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鈣基膨潤土的鈉化改性機理

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發(fā)表時間:2020-11-09 08:15

  膨潤土是以蒙脫石為主要成分、用途廣、性能優(yōu)良的粘土資源,有著“萬用粘土”的美譽。天然產(chǎn)出的膨潤土中, 根據(jù)蒙脫石晶層表面吸附離子的種類不同, 可將膨潤土劃分為鈉基、鈣基、鎂基及鋁(氫)基膨潤土等不同類型,常見的是鈣基和鈉基膨潤土。


  我國膨潤土礦產(chǎn)資源十分豐富, 分布廣泛, 總儲量居世界前列, 但多為鈣基膨潤土, 其吸附等理化性能和工藝技術(shù)性能明顯差于鈉基膨潤土, 所以對膨潤土的鈉化改性是其深加工的一項重要研究內(nèi)容。


  以吸附 Ca2+ 為主的稱為鈣基膨潤土;以吸附Na + 為主的稱為鈉基膨潤土。鈉基膨潤土的物化性能明顯優(yōu)于鈣基膨潤土,主要表現(xiàn)為分散性、膨脹性、熱穩(wěn)定性高,陽離子交換容量大,膠體懸浮液觸變性、粘度、潤滑性好,因此其應(yīng)用更為廣泛。


  鈉化改性主要是利用蒙脫石片狀結(jié)構(gòu)具有陽離于交換的特點,把高價的鈣鎂等離子置換出來,調(diào)節(jié)其蒙脫石中交換性陽離子鈉與鈣的比值,以及二氧化硅與三氧化二鋁、三氧化二鋁及氧化鎂的比值。鈉化的過程為:

  這是一個可逆交換反應(yīng),為了使反應(yīng)向右反應(yīng),可提高 Na+的濃度或降低 Ca2+的濃度。一般條件下,上述反應(yīng)不容易達到完全,因為鈣基膨潤土為片狀晶形,它只能以疊晶幾何體的形式懸浮于水中,進入層間的鈉化反應(yīng)較難進行。表層吸附的鈉離子由于水化作用而形成了隔水膜,包裹著顆粒內(nèi)部未鈉化的鈣基膨潤土,如果這一層鈉化模不能及時剝離,就會影響里層的鈉化。因此鈉化反應(yīng)是否能夠完全,關(guān)鍵在于鈉化方法和條件。

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