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發(fā)表于 2004-2-29 16:40:28
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膨 潤 土<p>一、礦產(chǎn)名稱<p>膨潤土( Bentonite),又稱斑脫巖、膨土巖等,是以蒙脫石為主要成分的粘土巖—蒙脫石粘土巖。<p>二、礦床類型及其分布<p>1.礦床的成因類型<p>膨潤土礦的成因分為火山巖型礦床、火山巖—沉積型礦床、沉積礦床、侵入巖型礦床。火山巖型礦床實例有遼寧黑山、吉林九臺、浙江仇山、河南信陽、山東涌泉莊等;火山巖—沉積巖型礦床實例有浙江平山、安徽新潭、內(nèi)蒙高廟子等;沉積礦床實例如廣西寧明、甘肅紅泉、四川三臺等;侵入巖型礦床如江蘇平橋、湖南金沙洲等。<p>2.礦床的工業(yè)類型<p>膨潤土的目的礦物是蒙脫石(Montmorillonite)亦稱微晶高嶺石或膠嶺石,是含少量堿及堿土金屬的含水鋁硅酸鹽礦物,其化學(xué)通式為:<p>Nax(H2O)4{(Al2-xMgX)[Si4O10](OH)2}<p> ENa++EK+<p> ECa2++EMg2+<br> <br>根據(jù)蒙脫石層間可交換陽離子種類、含量將膨潤土劃分為鈉基膨潤土(堿性土)、鈣基膨潤土(堿土性土)和天然漂白土(酸性土)三種。其中鈣基膨潤土包括鈣鈉基、鈣鎂基等膨潤土。鈣基膨潤土和鈉基膨潤土這二種工業(yè)類型是根據(jù)礦石的堿性系數(shù)劃分的。堿性系數(shù)( )大于或等于1的為鈉基膨潤土礦,小于1的為鈣基膨潤土礦,天然漂白土則是以交換陽離子為H+、Al 3+確定的。<p>3.礦產(chǎn)的分布情況<p>世界膨潤土資源豐富,分布甚廣。世界膨潤土總儲量約為25億噸,其中美國、原蘇聯(lián)和中國的儲量占世界儲量的3/4,其次是意大利、希臘、澳大利亞和德國。鈣基膨潤土約占70~80%,鈉基膨潤土儲量不足5億噸。因此,世界膨潤土資源雖然十分豐富,但用量最大的優(yōu)質(zhì)鈉基膨潤土卻十分短缺。<p>我國膨潤土90%為鈣基膨潤土。膨潤土礦產(chǎn)遍布全國23個省,大型礦床20多個。大多數(shù)礦床集中在東北三省及東部沿海各省,以及新疆、四川、甘肅、河南、廣西等省。主要礦區(qū)有:遼寧黑山礦、浙江臨安礦、浙江仇山礦、四川三臺、甘肅酒泉、吉林雙陽、福建連城、吉林九臺、山東濰縣涌泉、河南信陽、河北張家口和宣化、新疆托克遜礦等。<p> <p>三、礦床的主要工業(yè)指標(biāo)<p>膨潤土礦石質(zhì)量的一般工業(yè)要求以礦石中蒙脫石含量來衡量:<p>邊界品位:≥ 40%;<p>工業(yè)平均品位:≥50%。<p>蒙脫石含量一般是用吸藍量換算,即:<p>M=B/K ´100<p>式中M-膨潤土礦石中蒙脫石相對含量,%;<p> B-吸藍量,毫克當(dāng)量/100克樣;<p> K-換算系數(shù),150。<p>可采厚度:1~2m;<p>夾石剔除厚度:≥1m。<p>礦石儲量>5000萬噸的為大型礦床,中型礦床為500~5000萬噸,<500萬噸的為小型礦床。膨潤土礦石的測試分基本性能測試和工藝性能測試。基本性能測試項目包括:吸藍量、陽離子交換總量及分量、膠質(zhì)價、膨脹容、PH值等。工藝性能測試項目是按其用途確定的,常見的測試項目有:<p>機械制造 濕壓強度、干壓強度、熱濕拉強度、透氣性;<p>冶金球團 抗壓強度、落下次數(shù)、爆裂溫度、2小時和24小時吸水率;<p>鉆井泥漿 造漿率、失水率、粘度計讀數(shù)、視粘度、塑性粘度、動切力、濕篩分析等;<p>石油化工 脫色力、比表面積、游離酸、活性度、水分、粒度等。<p>具體指標(biāo)見六、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。<p> <p>四、礦石性質(zhì)<p>1.礦石的礦物組成<p>根據(jù)礦石的礦物組合及其結(jié)構(gòu)構(gòu)造,將膨潤土礦石劃分成為粘土狀、粉砂狀、砂狀、角礫狀等類型,見表1。<p>表1 膨潤土礦石的礦物組成<p>礦石類型<br> 粘土狀膨潤土<br> 粉砂狀膨潤土<br> 砂狀膨潤土<br> 含“礫”膨潤土<br> 角礫狀膨潤土<br> <br>顏色<br> 青灰色夾紫紅色<br> 青灰色或磚紅色<br> 磚紅色<br> 青灰或磚紅色<br> 雜色,以青灰色為主<br> <br>結(jié)構(gòu)<br> 變余晶屑凝灰結(jié)構(gòu),變余沉凝灰結(jié)構(gòu)<br> 變余凝灰結(jié)構(gòu),變余粉砂狀沉凝灰結(jié)構(gòu)<br> 變余凝灰結(jié)構(gòu)粉砂-細(xì)砂結(jié)構(gòu)<br> 變余沉火山角礫結(jié)構(gòu),變余火山角礫結(jié)構(gòu)<br> 角礫沉凝灰結(jié)構(gòu)<br> <br>組成<br> 主要:蒙脫石,玻屑<p>次要:<p> 晶屑:石英<p> 長石<p>斜發(fā)沸石<p>15~30%<p>陸源碎屑<p>20~25%<br> 主要:蒙脫石<p>次要:<p> 巖屑:硅質(zhì)巖<p> 凝灰?guī)r<p> 熔結(jié)凝<p> 灰?guī)r<p> 安山巖<p> 霏細(xì)巖<p> 晶屑:石英、斜長石、黑云母<p> 玻屑<p> 陸源碎屑:<p> 粉砂、砂、泥<br> 主要:蒙脫石、斜發(fā)沸石30~50%<p>次要:<p> 巖屑:硅質(zhì)巖、凝灰?guī)r、安山巖5~20%<p> 晶屑:10~20%<p> 陸源碎屑:<p> 黃鐵礦、方解石<br> 主要:蒙脫石火 山巖角礫<p>次要:<p> 礫石-硅質(zhì)巖<p> 晶屑:石英<p> 斜發(fā)沸石<10%,石英,火山巖,“礫”少量<br> 主要:蒙脫石<p>玻屑<p>次要:<p> 巖屑:<p>熔結(jié)凝灰?guī)r<p>凝灰?guī)r<p>斜發(fā)沸石少量<p>陸源碎屑>10%<p> <br> <p> <p>2.目的礦物的礦物特征<p>膨潤土礦的目的礦物蒙脫石是一種含水的層狀鋁硅酸礦物。晶體結(jié)構(gòu)特點是二層硅氧四面體晶片與其間的鋁氧八面體晶片相結(jié)合形成晶層,構(gòu)成2:1型結(jié)構(gòu)。晶層具有水分子和可交換性陽離子,見圖1。八面體空隙中的陽離子為Al3+離子,剩下兩個空位,為二八面體型。蒙脫石晶體化學(xué)特點是類質(zhì)同象種類多,使之化學(xué)成分復(fù)雜,變化大。八面體空隙中的Al3+常被低價的Mg2+、Fe2+置換;四面體空隙中的Si4+被Al3+置換,由于低價陽離子替代高價陽離子,使結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生多余的負(fù)電價。為了保持電中性,在結(jié)構(gòu)層之間,除水分子外,存在較大半徑的陽離子Na1+、Ca2+、Mg2+等。這些陽離子是可交換的,使蒙脫石族礦物具有離子交換性、吸水性、膨脹性、觸變性、粘結(jié)性、吸附性等一系列很有價值的特性。<p> <p>(圖1待掃描)<p> <p>圖1 蒙脫石的晶體結(jié)構(gòu)<p>五、工藝特性及主要用途<p>由蒙脫石的晶體化學(xué)和晶體結(jié)構(gòu)決定了膨潤土具有以下工藝特性,這些特性使膨潤土在24個領(lǐng)域100多個部門得到了應(yīng)用。<p>1. 工藝特性<p>陽離子交換性 在蒙脫石晶層中的陽離子具有可交換性能,在一定的物理—化學(xué)條件下,不僅Ca2+、Mg2+、Na1+、K1+等可相互交換,而且H+、多核金屬陽離子(如羥基鋁十三聚體)、有機陽離子(如二甲基雙十八烷基氯化銨)也可交換晶層間的陽離子。陽離子交換性是膨潤土的重要工藝特性,利用這一特性,進行膨潤土的改型,由鈣基膨潤土改型為鈉基膨潤土;制取活性白土、鋰基膨潤土、有機膨潤土、柱撐蒙脫石等產(chǎn)品。<p>測定膨潤土礦陽離子交換容量和交換性陽離子,是判斷膨潤土礦質(zhì)量和劃分膨潤土礦屬型的主要依據(jù)。陽離子交換容量是指PH值為7的條件下所吸附的K+、Na+、Ca2+、Mg2+ 等陽離子總量,單位為mmol/100g土。陽離子交換容量的英文名稱為Cation Exchange Capacity,簡稱為CEC。膨潤土的CEC值愈大表示其帶負(fù)電量愈大,其水化、膨脹和分散能力愈強;反之,其水化、膨脹和分散能力愈差。<p>目前測定CEC的方法分為兩大類:一類是定氮蒸鎦法,另一類是氯化鋇-硫酸法。<p>吸水性 膨潤土能吸附8~15倍于本體積的水量,吸水后體積膨脹,體積能膨脹增大幾倍到十幾倍。以吸水率和吸水比表示膨潤土的吸水性。單位重量的膨潤土所能吸附水的重量稱為吸水率,以百分?jǐn)?shù)表示。在初始階段,它隨時間的增長而增長,最后達到飽和。前十分鐘的吸水量和二小時的吸水量的百分比稱為吸水比。<p>膨潤土的膨脹性能以膨脹容表示,膨潤土在稀鹽酸溶液中膨脹后的容積稱為膨脹容,以毫升/克樣表示。鈉基膨潤土比鈣基、酸性膨潤土的膨脹容高;同一屬型的膨潤土,含蒙脫石愈多,膨脹容愈高。膨脹容是鑒定膨潤土礦石屬型和估價膨潤土質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo)之一。<p>吸附脫色性 膨潤土對各種氣體、液體、有機物質(zhì)具有一定的吸附能力,最大吸附量可達5倍于它的重量,尤其是酸性膨潤土和經(jīng)酸處理活化的活性白土對各種油類具有良好的脫色性能。以往是以脫色率和脫色力表征膨潤土的吸附脫色能力,目前趨于以脫色力和比表面積來表征。<p>在相同的測試條件下,在脫色效果相同的情況下,標(biāo)準(zhǔn)土用樣量與試樣用樣量之比,乘以標(biāo)準(zhǔn)土的脫色力值即為試樣的脫色力。以下式表示:<p>T=T0´W1/W2 <p>式中T—試樣的脫色力;<p> T0 –-標(biāo)準(zhǔn)土的脫色力;<p> W1—與試樣消光量相等時的標(biāo)準(zhǔn)土重量(克);<p> W2—試樣重量(克)。<p>采用一定量的膨潤土對煤油瀝青溶液脫色,脫色前后溶液的消光值之差與脫色前溶液的消光值之比稱為脫色率,以百分?jǐn)?shù)表示。即:<p>A=(E0-E2)/E0´100<p>式中A—脫色率(%);<p> E0 –煤油瀝青標(biāo)準(zhǔn)溶液的消光值;<p> E2—脫色后煤油瀝青溶液的消光值。<p>1克固體所具有的總面積為比表面。測定固體比表面的常用方法有BET(Brunauer—Emmett—Teller三人)法、電子顯微鏡法和氣相色譜法。<p>膠質(zhì)價 膨潤土在水介質(zhì)中能分散呈膠體懸浮液,這種懸浮液具有一定的粘滯性、觸變性和潤滑性,以膠質(zhì)價表征這些性能。膨潤土與水按比例混合后,加適量氧化鎂,靜置24小時后形成的凝膠層體積稱為膠質(zhì)價。以15克樣形成的凝膠體體積的毫升數(shù)表示。膠質(zhì)價是評價膨潤土形成膠體體系及其穩(wěn)定性的一種指標(biāo),是分散性、親水性和膨潤性的綜合表現(xiàn)。鈉基膨潤土比鈣基、酸性膨潤土的膠質(zhì)價高;同一屬型的膨潤土,含蒙脫石愈多,膠質(zhì)價愈高。<p>粘結(jié)性和可塑性 膨潤土和水、泥或砂等的摻合物有粘結(jié)性和可塑性,一般以濕態(tài)抗壓強度(濕壓強度)、熱濕拉強度表示。濕壓強度是評價膨潤土的濕態(tài)粘結(jié)能力。將膨潤土與標(biāo)準(zhǔn)砂(內(nèi)蒙通遼縣大林型砂廠產(chǎn))和水按一定比例混碾,形成粘土膜將砂粒包裹,制成標(biāo)準(zhǔn)試樣,測單位面積上所能承受的極限載荷,單位為kg/cm2。<p>將膨潤土與標(biāo)準(zhǔn)砂和水按比例混碾后,制成標(biāo)準(zhǔn)試件,在試件一端加熱,使之形成一定厚度的干砂層及其后的水分凝聚區(qū),然后加載拉力負(fù)荷,測定試件在水分凝聚區(qū)的抗拉強度,為熱濕拉強度,以kg/cm2表示。熱濕拉強度是鑄造工業(yè)評價膨潤土質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)。<p>造漿性能 膨潤土的主要用途之一是用作鉆井液材料。衡量膨潤土的造漿性能的主要指標(biāo)之一是造漿率,即單位重量的膨潤土可以配制成具有表觀粘度為15mPa•s的懸浮液體積數(shù)(單位為m3/t)。<p>2. 主要用途<p>由于膨潤土具有上述工藝特性,使其作為粘結(jié)劑、吸附劑、催化劑、增稠劑、觸變劑、脫色劑等廣泛應(yīng)用于冶金球團、鑄造、鉆井、化工、食品等24個領(lǐng)域100多個部門,見表2。但其主要消費領(lǐng)域是鑄造型砂、鐵礦球團、鉆井泥漿,消費量約占世界總產(chǎn)量的75%。我國膨潤土主要應(yīng)用領(lǐng)域的消耗量為:鑄造用膨潤土90.41萬噸(占73.5%),鉆井泥漿8.61萬噸(占7%),石油化工(包括脫色)用膨潤土7.75萬噸(占6.3%),鐵礦球團用膨潤土3.69萬噸(占3%),輕工建材、農(nóng)藥和印染等10.1萬噸(占8.2%)。<p> <p>表2 膨潤土的主要用途<p>應(yīng)用領(lǐng)域<br> 主要用途<br> 適用膨潤土種類<br> <br>鑄造<br> 型砂粘結(jié)劑<br> 鈉基或鈣、鎂基土<br> <br>水化型砂的粘結(jié)劑,表面穩(wěn)定劑<br> 有機膨潤土、鋰基土<br> <br>冶金<br> 鐵精礦球團粘結(jié)劑<br> 鈉基土為主<br> <br>鉆井泥漿<br> 配制具有高流變和觸變性能的鉆井泥漿懸浮液<p>鉆機解卡劑<br> 鈉、鈣、鎂 基土<p>有機膨潤土<br> <br>食品<br> 動植物油的脫色和凈化<p>葡萄酒和果汁的澄清,啤酒的穩(wěn)定處理,糖化處理,糖汁凈化<br> 漂白土<p>鈣、鎂基膨潤土<br> <br>石油<br> 石油、油脂、石臘、石蠟油(煤油的精煉)脫色和凈化<p>石油裂化的催化劑載體<br> 漂白土<p>鈣、鎂基膨潤土<br> <br>制備焦油-水的乳化液<br> 鈉基土(活化的或天然的)<br> <br>瀝青表層的穩(wěn)定劑<p>潤滑油(油脂)的稠化劑<br> 有機膨潤土<br> <br>農(nóng)業(yè)<br> 土壤改良劑<p>混合肥料的添加劑<p>動物飼料的添加料,粘合劑,提高飼料利用率<p>家禽產(chǎn)肉、蛋率、動物圈墊土(去味消毒)<br> 鈣基膨潤土最好,其他膨潤土也可用<br> <br>紡織印染<br> 填充、漂白<p>抗靜電涂層<p>代替淀粉上漿及做印花糊料<br> 漂白土<p>鈉基土(活化或天然的)<br> <br>化工<br> 催化劑、殺蟲劑、農(nóng)藥和殺菌劑的載體<p>橡膠和塑料的填料<p>干燥劑、過濾劑、洗滌劑、香皂、牙膏等日用化工用品的添加劑<p>顏料、原漿涂料的觸變和和增稠,在合成樹脂及鐵、鉛、鋅等系列顏料的油漆中防塵沉降助劑<br> 漂白土<p> <p>鈉基土(活化或天然)<p> <p>鋰基、鎂基膨潤土<p> <br> <br>防油墨沉降助劑<br> 有機膨潤土<br> <br>水凈化和污水處理<br> 處理工業(yè)廢水(液)<p>游泳池水的凈化<p>食品工業(yè)廢料處理<p>放射性廢物的吸附劑<br> 漂白土<p>鈉基膨潤土(活化或天然)<br> <br>民用及建筑<br> 泥漿槽的懸浮液、土的穩(wěn)定劑、打夯的潤滑劑、混凝土的增塑劑和添加劑<p>水泥混合材料<p>水池防滲漏<br> 各種膨潤土<br> <br>造紙<br> 復(fù)寫紙的染色劑、顏料填料<br> 漂白土、鈣、鎂基膨潤土<br> <br>陶瓷工業(yè)<br> 陶瓷原料的增塑劑(提高陶瓷坯體的抗壓強度)<p>制造釉料及搪瓷<br> 各種膨潤土<br> <br>醫(yī)藥、化妝品<br> 藥物的吸著劑和藥膏、藥丸的粘結(jié)劑、化妝品的底料<br> 鎂、鈣、鋰、鈉基土<br> <br>機械工業(yè)<br> 高溫潤滑劑<br> 有機膨潤土<br> <p> <p>六、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)<p>1.有用元素及主要伴生元素對原料的影響<p>膨潤土是以蒙脫石為主的粘土礦,蒙脫石類質(zhì)同象發(fā)育,低價陽離子置換高價陽離子,使結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生多余的負(fù)電荷,晶層間可交換陽離子補償了多余的負(fù)電荷,保持電中性。由于上述原因,蒙脫石化學(xué)成分變化大,見表3。<p> <p>表3 101個蒙脫石樣品的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)式統(tǒng)計數(shù)據(jù)<p>成分<br> 平均值<p>(wt%)<br> 變化范圍<p>(wt%)<br> 晶體結(jié)構(gòu)位置<br> 平均值<br> 變化范圍<br> <br>SiO2<br> 59.488<br> 51.20~65.00<br> 八面體 Al3+ <br> 1.492<br> 1.10~2.00<br> <br>Al2O3<br> 21.934<br> 15.20~34.00<br> Fe3+<br> 0.187<br> 0.00~0.68<br> <br>Fe2O3<br> 3.770<br> 0.00~13.61<br> Fe2+<br> 0.007<br> 0.00~0.09<br> <br>FeO<br> 0.197<br> 0.00~1.61<br> Mg2+<br> 0.354<br> 0.01~0.71<br> <br>MgO<br> 3.548<br> 0.09~7.38<br> 四面體 Al3+<br> 0.158<br> 0.00~0.66<br> <br>CaO<br> 1.176<br> 0.00~4.23<br> Si4+<br> 3.837<br> 3.34~4.00<br> <br>Na2O<br> 0.824<br> 0.00~3.74<br> 層 間 Ca2+<br> 0.007<br> 0.00~0.49<br> <br>K2O<br> 0.342<br> 0.00~1.82<br> Na+<br> 0.010<br> 0.00~0.52<br> <br>TiO2<br> 0.250<br> 0.00~2.90<br> K+<br> 0.004<br> 0.00~0.16<br> <br>H2O+<br> 8.380<br> 5.21~13.75<br> <br> <br> <br> <p> <p>蒙脫石的負(fù)電荷主要來自Mg2+對八面體中Al3+的置換。除Mg2+以外,還有少量Fe2+或Fe3+置換Al3+。四面體中有少量Al3+置換Si4+。按八面體中含Mg的多少,將蒙脫石分為兩類:Cheto型含量高,晶層電荷較高;Wyamin型,含Mg少,晶層電苛較低。晶層電荷高,陽離子交換量大。晶層間可交換陽離子以Na+為主的鈉基膨潤土的各種工藝性能優(yōu)于以Ca2+為主的鈣基膨潤土。如果晶層間的陽離子以Li+為主,則為鋰基膨潤土。<p>除蒙脫石本身的化學(xué)成分外,膨潤土礦石中與蒙脫石伴生的各種礦物,如石英、玻屑、沸石、方解石、長石、黃鐵礦等,對膨潤土礦的化學(xué)成分以及工藝性能影響較大。表4給出了我國部分膨潤土礦的化學(xué)成分。膨潤土礦的工業(yè)應(yīng)用主要取決于蒙脫石的工藝性能,而蒙脫石的各種工藝性能又取決于其晶體結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、化學(xué)組成、晶體化學(xué)性質(zhì)等。與蒙脫石伴生的各種非目的礦物,劣化了礦石的工藝性能。要提高膨潤土礦的利用價值,必須強化礦石的工藝性能。強化礦石中的工藝性能主要手段有二個:一是提純,提高礦石中蒙脫石的質(zhì)量分?jǐn)?shù);二是改型、改性,以強化某些所需要的工藝性能。<p>表4 我國部分膨潤土礦的化學(xué)成分,%<p>產(chǎn)地<br> SiO2<br> Al2O3<br> Fe2O3<br> TiO2<br> MgO<br> CaO<br> K2O<br> Na2O<br> 燒灼<br> <br>遼寧省黑山礦十里崗子<br> 73.06<br> 16.17<br> 1.63<br> 0.16<br> 2.72<br> 2.01<br> 0.41<br> 0.39<br> 4.81<br> <br>遼寧省黑山礦下灣子(深部)<br> 71.39<br> 14.41<br> 1.71<br> <br> 1.52<br> 1.20<br> 0.44<br> 1.98<br> 5.25<br> <br>浙江省臨安礦平山<br> 70.94<br> 15.26<br> 1.38<br> 0.05<br> 2.26<br> 1.65<br> 1.51<br> 2.00<br> 4.57<br> <br>浙江省臨安礦蘭巾<br> 65.14<br> 18.56<br> 3.01<br> 0.52<br> 3.09<br> 2.84<br> 0.88<br> 1.58<br> 4.66<br> <br>浙江省仇山礦(鈉基土)<br> 68.01<br> 15.4<br> 3.94<br> <br> 3.0<br> 2.50<br> 末測<br> 末測<br> 5.9<br> <br>浙江省仇山礦(鈣基土)<br> 70.66<br> 17.58<br> 2.59<br> 0.24<br> 2.54<br> 2.04<br> 0.86<br> 0.30<br> 4.47<br> <br>四川省三臺礦<br> 57.64<br> 16.24<br> 1.60<br> 0.02<br> 3.92<br> 1.99<br> 0.51<br> 0.40<br> 17.76<br> <br>河北省張家口化工廠<br> 61.14<br> 20.11<br> 3.10<br> 0.62<br> 3.31<br> 2.42<br> 1.63<br> 2.11<br> 5.19<br> <br>河北省宣化縣化工廠<br> 68.18<br> 13.03<br> 1.24<br> 0.25<br> 5.07<br> 3.89<br> 0.44<br> 0.78<br> 6.78<br> <br>河南信陽礦五圖店<br> 72.02<br> 15.76<br> 1.44<br> 0.21<br> 3.27<br> 2.19<br> 0.38<br> 0.22<br> 5.91<br> <br>甘肅省酒泉礦大草灘<br> 62.50<br> 18.61<br> 5.37<br> <br> 1.86<br> 1.35<br> 2.38<br> 1.25<br> 6.31<br> <br>湖北省襄陽礦廠<br> 50.14<br> 16.17<br> 6.84<br> 0.88<br> 6.24<br> 4.73<br> 1.84<br> 0.19<br> 11.56<br> <br>四川省渠縣膨潤土廠<br> 60.47<br> 20.21<br> 2.76<br> <br> 3.8<br> 3.3<br> 1.3<br> 0.4<br> 8.25<br> <br>吉林省雙陽礦五家子<br> 71.58<br> 14.56<br> 2.95<br> 0.37<br> 2.72<br> 2.30<br> 0.25<br> 0.37<br> 4.58<br> <br>福建省連城礦朋口<br> 65.92<br> 20.72<br> 1.70<br> 0.31<br> 2.66<br> 0.14<br> 1.14<br> 0.32<br> 6.7<br> <p> <p>1、 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)<p>不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ε驖櫷恋募夹g(shù)指標(biāo)要求也不同。目前我國在膨潤土應(yīng)用的幾個主要方面,如鑄造型砂、冶金球團、鉆井泥漿、活性白土等缺少國家標(biāo)準(zhǔn),有關(guān)工業(yè)部門和企業(yè)參照國外同類產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定了部頒標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。以下列出了幾個主要應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。見表5~表10。<p> <p>表5 國內(nèi)外鉆井泥漿用膨潤土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)<p>項目<br> 地礦部<br> 石油部<br> 國 外<br> 備注<br> <br>甲級<br> 乙級<br> 丙級<br> 一類<br> 二類<br> A.P.I①<br> O.C.M.A②<br> <br>1973年<br> 1979年<br> <br>造漿率,m3/t<br> >16<br> 10~16<br> 6~10<br> ≥16<br> 10~15<br> <br> 16<br> <br> <br>粘度計讀數(shù)<p>(600r/min)<br> <br> <br> ≥30<p>(22.5g±/<p>350ml水)<br> <br> <br> <br>視粘度 Pa·s<br> 1.5<br> 粘度1.0~2.5<br> <br> <br> <br> <br>塑性粘度cP·s<br> <br> <br> 3.0<p>(21g±/<p>350ml水)<br> <br> <br> <br>動切力<br> <15´ 塑性粘度<p>(達因/cm2)<br> <br> 3´ 塑<p>性粘度<p>(ib/100ft2)<br> <br> <br> <br>失水量<p>ml/30min<br> <13.5 13.5~20 20~25 (7個大氣壓)<br> ≤15 15~20<p>(6.4g±/100ml水)<br> <14(25g±/350ml水)<br> <13.5(22.5g±/350ml水)<br> <15(26.4g±/350ml水)<br> <br> <br>水分,%<br> <10<br> <10<br> <15<br> <12<br> <10<br> <15<br> <br> <br>濕篩分析,%<br> <br> <2.5(4)<br> <2.5(4)<br> <2.5<br> <4<br> <2.5<br> 200目篩余<br> <br>干篩分析,%<br> <br> >95<br> >95<br> <br> <br> >98<br> 100目通過<br> <p>注:①A.P.I—美國石油學(xué)會。<p>②O.C.M.A—美國石油公司材料學(xué)會。<p>表6-1 有機膨潤土企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(天津有機陶土廠)<p>產(chǎn)品牌號<br> 顏色<br> 水份,%<br> 細(xì)度,目<br> 失重,%<br> 動力粘度,´0.001Pa·s<br> 微針入度<br> 用途<br> <br>4602<br> 灰白<br> 3<br> 200<br> 38~41<br> 150<br> <90<br> 油漆、鉆井<br> <br>4603A<br> 白<br> 3<br> 200<br> 35~41<br> 300<br> <85<br> 潤滑脂<br> <br>4603B<br> 淡黃<br> 3<br> 200<br> 35~41<br> 300<br> <85<br> 潤滑脂<br> <br>4604A<br> 灰白<br> 3<br> 200<br> 33~38<br> 300<br> <85<br> 油漆、油墨及鉆井、鑄造<br> <br>4604B<br> 灰白<br> 3<br> 200<br> 33~38<br> 500<br> <75<br> 同上<br> <br>4604C<br> 灰白<br> 3<br> 200<br> 33~38<br> 1000<br> <70<br> 同上<br> <br>4605A<br> 淡黃<br> 3<br> 200<br> 35~40<br> 500<br> <75<br> 同上<br> <br>4605B<br> 淡黃<br> 3<br> 200<br> 35~40<br> 1000<br> <70<br> 同上<br> <br>4606B<br> 灰白,淡黃<br> 3<br> 200<br> 35~40<br> 50<br> <120<br> 鉆井<br> <p> <p>表6-2 有機膨潤土鉆井用產(chǎn)品的流變參數(shù)<p>產(chǎn)品牌號<br> 表觀粘度<p>´0.001Pa·s<br> 塑性粘度<p>´0.001Pa·s<br> 屈服值<br> 測定溫度,°C<br> <br>4604<br> 15<br> 8<br> 20<br> 60<br> <br>4605<br> 15<br> 8<br> 20<br> 60<br> <p> <p>表6-3 鉆井液用有機土質(zhì)量指標(biāo)(SY/ZQ003-89)<p>項 目<br> 指 標(biāo)<br> <br>細(xì)度(100目)通過量<br> 100<br> <br>水分(%)<br> ≤3.0<br> <br>膠體率(%)<br> ≥95<br> <br>塑性粘度(MPa·s)<br> ≥6<br> <br>表觀粘度(MPa·s)<br> ≥7<br> <br>動切力(Pa)<br> ≥1<br> <br>濾失量(ml)<br> ≤45<br> <p> <p>表6-4 用于油漆油墨、潤滑脂的有機土質(zhì)量指標(biāo)<p>產(chǎn)品名稱<br> 水分(%)<br> 細(xì)度(μm)<br> 失重(%)<br> 粘度(MPa·s)<br> <br>Bentone-34(壞俄明土)<p>美國RHEOX公司<br> <5<br> -74<br> 30-15<br> >1000<br> <br>Claytone-40(懷俄明土)<p>美國南方粘土公司<br> <5<br> -74<br> 30-15<br> >800<br> <br>BT-881(浙江臨安)<br> ≤3.0<br> -74<br> <br> ≥1000<br> <br> BS-IA<br> ≤3.0<br> 1-10<br> <br> >1000<br> <br> BS-IB(浙江安吉)<br> ≤3.0<br> 1-10<br> <br> >1500<br> <br> BS-4<br> ≤3.0<br> 1-20<br> <br> ≥3000<br> <br>HG/T2248-91(化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))<br> ≤3.5<br> -76<br> ≤40.0<br> ≥900<br> <br>SD-27(浙江安吉)<br> <5<br> 5-30<br> 膠體率>95%<br> <p>表7-1 化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T-2569-94(活性白土)<p>項 目<br> Ⅰ 類<br> Ⅱ 類<br> Ⅲ 類<br> <br>H型<br> T型<br> <br>脫色率%,≥<br> 70<br> 85<br> 90<br> 90<br> <br>活性度(mmol/100g),≥<br> 220<br> 140<br> 100<br> -<br> <br>游離酸(以H2SO4計),≤<br> 0.2<br> 0.5<br> 0.2<br> <br>水份%,≤<br> 8.0<br> 10.0<br> 12.0<br> 12.0<br> <br>粒度(-75μm)%,≥<br> 90<br> 95<br> 95<br> <p> <p>表7-2 浙江省活性白土企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)<p>指標(biāo)名稱<br> CS-1020企標(biāo)<br> CS-1040企標(biāo)<br> <br>脫色力<br> ≥100<br> ≥150<br> <br>活性度<br> ≥190<br> ≥180<br> <br>游離酸,%<br> ≤0.2<br> ≤0.2<br> <br>水分,%<br> ≤12<br> ≤11<br> <br>細(xì)度(200目)%<br> ≥93<br> ≥95<br> <p> <p>表7-3 蘭州煉油化工總廠用活性白土指標(biāo)<p>項 目<br> 質(zhì) 量 指 標(biāo)<br> <br>1 類<br> 2 類<br> 3 類<br> <br>H型<br> T型<br> 一等<br> 合格<br> 一等<br> 合格<br> <br>脫色率%,≥<br> >60<br> 85-75<br> 90<br> 80<br> 90<br> 80<br> <br>活性度(mmol/100g),≥<br> 220-200<br> 140<br> 100<br> <br>游離酸(H2SO4 ),≤ <br> 0.2<br> 0.5<br> 0.2<br> <br>水分%,≤<br> 8<br> 10<br> 12<br> <br>粒度(通過25μm)%,≥<br> 90<br> 95<br> <br>過濾速度ml/min<br> 4<br> 4<br> 4-<br> -<br> 4<br> -<br> <br>堆積密度g/ml<br> 0.7~1.1<br> <br> <br> <br>重金屬(以Pb計)%,≤<br> <br> <br> <br> <br> 0.005<br> <br>砷%,≤<br> <br> <br> <br> <br> 0.0005<br> <p> <p>表7-4 顆粒活性白土指標(biāo)(Q/LLJ2016-1998代替Q/LLJ2016-1995)<p>項 目<br> 質(zhì) 量 指 標(biāo)<br> <br>20-60目<br> 8-20目<br> <br>A級<br> B級<br> A級<br> B級<br> <br>比表面積m2/g,不小于<br> 150<br> 250<br> 150<br> 250<br> <br>拉壓碎強度,牛/顆<br> 0.5±0.05<br> 0.5±0.05<br> 5±1<br> 5±1<br> <br>脫溴指數(shù) mg Br/100g,不大于<br> 5<br> 5<br> 5<br> 5<br> <br>顆粒度 630~250μm%,不小于<br> 85<br> 85<br> -<br> -<br> <br> 250μm以下%,不大于<br> 7<br> 7<br> -<br> -<br> <br> D1-1.4mm%,不小于<br> -<br> -<br> 85<br> 85<br> <br> L2-8mm%,不小于<br> -<br> -<br> 85<br> 85<br> <br>游離酸(以H2SO4 計),不大于<br> 0.2<br> 0.2<br> 0.2<br> 0.2<br> <br>堆積密度 g/L,<br> 780-900<br> 780-900<br> 780-900<br> 780-900<br> <br>水分 %,不大于<br> 6<br> 7<br> 6<br> 7<br> <p> <p>機械工業(yè)部于1980年頒布了鑄造用膨潤土和粘土標(biāo)準(zhǔn)JB2735-80。標(biāo)準(zhǔn)要求蒙脫石含量大于或等于50%,含水量小于15%,粒度95%以上通過200目篩(篩網(wǎng)孔徑0.071mm)。按濕壓強度和熱濕拉強度值分級標(biāo)準(zhǔn)見表8-1和表8-2。鑄造用膨潤土的牌號中各種符號表示內(nèi)容為:鈉基膨潤土-PNa、鈣基膨潤土-PCa、酸性膨潤土-S、堿性膨潤土-J。在強度等級中,前者為濕壓強度<br>值等級、后者為熱濕拉強度值等級。例如:濕壓強度>(0.3~0.5)´9.8´10-2N/mm2,熱濕拉強度值(6~10)´9.8´10-5 N/mm2 的酸性鈣基膨潤土,其牌號為PCaS-03-06。<p>鐵礦球團用膨潤土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是1983年12月召開的“膨潤土對鐵礦球團適應(yīng)性研究技術(shù)評議會”上確定的,見表9。<p>表8-1 鑄造用膨潤土按濕壓強度值分級標(biāo)準(zhǔn)<p>類別<br> 等級代號<br> 濕壓強度,´9.8´10-2N/mm2<br> <br>鈉土<br> 05<br> >0.5<br> <br>03<br> 0.3~0.5<br> <br>鈣土<br> 05<br> >0.5<br> <br>03<br> 0.3~0.5<br> <br>03<br> 0.2~0.3<br> <p> <p>表8-2 鑄造用膨潤土按熱濕拉強度值分級標(biāo)準(zhǔn)<p>類別<br> 等級代號<br> 濕壓強度,´9.8´10-2N/mm2<br> <br>鈉土<br> 20<br> >20<br> <br>15<br> 15~20<br> <br>鈣土<br> 10<br> >10<br> <br>6<br> 6~10<br> <p> <p>表9 鐵礦球團用膨潤土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)<p>序號<br> 指標(biāo)名稱<br> 單位<br> 級 別<br> <br>Ⅰ<br> Ⅱ<br> Ⅲ<br> Ⅳ<br> Ⅴ<br> <br>1<br> 蒙脫石含量<br> %<br> >90<br> 89~80<br> 79~65<br> 64~50<br> 49~35<br> <br>2<br> 2h吸水率<br> %<br> >150<br> 149~138<br> 137~120<br> 119~100<br> <100<br> <br>3<br> 陽離子交換容量<br> mmol/100g±<br> >82<br> 81~74<br> 73~61<br> 60~49<br> <49<br> <br>4<br> 膨脹倍數(shù)<br> <br> >12<br> 11.9~11<br> 10.9~10<br> 9.9~9<br> <9<br> <br>5<br> 粒 度<br> 200目<br> ≥99%<br> <br>6<br> 水 分<br> %<br> <10<br> <p> <p>我國主要鑄造型砂用膨潤土生產(chǎn)廠家的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表10。<p>表10 我國主要鑄造用膨潤土的質(zhì)量<p>序號<br> 名 稱<br> 物理性能<br> 工藝性能<br> 物理性能<br> <br>吸水率<p>%,24h<br> 吸藍量,<p>g/100g試料<br> pH<br> 濕壓強度MPa<br> 干壓強度MPa<br> 熱濕拉強度,hpa<br> 粒度(通過0.075mm篩的%)<br> 水分%<br> 膠質(zhì)價%<br> 膨脹倍數(shù)<br> <br>1<br> 九臺鈣基膨潤土<br> -<br> 27.94<br> 7.15<br> 0.035<br> 0.50<br> 15.9<br> >95<br> <10<br> 67.8<br> 7.8~10<br> <br>2<br> 九臺鈉基膨潤土<br> -<br> 30.93<br> 9.73<br> 0.051<br> 0.42<br> 42.7<br> >95<br> <10<br> 100<br> 16.33<br> <br>3<br> 劉房子基膨潤土<br> >500<br> -<br> >9.7<br> 0.050<br> 0.33<br> >35.0<br> >95<br> ≤10<br> 100<br> 37<br> <br>4<br> 黑山鈣基膨潤土<br> 260<br> >26<br> 6.5~7.2<br> 0.045<br> 0.50<br> 6.0<br> >95<br> <15<br> 50<br> 7~12<br> <br>5<br> 黑山人工鈉土<br> 378<br> 30<br> 10.24<br> 0.070<br> 0.53<br> 35.0<br> >95<br> <15<br> 98<br> 27.0<br> <br>6<br> 八道豪鈣基膨潤土<br> 270<br> >26<br> 6.7~7.2<br> 0.045<br> 0.42<br> 6.0<br> >95<br> <14<br> >75<br> 7~12<br> <br>7<br> 凌源鈣基膨潤土<br> 288<br> 33<br> >8.0<br> 0.045<br> 0.50<br> 12.0<br> >95<br> <15<br> 100<br> >8.0<br> <br>8<br> 凌源鈉基膨潤土<br> 458<br> 32<br> >9.5<br> 0.060<br> 0.55<br> 35.0<br> >95<br> <10<br> 100<br> 15~30<br> <br>9<br> 法庫鈣基膨潤土<br> 184<br> 37<br> <7.0<br> 0.056<br> 0.25<br> 9.5<br> >95<br> <15<br> 75<br> 12<br> <br>10<br> 臨安鈣基膨潤土<br> 186<br> 31<br> >7.0<br> 0.040<br> 0.31<br> 11.0<br> >95<br> <15<br> 100<br> 10<br> <br>11<br> 臨安鈉基膨潤土<br> 216<br> 22~32<br> >9.5<br> >0.030<br> >0.65<br> >18<br> >95<br> <8<br> 100<br> >12<br> <br>12<br> 仇山鈣基膨潤土<br> 152<br> 33<br> >7.0<br> 0.037<br> 0.30<br> 6.5<br> >95<br> <15<br> 80.46<br> 12.70<br> <br>13<br> 仇山鈉基膨潤土<br> 180<br> 34.3<br> >9.0<br> 0.050<br> 0.40<br> 30.0<br> >95<br> <15<br> 100<br> 36.20<br> <br>14<br> 宣化鈣基膨潤土<br> 200(2h)<br> >26<br> 10<br> 0.045<br> 0.28<br> 20.0<br> >95<br> <10<br> >75<br> >11<br> <br>15<br> 宣化人工鈉土<br> 250(2h)<br> >26<br> 10<br> 0.060<br> -<br> >30<br> >95<br> <10<br> 100<br> >30<br> <br>16<br> 濰坊鈣基膨潤土<br> 130(2h)<br> 28<br> 8.5<br> 0.025<br> 0.465<br> 19.0<br> >95<br> <10<br> 60<br> 14<br> <br>17<br> 濰坊人工鈉土<br> 150(2h)<br> 32<br> 10.7<br> 0.036<br> 0.584<br> 30.0<br> >95<br> <10<br> 100<br> 17.5<br> <br>18<br> 諸城鈣基膨潤土<br> 275<br> 39.9<br> 9.0<br> 0.04<br> -<br> -<br> >95<br> ≤10<br> 100<br> 12<br> <br>19<br> 渾源鈣基膨潤土<br> 180(2h)<br> >35<br> 7.0<br> 0.054<br> -<br> -<br> >95<br> <15<br> 52<br> 11<br> <br>20<br> 太和鈣基膨潤土<br> -<br> 38<br> 7.0<br> 0.04~0.055<br> 0.48~0.8<br> 9.15<br> >95<br> <10<br> 55~80<br> 8~12<br> <br>21<br> 太和人工鈉土<br> -<br> 37.5<br> 9.2<br> >0.08<br> 1.1<br> 32.8<br> >95<br> <10<br> 100<br> 56<br> <br>22<br> 信陽鈣基膨潤土<br> 191<br> 42<br> >7.0<br> 0.040<br> 0.37<br> >11<br> >95<br> <15<br> 78<br> 12<br> <br>23<br> 信陽人工鈉土<br> -<br> -<br> -<br> 0.065<br> -<br> 25.5<br> >95<br> <10<br> 100<br> 40.5<br> <br>24<br> 屯溪鈣基膨潤土<br> -<br> 41.8<br> -<br> 0.046<br> 0.347<br> 20<br> >95<br> <15<br> 71<br> 11<br> <br>25<br> 銅陵鈣基膨潤土<br> 164<br> 34.05<br> 6.55<br> 0.049<br> 0.44<br> 11<br> >95<br> ≤10<br> 63<br> 13<br> <br>26<br> 六安鈣基膨潤土<br> 140<br> 31.05<br> 6.06<br> 0.026<br> 0.51<br> 8<br> >95<br> ≤10<br> 42<br> 7.5<br> <br>27<br> 寧明鈣基膨潤土<br> 288<br> 27.9<br> >9.0<br> 0.050<br> 0.50<br> 33<br> >95<br> <10<br> 100<br> >15<br> <br>28<br> 綿陽鈣基膨潤土<br> 160<br> 26<br> <7.0<br> 0.040<br> 0.36<br> 7.5<br> >95<br> <15<br> 45<br> 6<br> <br>29<br> 連城鈣基膨潤土<br> 127<br> 20<br> <7.0<br> 0.029<br> 0.16<br> 7.0<br> >95<br> <15<br> 32<br> 5<br> <br>30<br> 江寧鈣基膨潤土<br> 164<br> 46<br> <7.0<br> 0.045<br> 0.30<br> 8.0<br> >95<br> <15<br> 52<br> 8<br> <br>31<br> 嘉峪關(guān)鈣基膨潤土<br> 134<br> 21<br> >7.0<br> 0.025<br> 0.45<br> 9.0<br> >95<br> <15<br> 95<br> 6<br> <br>32<br> 托克遜鈉基膨潤土<br> 195<br> 35<br> 8.05<br> 0.036<br> -<br> 25<br> >95<br> <10<br> 100<br> -<br> <p> <p>七、綜合利用工藝技術(shù)<p>膨潤土礦的各種產(chǎn)品,對其蒙脫石的含量和屬型都有要求,否則是達不到產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此對膨潤土的分選提純是其綜合利用的基礎(chǔ)。膨潤土選礦工藝提純分干法和濕法。干法主要采用風(fēng)選,世界上90%以上的膨潤土精礦均由風(fēng)選獲得。風(fēng)選一般要求入料含蒙脫石量達80%以上。<p>為了充分利用蒙脫石含量<80%的中低品位膨潤土資源,采用濕法選礦工藝可獲得高純蒙脫石精礦。選擇合適的分散劑,可在分選提純蒙脫石的同時達到鈉化改型的目的。濕法工藝以重選為主,用攪拌磨等磨礦設(shè)備超細(xì)磨,旋流器或離心機分級,磁選除掉磁性礦物。濕法工藝耗水量大,脫水干燥困難。<p>膨潤土的深加工技術(shù)包括人工鈉化改型、酸活化處理、有機覆蓋處理等,以提高產(chǎn)品的某些技術(shù)指標(biāo),增加其使用價值。<p>人工鈉化改型方法有懸浮液法、堆場鈉化法、擠壓法(輪碾擠壓法、雙螺旋擠壓法、阻流擠壓法、對輥擠壓法等)。<p>酸活化分干法活化工藝和濕法活化工藝。<p>風(fēng)干膨潤土<br> <br>粉碎<br> <br>反應(yīng)釜<br> <br>干燥<br> <br>粗粉碎<br> <br>旋轉(zhuǎn)焙燒爐<br> <br>粉碎機<br> <br>包裝<br> <br>成品<br> <br>圖2 干法生產(chǎn)工藝流程<br> <br> <p> <p> <p> <p>膨潤土原礦<br> <br>選礦<br> <br>干燥<br> <br>活化<br> <br>成品<br> <br>圖3 濕法生產(chǎn)工藝流程<br> <br>加料<br> <br>分酸<br> <br>漂洗<br> <br>濃縮<br> <br>干燥<br> <br>磨粉<br> <br>包裝<br> <br> <p> <p> <p> <p><p> 有機膨潤土的制備工藝有濕法、干法和預(yù)凝膠法:<p>原土礦<br> <br>破碎<br> <br>制漿<br> <br>提純<br> <br>改型或活化<br> <br>有機覆蓋<br> <br>過濾提純<br> <br>干燥<br> <br>粉碎<br> <br>包裝<br> <br>覆蓋劑<br> <br>圖4 濕法生產(chǎn)有機膨潤土工藝流程<br> <br> <p> <p> <p> <p> <p> <p> <p>精選鈉基膨潤土<br> <br>覆蓋劑<br> <br>加熱混合<br> <br>擠壓<br> <br>干燥<br> <br>粉碎<br> <br>包裝<br> <br>混合器<br> <br>有機凝膠<br> <br>圖5 干法生產(chǎn)有機膨潤土工藝流程<br> <br> <p> <p> <p> <p> <p> <p> <p>原土礦<br> <br>破碎<br> <br>分散制漿<br> <br>改型提純<br> <br>抽提水分<br> <br>預(yù)凝膠產(chǎn)品<br> <br>有機覆蓋<br> <br>加熱脫水<br> <br>圖6 預(yù)凝膠法生產(chǎn)有機膨潤土工藝流程<br> <br> <p> <p> <p> <p> <p> <p><p>有機覆蓋劑主要有季銨鹽和二甲基雙氫牛脂銨鹽。<p>1. 開發(fā)生產(chǎn)實例<p>(1) 新疆奇臺縣西黑山膨潤土礦濕法提純工藝<p>奇臺縣西黑山膨潤土含蒙脫石70~75%。選礦提純的目的是為制取柱撐蒙脫石提供優(yōu)質(zhì)原料。提純分選采取的是強磁—攪拌分級工藝,流程見圖7,結(jié)果見表11。<p> 塊 礦<p> 浸泡´ 8小時<p> 強 磁(11A)<p> <p> 攪 拌30\'<p> <p> 磁性物 分 級<p> <p> <p> 粗級別 細(xì)級別<p> <p>圖7 塊礦強磁攪拌分級流程圖<p> <p>表11 塊礦強磁攪拌分級試驗結(jié)果<p>產(chǎn)品名稱<br> 產(chǎn)率(%)<br> 蒙脫石<br> <br>細(xì)級別<br> 45.86<br> 95.60<br> <br>粗級別<br> 48.85<br> 85.33<br> <br>磁 礦<br> 5.29<br> 79.33<br> <br>原 礦<br> 100.00<br> 88.00<br> <p> <p> <p>2. 化改型工藝實例<p>遼寧黑山膨潤土礦是我國目前正在開采的大型露天礦山之一。該礦現(xiàn)有生產(chǎn)能力100kt,實際產(chǎn)量約50kt。用濃度為3~4%的Na2CO3溶液對鈣基膨潤土進行鈉化處理,其工藝流程見圖8。鈉化處理前后的性能比較見表12。<p>表12 鈉化處理前后的性能比較<p>項 目<br> 鈉化前<br> 鈉化后<br> <br>濕壓強度,kpa<br> 38.25<br> 48.1<br> <br>干壓強度,kpa<br> 490.33<br> 582.598<br> <br>膨脹倍數(shù)<br> 8~12<br> 21<br> <br>膠質(zhì)價,%<br> 72.34<br> 100<br> <br>膨潤值,ml<br> 10~15<br> 32<br> <br>pH值<br> 6.8<br> 9.5<br> <p>3. 浙江仇山活性白土生產(chǎn)實例<p>浙江仇山膨潤土礦為地下開采,生產(chǎn)的活性白土質(zhì)量較好,其工藝流程見圖9。產(chǎn)品質(zhì)量為:<p>規(guī)格CS-1024 脫色力≥110;游離酸≤0.2%;<p> 水 分≤12%。<p> CS-1040 脫色力≥150;游離酸≤0.2%;<p> 水 分≤11%。<p>膨潤土塊<br> <br>初碎<br> <br>5R雷蒙機干燥磨粉<br> <br>活化反應(yīng)<br> <br>水洗<br> <br>氣流干燥<br> <br>葉片吸濾<br> <br>氣流干燥<br> <br>4R雷蒙機<br> <br>包裝<br> <br>散裝<br> <br>硫酸<br> <br>蒸氣<br> <br>真空<br> <br>日曬<br> <br> <p> <p> <p> <p> <p><p> 鈣基膨潤土成品<p> <p> <p> <p> <p> <p> <p> <p> <p> <p> <p> <p> <p> <p> 活性白土成品<p> <p> 9 仇山礦活性白土生產(chǎn)工藝流程圖<p> <p>八、開發(fā)利用現(xiàn)狀用發(fā)展趨勢<p> <p>1.開發(fā)利用現(xiàn)狀、存在問題及解決對策<p>從全世界看膨潤土主要消費領(lǐng)域仍然是鑄造型砂、鉆井泥漿和鐵礦球團,但國外幾個膨潤土主要生產(chǎn)國和消費國亦不同。美國是世界上膨潤土主要生產(chǎn)國和消費國,其產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的1/2~1/3。幾個主要應(yīng)用領(lǐng)域的消費比例分別為:鐵礦球團23%、鉆探泥漿22%、鑄造焊接17%、特殊領(lǐng)域10%,環(huán)保工程領(lǐng)域的用量明顯增加。意大利是歐洲膨潤土重要生產(chǎn)國,產(chǎn)品除20%出口外,國內(nèi)消費比例為:鑄造業(yè)40~50%、鉆井泥漿20%、鐵礦球團5%。日本的主要消費領(lǐng)域是鑄造業(yè),占35%,其次是土木建筑占23.6%。<p>我國膨潤土礦開發(fā)歷史較短,目前已有縣辦企業(yè)40余家,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)近300家,生產(chǎn)規(guī)模多屬中、小型。年產(chǎn)萬噸以上的礦山有11家,年產(chǎn)10萬噸以上的礦山只有甘肅金昌縣紅泉膨潤土礦和浙江余杭磁土礦。多數(shù)是賣原礦和低檔鑄造土。鑄造用膨潤土占總產(chǎn)量的73.5%,但因普遍要求濕壓強度在58.8kPa以上,而我國多數(shù)鑄造土產(chǎn)品只達19.6~29.4kPa,因而生產(chǎn)高精鑄件用土尚需進口。<p>活性白土約占總產(chǎn)量的6%。全國約有60家活性白土廠,年總產(chǎn)量達18萬t。但年產(chǎn)萬噸以上的僅4家:余杭仇山、臨安青山、撫順化工二廠和義縣石油白土廠,其余50家年產(chǎn)量僅為1000~3000t。小企業(yè)不僅難以形成規(guī)模效益,而且產(chǎn)品品種單一,質(zhì)量不佳,脫色力低,過濾速度慢且?guī)в吐矢撸袌龈偁幜Σ睢鴥?nèi)市場售價900~1400元/t,進口價350~400美元/t。如我國6家中外合資辦的色拉油廠所用活性白土均以350美元/t從馬來西亞進口,而馬來西亞生產(chǎn)活性白土原礦又是從我國進口的。<p>國外的生產(chǎn)規(guī)模大,品種齊全,系列化,如:<p> 公司名稱 工廠 能力(噸/年)<p>德國南方化學(xué)品公司 巴伐利亞 120000<p>英國拉波特公司 柴郡 90000<p>美國恩特爾哈德公司 密西西比州 60000<p>日本水澤工業(yè)化學(xué)品株式會社 中城 50000<p>黑西哥克維米卡公司 波比拉 50000<p>馬來西亞溫不來活性白土廠 勃拉卡 60000<p>德國南方化學(xué)品公司生產(chǎn)的湯塞爾(Tonsill)向用戶提供5個系列20余個品種的活性白土,其中包括常用型活性白土系列、添加活性碳的混合型系列 、脫重金屬系列、顆粒土系列、供其它特殊需要(抗水系列、脫有機酸等系列)。而我國活性白土廠的產(chǎn)品僅有“高效”和“普通”兩種;按形狀劃分也只有粉狀和粒狀。<p>綜上所述,我國膨潤土礦開發(fā)應(yīng)用中存在的主要問題是:產(chǎn)品質(zhì)量低、工藝水平低、經(jīng)濟效益差。<p>針對上述問題,應(yīng)采取的對策為:<p>重視加強膨潤土礦的礦物特性、工藝性能以及產(chǎn)品質(zhì)量的測試研究。結(jié)合我國資源的實際情況,盡快制定出與國際接軌的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法。<p>重視加強加工設(shè)備的研制,尤其是超細(xì)磨、分級、脫水、干燥等設(shè)備的研制。<p>對一些基礎(chǔ)較好的工廠,通過設(shè)備和技術(shù)改造,優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),使產(chǎn)品質(zhì)量盡快達到國際先進水平,提高經(jīng)濟效益。通過市場競爭淘汰那些設(shè)備陳舊落后,技術(shù)水平低的虧損廠礦。<p>2. 發(fā)展趨勢<p>國內(nèi)膨潤土市場需求量見表13。其中濕壓強度大的鑄造用膨潤土,抗鹽水泥漿用膨潤土,活性白土和有機土的系列化產(chǎn)品應(yīng)作為重點發(fā)展產(chǎn)品。要獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品,首先必須解決膨潤土提純工藝技術(shù)和設(shè)備問題。<p>表13 膨潤土市場需求預(yù)測表(萬噸/年)<p>用途<br> 1990年<br> 2000年<br> 備注<br> <br>鑄造<p>球團<p>泥漿<p>脫色<p>有機土<p>其他<br> 65~70<p>9~10.5<p>30<p>10.5<p>0.1<p>10<br> 100~110<p>45<p>70<p>15<p> 0.2~0.3<p> 25~30<br> 按年增長率3%計<p>按1990年球團產(chǎn)量為600~700萬噸折算,按2000年球團產(chǎn)量為3000萬噸折算<p> <p>包括出口<br> <br>合計<br> 124.6~131.1<br> 255.2~270.3<br> <br> <br> |
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