨润土及其酸化土、碱处理酸化土的X射线衍射数据及放大4500倍和33000倍的扫描电镜照片展示了不同浓度硫酸与膨润土作用后膨润土结构的变化及微观形貌的变化。分析表明：膨润土的主要矿物组分是蒙脱石，还有少量方英石和长石，膨润土经酸化改性后，随着硫酸浓度的增加，蒙脱石含量减少，结晶程度变差，颗粒表面粗糙程度增加。这为研究膨润土的酸化改性机理提供了重要的科学依据。     

吉林省药用赋形剂膨润土资源的优选研究

对吉林省九台，小梨河，净月潭和露水河等产地的膨润土进行了质量优选研究。根据膨润土类型，蒙脱石含量，理化性能和浸出试验结果，发现净月潭灰白色钙基膨润土的品质最优，其次最小梨河浅黄色膨润土。     

膨润土差热曲线与物理化学特性的关系

本文研究了如何利用膨润土DTA曲线的形状、温度特征来分析、判断膨润土的理化特性。对膨润土的DTA曲线和理化特性的关系进行了探讨。     

盐溶液中膨润土膨胀变形的分形模型

当压实膨润土在蒸馏水中膨胀后,施加于膨润土颗粒上的有效应力通常被认为是外部施加的荷载,而当膨润土在盐溶液中膨胀时,膨润土颗粒所承受的有效应力还包括由孔隙水渗透吸力所引起的渗透应力。而压缩膨润土的蒙脱石孔隙比e_m与膨润土颗粒承受的有效应力p之间满足分形关系,该关系可用来计算膨润土的膨胀变形。通过对压实膨润土在盐溶液中颗粒的分散情况以及颗粒表面的分形特性,推导出该渗透应力的表达式,进而得出膨润土颗粒所承受的有效应力。将所提出的有效应力代入分形模型中,计算GMZ01和MX-80膨润土在不同浓度NaCl溶液中的膨胀变形,将现有的两种膨润土膨胀试验结果与模型计算结果对比,发现具有较好的吻合度,在蒸馏水以及各浓度的盐溶液中膨润土的膨胀变形都可采用统一的e_m-p曲线表示,表明提出的有效应力符合膨润土颗粒在盐溶液中的实际受力情况。分形模型为研究膨润土在盐溶液中的膨胀性质提供了有效的计算方法。     

有机化膨润土对水中金属离子的吸附及其表征

通过正交实验研究了有机膨润土对水溶液中金属离子吸附的主要影响因素;将原矿和有机土进行了IR和XRD表征;测定了溶液酸度和溶液中金属离子浓度对有机膨润土吸附效果的影响;考察了有机膨润土的粒径和吸附次数对吸附效果的影响,以此论证新疆夏子街钠基膨润土及有机化膨润土对水溶液中各金属离子的吸附能力。实验结果表明:有机化膨润土对水溶液中Cr6 、Hg2 、Cu2 和Zn2 金属离子的去除率都比原土有显著提高;溶液的pH值对吸附效果影响较大;有机膨润土吸附量对数与Cr6 、Hg2 、Cu2 金属离子平衡浓度对数的吸附等温线近似成直线,符合吸附等温方程;金属离子浓度对有机膨润土吸附效果的影响趋势是Cr6 >Hg2 >Cu2 ;有机膨润土对金属离子吸附能力大小是Hg2 >Cu2 >Cr6 ,吸附速率大小是Cr6 >Hg2 >Zn2 。有机膨润土的粒径对吸附效果影响较小。     

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。     

辽西紫都台-于寺盆地膨润土矿岩石矿物学特征研究

对紫都台-于寺盆地内二道河、哈尔套、北窝棚及下扎兰波罗等膨润土矿床进行了系统采样、处理,开展与矿床相关的赋矿岩系岩石学及矿物学特征研究。通过基本分析、XRD、化学全分析、阳离子交换量等手段对样品进行测试,研究结果表明沉凝灰岩、流纹质熔结凝灰岩、砂砾质凝灰岩等富含火山玻璃的岩石更易于水解形成膨润土矿。膨润土总体呈碱性,矿物组成以蒙脱石为主,其次为石英、斜长石等伴生矿物。XRD及阳离子交换量表明盆地北部二道河及哈尔套膨润土矿发育钙基及钠基膨润土,并呈现上部钙基膨润土、下部钠基膨润土的分层特征,对盆地南部下扎兰波罗及北窝棚膨润土矿的深部寻找钠基膨润土矿具有指导意义。     

河北省张家口地区膨润土资源特点、开发利用现状及前景分析

张家口地区膨润土以钙基土为主,其成因是处于侵蚀基准面以上的膨润土中钠离子往往被钙离子交换,而处于深部重碳酸钠型水中的膨润土却仍然保留了钠基土的原始特性。由于易采、易选的特殊条件,多年来该区膨润土开发一直旺而不衰,其原因之一就是随着工业化进程加快,膨润土开发利用已上升到重要地位。     

化学作用下高庙子膨润土屏障性能演化行为

深地质处置库运营过程中,受地下水化学成分、可能泄露的核素等近场化学条件影响,膨润土工程屏障性能可能发生衰减。围绕化学作用下膨润土屏障性能的演化行为,以我国北山处置库预选场地为工程背景,以内蒙古高庙子膨润土为研究对象,首先介绍了高庙子膨润土的基本物理性质及北山预选场地近场化学条件;在此基础上,详细总结了化学作用下高庙子膨润土水力、力学及阻滞等屏障性能演化行为相关研究成果。结果表明:化学作用对膨润土持水、渗透特性的影响可分别依据渗透吸力及双电层理论解释;化学作用下膨润土膨胀力的衰减与其水化膨胀机制有关,化-力耦合及化-水-力耦合作用下膨润土变形特性因渗透固结、化学软化效应而发生改变;膨润土的吸附与扩散特性受核素浓度、离子环境、pH值等因素影响。最后,提出化学作用下膨润土屏障性能演化研究应重点关注的方向。     

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。