膨潤土的用途和作用

【專家解說】：膨潤土用途非常廣泛： 1 鑄造行業(yè)? 　　鑄造用膨潤土是膨潤土最大的用戶，每年用量為110萬噸。 　　膨潤土應(yīng)用于鑄造主要應(yīng)用于粘土粘結(jié)砂中，因為膨潤土具有粘結(jié)力強、可塑性高、脫膜好、透氣性優(yōu)、高溫濕態(tài)條件下物理化學(xué)性能穩(wěn)定等特點。粘土粘結(jié)砂作造型材料生產(chǎn)鑄件，本是歷史悠久的工藝方法，在各種化學(xué)粘結(jié)砂蓬勃發(fā)展的今天，粘土濕型砂仍是最重要的造型材料，其適用范圍之廣，耗用量之大，是任何其他造型材料都不能與之比擬的。近代的高壓造型、射壓造型、氣沖造型、靜壓造型及無震擊真空加壓造型等新工藝，也都是以使用粘土濕型砂為前提的，粘土濕型砂適應(yīng)造型條件的能力極強。鑄造用膨潤土主要有鈉基膨潤土和鈣鈉膨潤土兩類，鈉基膨潤土是由天然鈉基膨潤土或人工鈉化膨潤土加工而成，以其復(fù)用性好和濕壓強度高而受鑄造行業(yè)所歡迎。因具有良好的可塑性，可遏止鑄件夾砂、結(jié)疤、掉塊、砂型塌方等現(xiàn)象，加之成型性強、型腔強度高，便于金屬行業(yè)澆鑄濕態(tài)或干態(tài)型模，是精密鑄件首選的型砂粘結(jié)劑。鈣鈉膨潤土由天然基鈣鈉膨潤土加工而成，是輕型鑄件普遍采用的型砂粘結(jié)劑。它以實用和鑄件清砂便捷而受用戶歡迎。和其他黏結(jié)劑相比，膨潤土有一個重要的特點，就是它具有一定的耐熱能力。只要加熱溫度不太高，脫除了自由水的膨潤土只要加水，仍能恢復(fù)粘能力。膨潤土的粘結(jié)能力只有在加水以后才能表現(xiàn)出來。膨潤土失去粘結(jié)能力，也與它的脫水有關(guān)。到目前為止，認為膨潤土中的水分有三種形態(tài)：一種水是自由水，即膨潤土顆粒吸附的水，加熱到100℃以上，就可脫除自由水，脫除了自由水的膨潤土，粘結(jié)能力不受影響；二種水是牢固結(jié)合水，110℃下長時間加熱，膨潤土可完全脫除自由水，但不會脫除牢固結(jié)合水。已完全脫除自由水的膨潤土，再在較高的溫度（如200℃，300℃）下加熱仍會繼續(xù)減重，說明仍有水分損失。膨潤土經(jīng)這樣加熱脫水后，只要加水，能完全恢復(fù)粘結(jié)能力；三種水是晶格水，也有人稱之為結(jié)構(gòu)水。晶格水只有在相當高的溫度下才能部分或全部脫除。膨潤水的晶格水脫除以后，即喪失粘結(jié)能力，成為死粘土。不同的膨潤土，喪失粘結(jié)能力的溫度不同。由差熱分析實驗證明：一般來說，天然鈉膨潤土的失效溫度為638℃，鈣膨潤土為316℃。人工活化的鈉膨潤土，由于活化條件各異，失效溫度不一，但都低于天然鈉膨潤土。 2 鉆井泥漿 　　鉆井泥漿用膨潤土是膨潤土第二大的用戶，每年用量為70萬噸。 　　膨潤土是一種以蒙脫石為主要組分的粘土類礦物，具有強烈的吸水性，能吸收相當 于本身體積8倍的水，體積膨脹10～30倍，在水溶液中呈懸浮和膠凝狀態(tài)。在進行油、氣鉆井等項工作時，要使用泥漿來冷卻鉆頭、清除碎屑、保護井壁及平衡地壓。膨潤土分散性好、出漿量大，因此是制造鉆井泥漿的理想材料。用作鉆井泥漿的膨潤土，最重要的技術(shù)要求是懸浮性質(zhì)、濕篩分析和水分含量。 膨潤土在鉆井中的重要作用，使它的用量非常大。據(jù)了解，平均每采一口井，大約使用膨潤土８噸。 3 鐵礦球團? 　　鐵礦球團用膨潤土是膨潤土第三大的用戶，每年用量為45萬噸。 鐵礦球團用膨潤土是現(xiàn)代冶金工業(yè)的重要附料之一，將精礦鐵粉加適量膨潤土和水混合后在造球機中滾動成球狀，然后干燥預(yù)熱、焙燒結(jié)成有高強度的球團再進行冶煉。 4 活性白土和顆粒白土 　　活性白土是用膨潤土加工而成的一種化工產(chǎn)品，具有活性炭的多種功能，且價格遠比活性炭便宜。因此，廣泛應(yīng)用于石油工業(yè)的各種礦物油、油脂工業(yè)的動植物油，固、液體石蠟、脂肪酸、廢油再生、乙醇和苯等脫色精制。也可以用作葡萄酒和汁液的澄清、制糖工業(yè)的糖汁凈化、化學(xué)工業(yè)的催化劑載體、粉劑農(nóng)藥的添料等。 我國活性白土的生產(chǎn)廠家約40個，年產(chǎn)量約為42萬噸。最大的生產(chǎn)裝置能力為5萬t/a?；钚园淄恋漠a(chǎn)地主要集中在東北、華北、華東等地區(qū)，產(chǎn)量占了全國的70%以上。目前，我國活性白土的需求量為65萬t/a左右，每年還進口約4萬噸。 　　顆粒白土是以活性白土為主要原料，經(jīng)科學(xué)配方，化學(xué)處理而成的，外觀為不定型小顆粒狀，它比活性白土有更高的比表面積和顆粒強度，性能穩(wěn)定，選擇性好，具有很高的吸附能力，廣泛用于石化行業(yè)芳烴提純，航空煤油精煉，也用于潤滑油、基礎(chǔ)油、柴油等油品的精制，脫除油品中殘余的烯烴、膠質(zhì)、瀝青、堿性氮化物等雜質(zhì)。目前，國內(nèi)顆粒白土主要是替代美國TONSIL顆粒白土，用于芳烴聯(lián)合裝置中的烯烴脫除，航空煤油、溶劑油精煉等，純苯精制，起到脫除少量氮化物、膠質(zhì)、色素等作用。顆粒白土有時也叫濾油硅膠，使用濾油硅膠可以很好去除酸質(zhì)和油泥、生物膠體、絕緣材料的浸出物,可除去水份、雜質(zhì)和色譜分析烴類氣體，可用于污水處理和有毒氣體的過濾及石化油工業(yè)催化裂化。 5 干燥劑 　　膨潤土干燥劑具有吸附活性，靜態(tài)減濕和異味去除等功效。廣泛應(yīng)用于不能采用油封，氣相封存的產(chǎn)品中諸如：光學(xué)儀器、電子產(chǎn)品、醫(yī)學(xué)保健、食品包裝及軍工產(chǎn)品和民用產(chǎn)品的干燥空氣封存。與硅膠相比具有價格低廉，吸附速度快，制備成本低等優(yōu)點。與目前市售的其它類型干燥劑相比較，不僅吸附速度快，吸附能力高且無毒、無味、無接觸腐蝕性、無環(huán)境污染等特點，尤其應(yīng)用于食品包裝，對人體無損害。 膨潤土干燥劑出口量較大。 6 貓砂（顆粒膨潤土） 　　貓砂（顆粒膨潤土）采用優(yōu)質(zhì)天然膨潤土，經(jīng)過高溫干燥精致而成，具有色澤潔白美觀，吸附力強，比重小的特點，經(jīng)久耐用，適用于家庭寵物清潔衛(wèi)生之用。 貓砂（顆粒膨潤土）出口量較大。 7 污水處理 　　 用膨潤土作動物墊圈料處理廢水、臭氣膨潤土能使動物糞便容易分散、清理。由于圈養(yǎng)動物場和屠宰場、水產(chǎn)加工場產(chǎn)生的污水、臭氣對環(huán)境有害，可在這些場所撒膨潤土，回收高效肥料。 　　膨潤土可作為渾濁水的澄清劑，被污染水的防水劑、污水處理劑等。用膨潤土處理印染廢水、煤氣洗滌廢水、味精廠等廢水、廢物,去除率達99.5％。 在水庫上游撒膨潤土可使水庫不潔物質(zhì)絮凝沉入庫底經(jīng)生物凈化加以處理。 8 建筑工程　 　　 利用膨潤土上的潤滑性，粘結(jié)密封性，增稠性及膠凝性制成泥漿，用于各種土壤作業(yè)的襯壁防滲，如隔墻建造，灌漿、沉箱、打樁、土地防滲、水泥及混凝土施工添加劑，固體水利運輸，污水處理及隧道盾構(gòu)潤滑等。 用膨潤土防滲層鋪河道，可把有限的水引向遠方。膨潤土防水層可用天然鈉基膨潤土粉直接鋪，也可以用膨潤土與當?shù)赝翑嚢韬粚?，也可以將膨潤土夾在兩層織物之間形成防水(滲)毯(板)，快速修建起儲水池、儲水窯、輸水渠。 　　膨潤土可做防水材料，如瓦楞紙板裝膨潤土的防水板、兩層無紡布中間夾膨潤土的防水氈和一層無紡布一層塑料板中間夾膨潤土的雙重防水板，該材料已在地鐵、大壩底部、垃圾填埋場地下工程中大量使用。膨潤土具有高度的水密性和自身修補復(fù)原的功能，其防水有密實性（鈉膨潤土在水壓狀態(tài)下形成橫隔膜，厚度約5mm時，相當于100倍的30cm厚度粘土的密實度）、自保水性能好（鈉膨潤土和水反應(yīng)時，具有l(wèi)3－l6倍的膨脹力，因此能修補2mm以內(nèi)混凝土表面的裂紋）和具有永久的防水性能（鈉膨潤土不會發(fā)生老化或腐蝕現(xiàn)象）等特性。膨潤土對人體無害，具有極佳的環(huán)保性能。施工簡便。不需要加熱和粘貼，不受氣溫影響。同時，施工工期短，和其他防水材料比較，施工相對比軟簡單。只用釘子和墊圈。施工后不需要特別的檢查，如果發(fā)現(xiàn)防水缺陷也容易維修。 9 食品 　　在食品中作食品添加劑及乳化劑，可用作補鈣和減肥食品。 膨潤土可使果汁、糖汁澄清。 　　 膨潤土可使硬水軟化。 　　膨潤土以固定氮不沉淀的方式用于酒的澄清，減少乙醛的形成以及硫化氫的形成，消除所有外來的氣味。 10 涂料 　　膨潤土在造紙工業(yè)用作多功能白色涂料，它還在碎漿機中起抗縱搖吸附劑作用、在機械中起保持劑作用、在紙漿中起流變調(diào)整劑作用。 膨潤土還可生產(chǎn)涂料。在涂料中作粘滯調(diào)節(jié)劑和白色礦物填料，可部分或全部代替鈦白粉；還可部分取代聚乙烯醇，以及用作無紡布、石膏板顆粒的粘結(jié)劑。 　　膨潤土可對氧化淀粉粘合劑進行改性，既提高了膠的固含量，減少水份，還可堵塞和填補紙纖維（特別是草漿紙）的空隙，降低水份滲透率，從而提高粘合劑的初粘力和干燥速度。實驗證明膨潤土效果好，且價格低，是理想的快干劑。