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化學成分
膨潤土主要由蒙脫石組成,蒙脫石含量在85-90%;與蒙脫石伴生的粘土礦物有伊利石、高嶺石、埃洛石、綠泥石、水鋁英石以及一些間層粘土礦物。伴生的非粘土礦物有石英、長石、沸石、石膏、方解石、黃鐵礦等。
蒙脫石化學式為:Al2O3.4SiO2.3H2O;主要化學成分是二氧化硅、三氧化二鋁和水,還含有鐵、鎂、鈣、鈉、鉀等元素。
物理性質
膨潤土主要有白色、乳酪色、淡灰色、淡黃綠色、肉紅色、磚紅色、淡紅色、褐紅色以及黑色、斑雜色等;多呈致密堅硬塊狀,少數土狀,膨脹力強的在露頭上呈多孔狀或泡沫狀;油脂光澤、蠟狀光澤或土狀光澤;不透明。
硬度2.0~2.5;比重2.0~2.7;熔點1330~1430℃。
膨潤土具有吸水膨脹性、黏結性、吸附性、潤滑性、催化活性、觸變性、可塑性及陽離子交換性能等。根據蒙脫石所含層間可交換性陽離子種類,含量和結晶化學性質等,可將膨潤土劃分為鈉基、鈣基、鎂基及鈣—鈉基膨潤土等不同類型。
開發應用
膨潤土具有良好的物理化學性能,在國際上享有 “萬能粘土”的美譽,主要用于鑄造砂、鉆井泥漿、鐵礦球團、土木建筑工程及動物和家禽飼料等,可做凈化脫色劑、粘結劑、觸變劑、懸浮劑、穩定劑、充填料、催化劑等,廣泛用于農業、輕工業及化妝品、藥品等領域,是一種用途廣泛的天然礦物材料。
?機械制造業
膨潤土應用于鑄造主要作為型砂粘結劑使用。對于高壓造型、鋼鑄件及精密鑄件,由于要求熔點高,耐用性好,通常選用鈉基膨潤土,而輕型鑄件多采用鈣基膨潤土。
在鉆井作業中,需要使用泥漿來冷卻鉆頭、清除碎屑、保護井壁及平衡地壓,膨潤土通常作為泥漿添加劑使用。一般情況下,淺孔使用鈣基膨潤土,地層復雜時則用鈉基膨潤土。
膨潤土在鐵礦球團中主要作為粘結劑使用。
?化學品行業
經改性的膨潤土及經胺處理的有機膨潤土可用于油脂、油漆、油墨等行業作防沉劑、增稠劑;
石油化工、塑料和橡膠工業中的催化劑、填充劑、瀝青的乳化劑、洗滌劑、干燥劑、味精生產中的脫色澄清劑以及油脂的脫色劑;
牙膏和藥膏的粘合劑;
用于化妝品以及醫藥行業等。
?環保行業
膨潤土在廢水處理中主要作為吸附劑和絮凝劑使用;在固廢處理方面,膨潤土主要作為土地填埋防滲材料使用;在高危害性廢物處理工程中,由于膨潤土具有很強的吸濕膨脹性和較大的陽離子交換容量,對放射性核素起到機械屏障和化學屏障的雙重作用,在放射性核素的處理處置中有巨大的應用潛力,常作為高放射性廢物填埋處置的緩沖防滲材料,可以阻止地下水滲漏、核素遷移、支撐廢物容器和均勻巖體壓力等。
膨潤土的吸附性和干燥性在生產膨潤土貓砂時得以充分應用,使得膨潤土貓砂有一定的去味能力,和足夠的吸水性并能在吸收寵物尿液后形成有一定強度的塊體,便于清理。
?建材行業
在建材行業中,利用膨潤土的吸水膨脹性及吸附性能將其與水泥或硅酸鈉添加物混合可制成各種灌漿材料,用于處理條件變化較大的土壤,它們以流體形式注入土壤裂隙或裂縫,使之密封和固結;利用膨潤土制備成礦巖裂隙凝膠封堵劑可應用于自燃礦巖滅火;以石油瀝青為基料,以膨潤土為分散劑和增稠劑還可制成膨潤土乳化瀝青防水材料用于建筑屋面防水。
?農業
膨潤土在農業方面的應用主要有土壤改良、家畜飼料添加劑、農藥載體等。膨潤土與化肥混合可以固氨,并起到肥料的緩沖作用。改良砂質土壤,提高土壤水份保持能力;用膨潤土與農藥混合施用可使農藥毒性均勻分散,提高藥效;在動物飼料中添加膨潤土有利動物的生長發育,提高抗病能力。
? 其他應用
膨潤土的開發產品不斷問世,如做新型高效電池、用作滅火劑等。用膨潤土部分替代50%~60%的面粉和淀粉,制做干電池,可為電池制造業節省大量的糧食,降低能耗和制造成本;當林火發生時,噴射膨潤土懸浮液,可在較短時間內撲滅大范圍的林火。
儲量與分布
我國膨潤土的儲量世界第一位,種類齊全,分布廣,遍布26個省市,產量和出口均居世界前列。探明儲量的礦區有86處,總保有儲量礦石24.6億噸,地區分布上以廣西、新疆,內蒙古為多,分別占全國儲量的26.1%、13.9%和8.5%。主要膨潤土礦區有河北宣化、浙江余杭、河北隆化、遼寧黑山、遼寧建平、浙江臨安、甘肅金昌、新疆布克塞爾。就礦石成分看,鈉基膨潤土和鈣基膨潤土在總儲量中分別占約27%和31%。
最優產地
廣西、新疆、內蒙
【常見問題解答】
1、鈣基膨潤土和鈉基膨潤土的區別
膨潤土的層間陽離子種類決定膨潤土的類型,層間陽離子為Na+時稱鈉基膨潤土層間陽離子為Ca+時稱鈣基膨潤土。鈉基膨潤土的性質優于鈣基膨潤土,鈣基膨潤土可以改性為鈉基膨潤土。
2、有機膨潤土
有機膨潤土是用有機陽離子(如有機胺鹽、季銨鹽等)取代膨潤土層間的可交換離子,從而使膨潤土由親水性改為親油性的有機土。