热处理对柯尔碱膨润土微观结构和物化性能的影响

膨润土的热稳定性及其热处理过程中微结构和性能的变化直接影响着膨润土在矿物材料领域的应用,因此研究热处理过程中膨润土成分结构的演化以及表面性质的变化具有重要意义。目前对膨润土的研究多集中在钠化改型、有机化改性以及改型改性后的结构和性能方面,而对膨润土热处理过程中的微观结构和物化性能变化研究有待加强。本文以新疆柯尔碱膨润土为研究对象,在不同温度下进行热处理,利用X射线荧光光谱法分析原土的化学成分,通过同步热分析、X射线衍射、红外光谱以及扫描电镜等技术对热处理产物进行了物相分析和结构表征,并研究了比表面积、吸蓝量及胶质价在升温过程中的变化特征。结果表明:随着热处理温度的升高,柯尔碱膨润土的比表面积逐渐减少,物相组成和结构都发生了很大变化。加热到600℃后,膨润土的吸蓝量和胶质价急剧下降,其主要成分蒙脱石八面体片中的羟基开始脱出,层状结构发生破坏;800℃后蒙脱石相已经消失;1000℃时产生新的矿相——堇青石,粉末颗粒出现熔融现象;1200℃后转变为方石英相,颗粒基本完全熔融,重结晶现象明显。研究认为,600℃时柯尔碱膨润土的膨胀性和分散性基本丧失,矿物物化性能失效。     

柯尔碱膨润土的性能表征与提纯

以柯尔碱膨润土为研究对象,利用XRD、FTIR和SEM等分析手段对其成分、结构和物化性质等进行了系统分析。在此基础上,采用自然沉降法和高速离心法对其进行提纯,通过测定提纯土的吸蓝量和膨胀容等性能指标及X-射线衍射分析对提纯效果进行评价。结果表明,柯尔碱膨润土蒙脱石含量约为57%、吸蓝量为0.3039 g/g、膨胀容为10.75 m L/g,属于中低品位钠基膨润土矿,所含蒙脱石晶格完全破坏的温度在800℃以上,热稳定性较好。采用2种不同提纯方法都可以达到很明显的提纯效果,但综合比较高速离心法效果更明显,可获得吸蓝量为0.4958 g/g的膨润土精矿,并且该提纯方法具有周期短、效率高的优点。