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膨润土的作用及用途?

来源于上海凯茵化工

更新于 2026.08.20

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蒙脱石的性质和层间的交换性阳离子种类有很大关系。根据层间主要交换性阳离子的种类,通常蒙脱石分为钙蒙脱石和钠蒙脱石。

蒙脱石有吸附性和阳离子交换性能,可用于除去食油的毒素、汽油和煤油的净化、废水处理;由于有很好的吸水膨胀性能以及分散和悬浮及造浆性,因此用于钻井泥浆、阻燃(悬浮灭火);还可在造纸工业中做填料,可优化涂料的性能如附着力、遮盖力、耐水性、耐洗刷性等;由于有很好的粘结力,可代替淀粉用于纺织工业中的纱线上浆既节粮,又不起毛,桨后还不发出异味,真是一举双得。 总的说,钠质蒙脱石(或钠膨润土)的性质比钙质的好。但世界上钙质土的分布远广于钠质土,因此除了加强寻找钠质土外就是要对钙质土进行改性,使它成为钠质土。 膨润土(蒙脱石)由于有良好的物理化学性能,可做粘结剂、悬浮剂、触变剂、稳定剂、净化脱色剂、充填料、饲料、催化剂等,广泛用于农业、轻工业及化妆品、药品等领域,所以蒙脱石是一种用途广泛的天然矿物材料。 膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产,蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构,由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子,如Cu、Mg、Na、K等,且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不稳定,易被其它阳离子交换,故具有较好的离子交换性。国外已在工农业生产24个领域100多个部门中应用,有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。膨润土也叫斑脱岩,皂土或膨土岩。我国开发使用膨润土的历史悠久,原来只是做为一种洗涤剂。(四川仁寿地区数百年前就有露天矿,当地人称膨润土为土粉)。真正被广泛使用却只有百来年历史。美国最早发现是在怀俄明州的古地层中,呈黄绿色的粘土,加水后能膨胀成糊状,后来人们就把凡是有这种性质的粘土,统称为膨润土。其实膨润土的主要矿物成分是蒙脱石,含量在85-90%,膨润土的一些性质也都是由蒙脱石所决定的。蒙脱石可呈各种颜色如黄绿、黄白、灰、白色等等。可以成致密块状,也可为松散的土状,用手指搓磨时有滑感,小块体加水后体积胀大数倍至20-30倍,在水中呈悬浮状,水少时呈糊状。蒙脱石的性质和它的化学成分和内部结构有关。膨润土(蒙脱石)由于有良好的物理化学性能,可做净化脱色剂、粘结剂、触变剂、悬浮剂、稳定剂、充填料、饲料、催化剂等,广泛用于农业、轻工业及化妆品、药品等领域,所以蒙脱石是一种用途广泛的天然矿物材料。膨润土可用来作防水材料,如膨润土防水毯、膨润土防水板及其配套材料,釆用机械固定法铺设。应用于PH值为4到10的地下环境,含盐量较高的环境应采用经过改性处理的膨润土,并应检测合格后使用。,膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土矿。由于它具有特殊的性质。如膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性。所以广泛用于各个工业领域。

1铸造行业

膨润土应用于铸造主要应用于粘土粘结砂中,因为膨润土具有粘结力强、可塑性高、脱膜好、透气性优、高温湿态条件下物理化学性能稳定等特点。粘土粘结砂作造型材料生产铸件,本是历史悠久的工艺方法,在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天,粘土湿型砂仍是最重要的造型材料,其适用范围之广,耗用量之大,是任何其他造型材料都不能与之比拟的。近代的高压造型、射压造型、气冲造型、静压造型及无震击真空加压造型等新工艺,也都是以使用粘土湿型砂为前提的,粘土湿型砂适应造型条件的能力极强。铸造用膨润土主要有钠基膨润土和钙钠膨润土两类,钠基膨润土是由天然钠基膨润土或人工钠化膨润土加工而成,以其复用性好和湿压强度高而受铸造行业所欢迎。因具有良好的可塑性,可遏止铸件夹砂、结疤、掉块、砂型塌方等现象,加之成型性强、型腔强度高,便于金属行业浇铸湿态或干态型模,是精密铸件首选的型砂粘结剂。钙钠膨润土由天然基钙钠膨润土加工而成,是轻型铸件普遍采用的型砂粘结剂。它以实用和铸件清砂便捷而受用户欢迎。和其他黏结剂相比,膨润土有一个重要的特点,就是它具有一定的耐热能力。只要加热温度不太高,脱除了自由水的膨润土只要加水,仍能恢复粘能力。膨润土的粘结能力只有在加水以后才能表现出来。膨润土失去粘结能力,也与它的脱水有关。到目前为止,认为膨润土中的水分有三种形态:一种水是自由水,即膨润土颗粒吸附的水,加热到100℃以上,就可脱除自由水,脱除了自由水的膨润土,粘结能力不受影响;二种水是牢固结合水,110℃下长时间加热,膨润土可完全脱除自由水,但不会脱除牢固结合水。已完全脱除自由水的膨润土,再在较高的温度(如200℃,300℃)下加热仍会继续减重,说明仍有水分损失。膨润土经这样加热脱水后,只要加水,能完全恢复粘结能力;三种水是晶格水,也有人称之为结构水。晶格水只有在相当高的温度下才能部分或全部脱除。膨润水的晶格水脱除以后,即丧失粘结能力,成为死粘土。不同的膨润土,丧失粘结能力的温度不同。由差热分析实验证明:一般来说,天然钠膨润土的失效温度为638℃,钙膨润土为316℃。人工活化的钠膨润土,由于活化条件各异,失效温度不一,但都低于天然钠膨润土。

2钻井泥浆

膨润土是一种以蒙脱石为主要组分的粘土类矿物,具有强烈的吸水性,能吸收相当于本身体积8倍的水,体积膨胀10~30倍,在水溶液中呈悬浮和胶凝状态。在进行油、气钻井等项工作时,要使用泥浆来冷却钻头、清除碎屑、保护井壁及平衡地压。膨润土分散性好、出浆量大,因此是制造钻井泥浆的理想材料。用作钻井泥浆的膨润土,最重要的技术要求是悬浮性质、湿筛分析和水分含量。

膨润土在钻井中的重要作用,使它的用量非常大。据了解,平均每采一口井,大约使用膨润土8吨。

3铁矿球团

铁矿球团用膨润土是膨润土第三大的用户,每年用量为45万吨。

铁矿球团用膨润土是现代冶金工业的重要附料之一,将精矿铁粉加适量膨润土和水混合后在造球机中滚动成球状,然后干燥预热、焙烧结成有高强度的球团再进行冶炼。

4活性白土和颗粒白土

活性白土是用膨润土加工而成的一种化工产品,具有活性炭的多种功能,且价格远比活性炭便宜。因此,广泛应用于石油工业的各种矿物油、油脂工业的动植物油,固、液体石蜡、脂肪酸、废油再生、乙醇和苯等脱色精制。也可以用作葡萄酒和汁液的澄清、制糖工业的糖汁净化、化学工业的催化剂载体、粉剂农药的添料等。

我国活性白土的生产厂家约40个,年产量约为42万吨。最大的生产装置能力为5万t/a。活性白土的产地主要集中在东北、华北、华东等地区,产量占了全国的70%以上。目前,我国活性白土的需求量为65万t/a左右,每年还进口约4万吨。

颗粒白土是以活性白土为主要原料,经科学配方,化学处理而成的,外观为不定型小颗粒状,它比活性白土有更高的比表面积和颗粒强度,性能稳定,选择性好,具有很高的吸附能力,广泛用于石化行业芳烃提纯,航空煤油精炼,也用于润滑油、基础油、柴油等油品的精制,脱除油品中残余的烯烃、胶质、沥青、碱性氮化物等杂质。目前,国内颗粒白土主要是替代美国TONSIL颗粒白土,用于芳烃联合装置中的烯烃脱除,航空煤油、溶剂油精炼等,纯苯精制,起到脱除少量氮化物、胶质、色素等作用。颗粒白土有时也叫滤油硅胶,使用滤油硅胶可以很好去除酸质和油泥、生物胶体、绝缘材料的浸出物,可除去水份、杂质和色谱分析烃类气体,可用于污水处理和有毒气体的过滤及石化油工业催化裂化。

5干燥剂

膨润土干燥剂具有吸附活性,静态减湿和异味去除等功效。广泛应用于不能采用油封,气相封存的产品中诸如:光学仪器、电子产品、医学保健、食品包装及军工产品和民用产品的干燥空气封存。与硅胶相比具有价格低廉,吸附速度快,制备成本低等优点。与目前市售的其它类型干燥剂相比较,不仅吸附速度快,吸附能力高且无毒、无味、无接触腐蚀性、无环境污染等特点,尤其应用于食品包装,对人体无损害。

膨润土干燥剂出口量较大。

6猫砂(颗粒膨润土)

猫砂(颗粒膨润土)采用优质天然膨润土,经过高温干燥精致而成,具有色泽洁白美观,吸附力强,比重小的特点,经久耐用,适用于家庭宠物清洁卫生之用。

猫砂(颗粒膨润土)出口量较大。

7污水处理

用膨润土作动物垫圈料处理废水、臭气膨润土能使动物粪便容易分散、清理。由于圈养动物场和屠宰场、水产加工场产生的污水、臭气对环境有害,可在这些场所撒膨润土,回收高效肥料。

膨润土可作为浑浊水的澄清剂,被污染水的防水剂、污水处理剂等。用膨润土处理印染废水、煤气洗涤废水、味精厂等废水、废物,去除率达99.5%。

在水库上游撒膨润土可使水库不洁物质絮凝沉入库底经生物净化加以处理。

8建筑工程 

利用膨润土上的润滑性,粘结密封性,增稠性及胶凝性制成泥浆,用于各种土壤作业的衬壁防渗,如隔墙建造,灌浆、沉箱、打桩、土地防渗、水泥及混凝土施工添加剂,固体水利运输,污水处理及隧道盾构润滑等。

用膨润土防渗层铺河道,可把有限的水引向远方。膨润土防水层可用天然钠基膨润土粉直接铺,也可以用膨润土与当地土搅拌夯实,也可以将膨润土夹在两层织物之间形成防水(渗)毯(板),快速修建起储水池、储水窑、输水渠。

膨润土可做防水材料,如瓦楞纸板装膨润土的防水板、两层无纺布中间夹膨润土的防水毡和一层无纺布一层塑料板中间夹膨润土的双重防水板,该材料已在地铁、大坝底部、垃圾填埋场地下工程中大量使用。膨润土具有高度的水密性和自身修补复原的功能,其防水有密实性(钠膨润土在水压状态下形成横隔膜,厚度约5mm时,相当于100倍的30cm厚度粘土的密实度)、自保水性能好(钠膨润土和水反应时,具有l3-l6倍的膨胀力,因此能修补2mm以内混凝土表面的裂纹)和具有永久的防水性能(钠膨润土不会发生老化或腐蚀现象)等特性。膨润土对人体无害,具有极佳的环保性能。施工简便。不需要加热和粘贴,不受气温影响。同时,施工工期短,和其他防水材料比较,施工相对比软简单。只用钉子和垫圈。施工后不需要特别的检查,如果发现防水缺陷也容易维修。

9食品

在食品中作食品添加剂及乳化剂,可用作补钙和减肥食品。

膨润土可使果汁、糖汁澄清。

膨润土可使硬水软化。

膨润土以固定氮不沉淀的方式用于酒的澄清,减少乙醛的形成以及硫化氢的形成,消除所有外来的气味。

10涂料

膨润土在造纸工业用作多功能白色涂料,它还在碎浆机中起抗纵摇吸附剂作用、在机械中起保持剂作用、在纸浆中起流变调整剂作用。

膨润土还可生产涂料。在涂料中作粘滞调节剂和白色矿物填料,可部分或全部代替钛白粉;还可部分取代聚乙烯醇,以及用作无纺布、石膏板颗粒的粘结剂。

膨润土可对氧化淀粉粘合剂进行改性,既提高了胶的固含量,减少水份,还可堵塞和填补纸纤维(特别是草浆纸)的空隙,降低水份渗透率,从而提高粘合剂的初粘力和干燥速度。实验证明膨润土效果好,且价格低,是理想的快干剂。 0 ,1铸造行业

铸造用膨润土是膨润土最大的用户,每年用量为110万吨。

膨润土应用于铸造主要应用于粘土粘结砂中,因为膨润土具有粘结力强、可塑性高、脱膜好、透气性优、高温湿态条件下物理化学性能稳定等特点。粘土粘结砂作造型材料生产铸件,本是历史悠久的工艺方法,在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天,粘土湿型砂仍是最重要的造型材料,其适用范围之广,耗用量之大,是任何其他造型材料都不能与之比拟的。近代的高压造型、射压造型、气冲造型、静压造型及无震击真空加压造型等新工艺,也都是以使用粘土湿型砂为前提的,粘土湿型砂适应造型条件的能力极强。铸造用膨润土主要有钠基膨润土和钙钠膨润土两类,钠基膨润土是由天然钠基膨润土或人工钠化膨润土加工而成,以其复用性好和湿压强度高而受铸造行业所欢迎。因具有良好的可塑性,可遏止铸件夹砂、结疤、掉块、砂型塌方等现象,加之成型性强、型腔强度高,便于金属行业浇铸湿态或干态型模,是精密铸件首选的型砂粘结剂。钙钠膨润土由天然基钙钠膨润土加工而成,是轻型铸件普遍采用的型砂粘结剂。它以实用和铸件清砂便捷而受用户欢迎。和其他黏结剂相比,膨润土有一个重要的特点,就是它具有一定的耐热能力。只要加热温度不太高,脱除了自由水的膨润土只要加水,仍能恢复粘能力。膨润土的粘结能力只有在加水以后才能表现出来。膨润土失去粘结能力,也与它的脱水有关。到目前为止,认为膨润土中的水分有三种形态:一种水是自由水,即膨润土颗粒吸附的水,加热到100℃以上,就可脱除自由水,脱除了自由水的膨润土,粘结能力不受影响;二种水是牢固结合水,110℃下长时间加热,膨润土可完全脱除自由水,但不会脱除牢固结合水。已完全脱除自由水的膨润土,再在较高的温度(如200℃,300℃)下加热仍会继续减重,说明仍有水分损失。膨润土经这样加热脱水后,只要加水,能完全恢复粘结能力;三种水是晶格水,也有人称之为结构水。晶格水只有在相当高的温度下才能部分或全部脱除。膨润水的晶格水脱除以后,即丧失粘结能力,成为死粘土。不同的膨润土,丧失粘结能力的温度不同。由差热分析实验证明:一般来说,天然钠膨润土的失效温度为638℃,钙膨润土为316℃。人工活化的钠膨润土,由于活化条件各异,失效温度不一,但都低于天然钠膨润土。 2钻井泥浆

钻井泥浆用膨润土是膨润土第二大的用户,每年用量为70万吨。

膨润土是一种以蒙脱石为主要组分的粘土类矿物,具有强烈的吸水性,能吸收相当于本身体积8倍的水,体积膨胀10~30倍,在水溶液中呈悬浮和胶凝状态。在进行油、气钻井等项工作时,要使用泥浆来冷却钻头、清除碎屑、保护井壁及平衡地压。膨润土分散性好、出浆量大,因此是制造钻井泥浆的理想材料。用作钻井泥浆的膨润土,最重要的技术要求是悬浮性质、湿筛分析和水分含量。 膨润土在钻井中的重要作用,使它的用量非常大。据了解,平均每采一口井,大约使用膨润土8吨。 3铁矿球团

铁矿球团用膨润土是膨润土第三大的用户,每年用量为45万吨。 铁矿球团用膨润土是现代冶金工业的重要附料之一,将精矿铁粉加适量膨润土和水混合后在造球机中滚动成球状,然后干燥预热、焙烧结成有高强度的球团再进行冶炼。 4活性白土和颗粒白土

活性白土是用膨润土加工而成的一种化工产品,具有活性炭的多种功能,且价格远比活性炭便宜。因此,广泛应用于石油工业的各种矿物油、油脂工业的动植物油,固、液体石蜡、脂肪酸、废油再生、乙醇和苯等脱色精制。也可以用作葡萄酒和汁液的澄清、制糖工业的糖汁净化、化学工业的催化剂载体、粉剂农药的添料等。 我国活性白土的生产厂家约40个,年产量约为42万吨。最大的生产装置能力为5万t/a。活性白土的产地主要集中在东北、华北、华东等地区,产量占了全国的70%以上。目前,我国活性白土的需求量为65万t/a左右,每年还进口约4万吨。

颗粒白土是以活性白土为主要原料,经科学配方,化学处理而成的,外观为不定型小颗粒状,它比活性白土有更高的比表面积和颗粒强度,性能稳定,选择性好,具有很高的吸附能力,广泛用于石化行业芳烃提纯,航空煤油精炼,也用于润滑油、基础油、柴油等油品的精制,脱除油品中残余的烯烃、胶质、沥青、碱性氮化物等杂质。目前,国内颗粒白土主要是替代美国TONSIL颗粒白土,用于芳烃联合装置中的烯烃脱除,航空煤油、溶剂油精炼等,纯苯精制,起到脱除少量氮化物、胶质、色素等作用。颗粒白土有时也叫滤油硅胶,使用滤油硅胶可以很好去除酸质和油泥、生物胶体、绝缘材料的浸出物,可除去水份、杂质和色谱分析烃类气体,可用于污水处理和有毒气体的过滤及石化油工业催化裂化。 5干燥剂

膨润土干燥剂具有吸附活性,静态减湿和异味去除等功效。广泛应用于不能采用油封,气相封存的产品中诸如:光学仪器、电子产品、医学保健、食品包装及军工产品和民用产品的干燥空气封存。与硅胶相比具有价格低廉,吸附速度快,制备成本低等优点。与目前市售的其它类型干燥剂相比较,不仅吸附速度快,吸附能力高且无毒、无味、无接触腐蚀性、无环境污染等特点,尤其应用于食品包装,对人体无损害。 膨润土干燥剂出口量较大。 6猫砂(颗粒膨润土)

猫砂(颗粒膨润土)采用优质天然膨润土,经过高温干燥精致而成,具有色泽洁白美观,吸附力强,比重小的特点,经久耐用,适用于家庭宠物清洁卫生之用。 猫砂(颗粒膨润土)出口量较大。 7污水处理

用膨润土作动物垫圈料处理废水、臭气膨润土能使动物粪便容易分散、清理。由于圈养动物场和屠宰场、水产加工场产生的污水、臭气对环境有害,可在这些场所撒膨润土,回收高效肥料。

膨润土可作为浑浊水的澄清剂,被污染水的防水剂、污水处理剂等。用膨润土处理印染废水、煤气洗涤废水、味精厂等废水、废物,去除率达99.5%。 在水库上游撒膨润土可使水库不洁物质絮凝沉入库底经生物净化加以处理。 8建筑工程 

利用膨润土上的润滑性,粘结密封性,增稠性及胶凝性制成泥浆,用于各种土壤作业的衬壁防渗,如隔墙建造,灌浆、沉箱、打桩、土地防渗、水泥及混凝土施工添加剂,固体水利运输,污水处理及隧道盾构润滑等。 用膨润土防渗层铺河道,可把有限的水引向远方。膨润土防水层可用天然钠基膨润土粉直接铺,也可以用膨润土与当地土搅拌夯实,也可以将膨润土夹在两层织物之间形成防水(渗)毯(板),快速修建起储水池、储水窑、输水渠。

膨润土可做防水材料,如瓦楞纸板装膨润土的防水板、两层无纺布中间夹膨润土的防水毡和一层无纺布一层塑料板中间夹膨润土的双重防水板,该材料已在地铁、大坝底部、垃圾填埋场地下工程中大量使用。膨润土具有高度的水密性和自身修补复原的功能,其防水有密实性(钠膨润土在水压状态下形成横隔膜,厚度约5mm时,相当于100倍的30cm厚度粘土的密实度)、自保水性能好(钠膨润土和水反应时,具有l3-l6倍的膨胀力,因此能修补2mm以内混凝土表面的裂纹)和具有永久的防水性能(钠膨润土不会发生老化或腐蚀现象)等特性。膨润土对人体无害,具有极佳的环保性能。施工简便。不需要加热和粘贴,不受气温影响。同时,施工工期短,和其他防水材料比较,施工相对比软简单。只用钉子和垫圈。施工后不需要特别的检查,如果发现防水缺陷也容易维修。 9食品

在食品中作食品添加剂及乳化剂,可用作补钙和减肥食品。 膨润土可使果汁、糖汁澄清。

膨润土可使硬水软化。

膨润土以固定氮不沉淀的方式用于酒的澄清,减少乙醛的形成以及硫化氢的形成,消除所有外来的气味。 10涂料

膨润土在造纸工业用作多功能白色涂料,它还在碎浆机中起抗纵摇吸附剂作用、在机械中起保持剂作用、在纸浆中起流变调整剂作用。 膨润土还可生产涂料。在涂料中作粘滞调节剂和白色矿物填料,可部分或全部代替钛白粉;还可部分取代聚乙烯醇,以及用作无纺布、石膏板颗粒的粘结剂。

膨润土可对氧化淀粉粘合剂进行改性,既提高了胶的固含量,减少水份,还可堵塞和填补纸纤维(特别是草浆纸)的空隙,降低水份渗透率,从而提高粘合剂的初粘力和干燥速度。实验证明膨润土效果好,且价格低,是理想的快干剂。 0 ,膨润土是一种黏土岩、亦称蒙脱石黏土岩、常含少量伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、沸石、石英、长石、方解石等;一般为白色、淡黄色,因含铁量变化又呈浅灰、浅绿、粉红、褐红、砖红、灰黑色等;具蜡状、土状或油脂光泽;膨润土有的松散如土,也有的致密坚硬。主要化学成分是二氧化硅、三氧化二铝和水,还含有铁、镁、钙、钠、钾等元素,Na2O和CaO含量对膨润土的物理化学性质和工艺技术性能影响颇大。蒙脱石矿物属单斜晶系,通常呈土状块体,白色,有时带浅红、浅绿、淡黄等色。光泽暗淡。硬度1~2,密度2~3g/cm3。按蒙脱石可交换阳离子的种类、含量和层间电荷大小,膨润土可分为钠基膨润土(碱性土)、钙基膨润土(碱土性土)、天然漂白土(酸性土或酸性白土),其中钙基膨润土又包括钙钠基和钙镁基等。膨润土具有强的吸湿性和膨胀性,可吸附8~15倍于自身体积的水量,体积膨胀可达数倍至30倍;在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状,这种介质溶液具有一定的黏滞性、触变性和润滑性;有较强的阳离子交换能力;对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力,最大吸附量可达5倍于自身的重量;它与水、泥或细沙的掺和物具有可塑性和黏结性;具有表面活性的酸性漂白土(活性白土、天然漂白土-酸性白土)能吸附有色离子。 吸附性 吸附是所有固体物质存在的自然现象。我们将某些分子聚集在膨润土表面的现象,称为膨润土的吸附作用。这种吸附作用在工业上得到了广泛应用。如钻井泥浆经常利用膨润土矿物的吸附特性来调整不同使用目的的泥浆参数,如添加降滤失剂,就是通过高分子聚合物一端吸附在膨润土颗粒表面,另一端溶于水使膨润土颗粒和水分子之间产生了一种间接的联系。形成了一种桥联作用,减少了泥浆中的自由水,改变了泥浆的性能参数,达到降低滤失率的目的。 膨润土吸附可以分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三种类型。 l)物理吸附。物理吸附是靠吸附剂与吸附质之间分子间引力产生的,即我们常说的范德华力产生的。物理吸附是一种可逆的吸附过程,吸附速度与脱附速度在一定条件下呈动态平衡。产生物理吸附的主要原因是膨润土表面分子其有表面能。由于膨润土在水中高度分散,物理吸附现象十分明显。 2)化学吸附。化学吸附是靠吸附剂与吸附质之间的化学键力而产生的,化学吸附作用一般不可逆。在钻井泥浆中应用化学处理剂就是化学吸附作用的典型例子,如铁铬木质素磺酸盐加入到膨润土泥浆中就是利用铬离子在膨润土晶体的边缘上发生整合吸附。这种化学吸附作用明显比物理吸附作用要稳定。因此用铁铬木质素磺酸盐处理的膨润土泥浆具有较高的抗温能力,可作为地热和超深井的抗高温泥浆体系。 3)离子交换吸附。膨润土矿物晶体一般带负电荷,因此在膨润土颗粒表面要吸附等当量的相反电荷的阳离子。吸附的阳离子可以和溶液中的阳离子发生交换作用,这种作用称为离子交换吸附。离子交换吸附的特点是:同号离子相互交换,等电量相互交换。离子交换吸附的反应是可逆的,吸附和脱附的速度受离子浓度的影响,这种影响符合质量作用定律。 影响膨润土矿物吸附作用的因素是: 1)膨润土类型的影响。钠质膨润土的吸附能力明显比钙质等其他类型的膨润土矿物吸附能力强。 2)膨润土颗粒粉碎粒度大小的影响。根据固体吸附的理论,进行粉碎的膨润土矿物的吸附能力明显提高,粉碎矿物越细,吸附作用越强。 3)溶液介质的影响。根据双电层理论,膨润土矿物晶体带负电,在形成双电层时会进行离子交换。如果溶液中离子浓度过高会压缩膨润土颗粒双电层,抑制膨润土的分散和扩散,甚至使膨润土产生凝聚和聚结。 膨胀性 膨润土遇水就膨胀,这种自然现象产生的主要原因是膨润土矿物晶层间距加大,水分子进入了矿物的晶层,另外引起膨润土膨胀的原因还有膨润土矿物的阳离子交换作用。膨胀性与膨润土的属性和蒙脱石含量关系极大,钠质膨润土的膨胀性明显比钙质膨润土要强,另外纯度较高、蒙脱石含量高的膨润土的膨胀性要强。因此,在实际应用时,如果我们主要想利用膨润土矿物的膨胀性,那么我们在考虑膨润土矿物的种类时首先要选择钠质膨润土矿,其次要考虑蒙脱石含量高的钠质膨润土。在机械铸造和铁矿球团工作中,对膨胀性要求较高。大量的钙质膨润土质,达不到使用要求,因此在使用前需要对钙质膨润土进行改性处理。 钠质膨润土的分散程度较钙质膨润土高,钠质膨润土的吸水率高、膨胀倍数大。钠质膨润土和钙质膨润上吸水膨胀产生不同结果的原因是: 1)阳离子可以将膨润土颗粒联结在起,制约了膨润土颗粒的分散。多价离子比一价离子电荷密度大,颗粒之间产生较强的静电引力,使膨润土颗粒联结的能力强,因此钙质膨润土的分散能力比钠质膨润土要弱。 2)蒙脱石晶格置换产生的负电荷要吸附电性相反的离子来平衡溶液的电性。这些电性相反的离子是以水化离子形式存在于溶液当中,带负电荷的蒙脱石颗粒吸附水化阳离子形成双电层。双电层的厚度与反离子价数的两次方成反比,即阳离子价高,水化膜薄,膨胀倍数低;而阳离子价效低,水化膜厚,膨胀倍数高。 3)钠质膨润土晶层吸附水的厚度是三层,钙质膨润土晶层吸附水的厚度是四层。在极性水分子的作用下,由于静电引力较小,钠质膨润土晶层之间可以产生较大的晶层间距,而钙质膨润土由于晶层间的朴电引力较大,极性水分子不易进入晶层之间,因此,钙质膨润土晶层间产生的距离明显比钠质膨润土小,表现在钙质膨润土比钠质膨润土难于在水中分散、膨胀倍数低。实质上,蒙脱石的膨胀性受其化学成分控制,含钠离子多的蒙脱石可以待续不断地膨胀,直至成为一种凝胶状态。含钙离子多的蒙脱石只能从干操状态到含水状态膨胀是有限度的。我们在了解了影响膨润上膨胀性的深层次的原因后,可以人为有效地控制膨润土矿物的膨胀性能,使之达到最佳使用效果。 造浆性 造浆率是膨润土颗粒在水中分散形成悬浮液,并且这种悬浮液的表观粘度为15*10-3Ps·s时每吨膨润土造浆的立方数是衡量膨润土质量的一项重要指标,一般钠质膨润土的造浆性能比钙质膨润土要好。计其选浆率公式是: 造桨率(m3/t)=水的体积(mL)/土的质量(g)+1/土的密度一般在测试表观粘度时配制表观粘度在10~25(*10-3Pa·s)范围内三杯泥浆,经过搅拌静止放置16h,再搅拌,测试粘度,然后在单对数坐标纸上标出三点的位置,进行连线,在坐标上求出表观粘度为15*10-3Pa·s时的加土量。 应用 蒙脱石的性质和层间的交换性阳离子种类有很大关系。根据层间主要交换性阳离子的种类,通常蒙脱石分为钙蒙脱石和钠蒙脱石。 蒙脱石有吸附性和阳离子交换性能,可用于除去食油的毒素、汽油和煤油的净化、废水处理;由于有很好的吸水膨胀性能以及分散和悬浮及造浆性,因此用于钻井泥浆、阻燃(悬浮灭火);还可在造纸工业中做填料,可优化涂料的性能如附着力、遮盖力、耐水性、耐洗刷性等;由于有很好的粘结力,可代替淀粉用于纺织工业中的纱线上浆既节粮,又不起毛,桨后还不发出异味,真是一举双得。 总的说,钠质蒙脱石(或钠膨润土)的性质比钙质的好。 膨润土(蒙脱石)由于有良好的物理化学性能,可做净化脱色剂、粘结剂、触变剂、悬浮剂、稳定剂、充填料、饲料、催化剂等,广泛用于农业、轻工业及化妆品、药品等领域,所以蒙脱石是一种用途广泛的天然矿物材料。 膨润土可用来作防水材料,如膨润土防水毯、膨润土防水板及其配套材料,釆用机械固定法铺设。应用于PH值为4到10的地下环境,含盐量较高的环境应采用经过改性处理的膨润土,并应检测合格后使用。 组成 1898年美国地质学者Knighl在美国怀俄明州落基山河附近发现了一种绿黄色吸水膨胀的粘土物质,由于产地为:“FortBeton”,因而取名膨润土(Betonite)。膨润土也叫斑脱岩或膨土岩,膨润土的主要矿物功效成分是蒙脱石,高品位的含量在85-90%,膨润土的一些性质也都是由蒙脱石所决定的。 蒙脱石可呈各种颜色如黄绿、黄白、灰、白色等等。可以成致密块状,也可为松散的土状,用手指搓磨时有滑感,小块体加水后体积胀大,在水中呈悬浮状,水少时呈糊状。蒙脱石有吸附性和阳离子交换性能,可用于除去石油的毒素、汽油和煤油的净化、废水处理。 0 ,膨润土用途非常广泛:

1铸造行业

铸造用膨润土是膨润土最大的用户,每年用量为110万吨。

膨润土应用于铸造主要应用于粘土粘结砂中,因为膨润土具有粘结力强、可塑性高、脱膜好、透气性优、高温湿态条件下物理化学性能稳定等特点。粘土粘结砂作造型材料生产铸件,本是历史悠久的工艺方法,在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天,粘土湿型砂仍是最重要的造型材料,其适用范围之广,耗用量之大,是任何其他造型材料都不能与之比拟的。近代的高压造型、射压造型、气冲造型、静压造型及无震击真空加压造型等新工艺,也都是以使用粘土湿型砂为前提的,粘土湿型砂适应造型条件的能力极强。铸造用膨润土主要有钠基膨润土和钙钠膨润土两类,钠基膨润土是由天然钠基膨润土或人工钠化膨润土加工而成,以其复用性好和湿压强度高而受铸造行业所欢迎。因具有良好的可塑性,可遏止铸件夹砂、结疤、掉块、砂型塌方等现象,加之成型性强、型腔强度高,便于金属行业浇铸湿态或干态型模,是精密铸件首选的型砂粘结剂。钙钠膨润土由天然基钙钠膨润土加工而成,是轻型铸件普遍采用的型砂粘结剂。它以实用和铸件清砂便捷而受用户欢迎。和其他黏结剂相比,膨润土有一个重要的特点,就是它具有一定的耐热能力。只要加热温度不太高,脱除了自由水的膨润土只要加水,仍能恢复粘能力。膨润土的粘结能力只有在加水以后才能表现出来。膨润土失去粘结能力,也与它的脱水有关。到目前为止,认为膨润土中的水分有三种形态:一种水是自由水,即膨润土颗粒吸附的水,加热到100℃以上,就可脱除自由水,脱除了自由水的膨润土,粘结能力不受影响;二种水是牢固结合水,110℃下长时间加热,膨润土可完全脱除自由水,但不会脱除牢固结合水。已完全脱除自由水的膨润土,再在较高的温度(如200℃,300℃)下加热仍会继续减重,说明仍有水分损失。膨润土经这样加热脱水后,只要加水,能完全恢复粘结能力;三种水是晶格水,也有人称之为结构水。晶格水只有在相当高的温度下才能部分或全部脱除。膨润水的晶格水脱除以后,即丧失粘结能力,成为死粘土。不同的膨润土,丧失粘结能力的温度不同。由差热分析实验证明:一般来说,天然钠膨润土的失效温度为638℃,钙膨润土为316℃。人工活化的钠膨润土,由于活化条件各异,失效温度不一,但都低于天然钠膨润土。 2钻井泥浆

钻井泥浆用膨润土是膨润土第二大的用户,每年用量为70万吨。

膨润土是一种以蒙脱石为主要组分的粘土类矿物,具有强烈的吸水性,能吸收相当于本身体积8倍的水,体积膨胀10~30倍,在水溶液中呈悬浮和胶凝状态。在进行油、气钻井等项工作时,要使用泥浆来冷却钻头、清除碎屑、保护井壁及平衡地压。膨润土分散性好、出浆量大,因此是制造钻井泥浆的理想材料。用作钻井泥浆的膨润土,最重要的技术要求是悬浮性质、湿筛分析和水分含量。 膨润土在钻井中的重要作用,使它的用量非常大。据了解,平均每采一口井,大约使用膨润土8吨。 3铁矿球团

铁矿球团用膨润土是膨润土第三大的用户,每年用量为45万吨。 铁矿球团用膨润土是现代冶金工业的重要附料之一,将精矿铁粉加适量膨润土和水混合后在造球机中滚动成球状,然后干燥预热、焙烧结成有高强度的球团再进行冶炼。

4活性白土和颗粒白土

活性白土是用膨润土加工而成的一种化工产品,具有活性炭的多种功能,且价格远比活性炭便宜。因此,广泛应用于石油工业的各种矿物油、油脂工业的动植物油,固、液体石蜡、脂肪酸、废油再生、乙醇和苯等脱色精制。也可以用作葡萄酒和汁液的澄清、制糖工业的糖汁净化、化学工业的催化剂载体、粉剂农药的添料等。 我国活性白土的生产厂家约40个,年产量约为42万吨。最大的生产装置能力为5万t/a。活性白土的产地主要集中在东北、华北、华东等地区,产量占了全国的70%以上。目前,我国活性白土的需求量为65万t/a左右,每年还进口约4万吨。

颗粒白土是以活性白土为主要原料,经科学配方,化学处理而成的,外观为不定型小颗粒状,它比活性白土有更高的比表面积和颗粒强度,性能稳定,选择性好,具有很高的吸附能力,广泛用于石化行业芳烃提纯,航空煤油精炼,也用于润滑油、基础油、柴油等油品的精制,脱除油品中残余的烯烃、胶质、沥青、碱性氮化物等杂质。目前,国内颗粒白土主要是替代美国TONSIL颗粒白土,用于芳烃联合装置中的烯烃脱除,航空煤油、溶剂油精炼等,纯苯精制,起到脱除少量氮化物、胶质、色素等作用。颗粒白土有时也叫滤油硅胶,使用滤油硅胶可以很好去除酸质和油泥、生物胶体、绝缘材料的浸出物,可除去水份、杂质和色谱分析烃类气体,可用于污水处理和有毒气体的过滤及石化油工业催化裂化。 5干燥剂

膨润土干燥剂具有吸附活性,静态减湿和异味去除等功效。广泛应用于不能采用油封,气相封存的产品中诸如:光学仪器、电子产品、医学保健、食品包装及军工产品和民用产品的干燥空气封存。与硅胶相比具有价格低廉,吸附速度快,制备成本低等优点。与目前市售的其它类型干燥剂相比较,不仅吸附速度快,吸附能力高且无毒、无味、无接触腐蚀性、无环境污染等特点,尤其应用于食品包装,对人体无损害。 膨润土干燥剂出口量较大。 6猫砂(颗粒膨润土)

猫砂(颗粒膨润土)采用优质天然膨润土,经过高温干燥精致而成,具有色泽洁白美观,吸附力强,比重小的特点,经久耐用,适用于家庭宠物清洁卫生之用。 猫砂(颗粒膨润土)出口量较大。

7污水处理

用膨润土作动物垫圈料处理废水、臭气膨润土能使动物粪便容易分散、清理。由于圈养动物场和屠宰场、水产加工场产生的污水、臭气对环境有害,可在这些场所撒膨润土,回收高效肥料。

膨润土可作为浑浊水的澄清剂,被污染水的防水剂、污水处理剂等。用膨润土处理印染废水、煤气洗涤废水、味精厂等废水、废物,去除率达99.5%。 在水库上游撒膨润土可使水库不洁物质絮凝沉入库底经生物净化加以处理。 8建筑工程 

利用膨润土上的润滑性,粘结密封性,增稠性及胶凝性制成泥浆,用于各种土壤作业的衬壁防渗,如隔墙建造,灌浆、沉箱、打桩、土地防渗、水泥及混凝土施工添加剂,固体水利运输,污水处理及隧道盾构润滑等。 用膨润土防渗层铺河道,可把有限的水引向远方。膨润土防水层可用天然钠基膨润土粉直接铺,也可以用膨润土与当地土搅拌夯实,也可以将膨润土夹在两层织物之间形成防水(渗)毯(板),快速修建起储水池、储水窑、输水渠。

膨润土可做防水材料,如瓦楞纸板装膨润土的防水板、两层无纺布中间夹膨润土的防水毡和一层无纺布一层塑料板中间夹膨润土的双重防水板,该材料已在地铁、大坝底部、垃圾填埋场地下工程中大量使用。膨润土具有高度的水密性和自身修补复原的功能,其防水有密实性(钠膨润土在水压状态下形成横隔膜,厚度约5mm时,相当于100倍的30cm厚度粘土的密实度)、自保水性能好(钠膨润土和水反应时,具有l3-l6倍的膨胀力,因此能修补2mm以内混凝土表面的裂纹)和具有永久的防水性能(钠膨润土不会发生老化或腐蚀现象)等特性。膨润土对人体无害,具有极佳的环保性能。施工简便。不需要加热和粘贴,不受气温影响。同时,施工工期短,和其他防水材料比较,施工相对比软简单。只用钉子和垫圈。施工后不需要特别的检查,如果发现防水缺陷也容易维修。 9食品

在食品中作食品添加剂及乳化剂,可用作补钙和减肥食品。 膨润土可使果汁、糖汁澄清。

膨润土可使硬水软化。

膨润土以固定氮不沉淀的方式用于酒的澄清,减少乙醛的形成以及硫化氢的形成,消除所有外来的气味。 10涂料

膨润土在造纸工业用作多功能白色涂料,它还在碎浆机中起抗纵摇吸附剂作用、在机械中起保持剂作用、在纸浆中起流变调整剂作用。

膨润土还可生产涂料。在涂料中作粘滞调节剂和白色矿物填料,可部分或全部代替钛白粉;还可部分取代聚乙烯醇,以及用作无纺布、石膏板颗粒的粘结剂。

膨润土可对氧化淀粉粘合剂进行改性,既提高了胶的固含量,减少水份,还可堵塞和填补纸纤维(特别是草浆纸)的空隙,降低水份渗透率,从而提高粘合剂的初粘力和干燥速度。实验证明膨润土效果好,且价格低,是理想的快干剂。

0 ,膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产,蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构,由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子,如Cu、Mg、Na、K等,且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不稳定,易被其它阳离子交换,故具有较好的离子交换性。国外已在工农业生产24个领域100多个部门中应用,有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。膨润土也叫斑脱岩,皂土或膨土岩。我国开发使用膨润土的历史悠久,原来只是做为一种洗涤剂。(四川仁寿地区数百年前就有露天矿,当地人称膨润土为土粉)。真正被广泛使用却只有百来年历史。美国最早发现是在怀俄明州的古地层中,呈黄绿色的粘土,加水后能膨胀成糊状,后来人们就把凡是有这种性质的粘土,统称为膨润土。其实膨润土的主要矿物成分是蒙脱石,含量在85-90%,膨润土的一些性质也都是由蒙脱石所决定的。蒙脱石可呈各种颜色如黄绿、黄白、灰、白色等等。可以成致密块状,也可为松散的土状,用手指搓磨时有滑感,小块体加水后体积胀大数倍至20-30倍,在水中呈悬浮状,水少时呈糊状。蒙脱石的性质和它的化学成分和内部结构有关。膨润土(蒙脱石)由于有良好的物理化学性能,可做净化脱色剂、粘结剂、触变剂、悬浮剂、稳定剂、充填料、饲料、催化剂等,广泛用于农业、轻工业及化妆品、药品等领域,所以蒙脱石是一种用途广泛的天然矿物材料。膨润土可用来作防水材料,如膨润土防水毯、膨润土防水板及其配套材料,釆用机械固定法铺设。应用于PH值为4到10的地下环境,含盐量较高的环境应采用经过改性处理的膨润土,并应检测合格后使用。 0 ,1、铸造型砂粘结剂、快干涂料2、铁矿球团粘结剂 3、钻井泥浆4、涂料

5、食用油脱色脱脂6、石化工业

7、动物饲料 8、农药

9、农肥 

10、植树造林 11、建筑12、建材

13、纺织、丝绸印染

14、日化产品15、食品工业

16、防雷接地17、医药用品 

18、污水处理  0

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