赤峰高纯膨润土的性质和有机制备研究

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膨润土是国民经济建设中用途广、用量大的一种非金属矿产资源。目前以膨润土为原料开发的各种深加工产品如钠基土、有机土、活性白土、无机或有机凝胶、分子筛等广泛应用于石油钻井、石油化工、冶金铸造、医药卫生、农业、环保、化妆品等领域中。有机膨润土是天然膨润土改性深加工产品,亦是一种重要的精细化工产品,它具有良好的表面疏水性、粘结性、分散性和悬浮性,在石油化工、日用化工、建筑行业、国防工业、农林牧等多个领域有着广泛的应用。 我国膨润土矿产资源丰富,居世界首位,并拥有超大型矿床;我国膨润土的开发利用起步较晚,开采和加工技术较落后。有机膨润土产品多数为初级产品,膨润土资源利用水平低。 本文对内蒙古赤峰某地膨润土进行了性质分析和有机制备的研究。该膨润土蒙脱石含量高达99.2%,是国内较为罕见的高纯膨润土。X-射线衍射分析结果表明,其蒙脱石层间距为1.502nm,属于典型的钙基膨润土。其膨胀容和胶质价分别为7.2ml/g、3.75ml/g,水化性能和膨胀性能一般。膨润土阳离子交换容量(CEC)为143.67mmol/100g。 由于钠基膨润土的水化性、分散性优于钙基膨润土,因此有机膨润土制备之前要对膨润土先进行钠化改型。本文采用常用的钠化改型剂无水碳酸钠(Na2CO3)对膨润土进行改型,得到了良好的钠基土,其膨胀容、胶质价分别达到24.7ml/g和31.5ml/g。 根据已有资料和探索性试验,本文确定了边钠化边有机化的湿法制备膨润土的工艺流程。考察了制备过程中原料配比、反应温度、反应时间以及pH值等因素对产品质量的影响;通过对有机化产品进行凝胶粘度的测试和X-射线衍射分析,得到了制备有机膨润土的最佳反应条件。本文最后探讨了膨润土钠化、有机化的反应机理。 本文的研究成果对赤峰高纯膨润土的应用具有一定的指导意义。
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