膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產,蒙脫石結構是由兩個矽氧四面體夾一層鋁氧八面體組成的2:1型晶體結構 ,由於蒙脫石晶胞形成的層狀結構存在某些陽離子,如Cu、Mg、Na、K等,且這些陽離子與蒙脫石晶胞的作用很不穩定,易被其它陽離子交換,故具有較好的離子交換性。國外已在工農業生產24個領域100多個部門中應用,有300多個產品,因而人們稱之為"萬能土"。
膨潤土用途非常廣泛,讓我們來了解一下吧!
1、鑄造行業
鑄造用膨潤土是膨潤土最大的用戶,每年用量為110萬噸。膨潤土應用於鑄造主要應用於粘土粘結砂中,因為膨潤土具有粘結力強、可塑性高、脫膜好、透氣性優、高溫溼態條件下物理化學性能穩定等特點。粘土粘結砂作造型材料生產鑄件,本是歷史悠久的工藝方法,在各種化學粘結砂蓬勃發展的今天,粘土溼型砂仍是最重要的造型材料,其適用範圍之廣,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、氣衝造型、靜壓造型及無震擊真空加壓造型等新工藝,也都是以使用粘土溼型砂為前提的,粘土溼型砂適應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,以其復用性好和溼壓強度高而受鑄造行業所歡迎。
因具有良好的可塑性,可遏止鑄件夾砂、結疤、掉塊、砂型塌方等現象,加之成型性強、型腔強度高,便於金屬行業澆鑄溼態或幹態型模,是精密鑄件首選的型砂粘結劑。鈣鈉膨潤土由天然基鈣鈉膨潤土加工而成,是輕型鑄件普遍採用的型砂粘結劑。它以實用和鑄件清砂便捷而受用戶歡迎。
和其他黏結劑相比,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,仍能恢復粘能力。膨潤土的粘結能力只有在加水以後才能表現出來。膨潤土失去粘結能力,也與它的脫水有關。到目前為止,認為膨潤土中的水分有三種形態: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,粘結能力不受影響;二種水是牢固結合水,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℃)下加熱仍會繼續減重,說明仍有水分損失。膨潤土經這樣加熱脫水後,只要加水,能完全恢復粘結能力;三種水是晶格水,也有人稱之為結構水。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後,即喪失粘結能力,成為死粘土。
不同的膨潤土,喪失粘結能力的溫度不同。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,由於活化條件各異,失效溫度不一,但都低於天然鈉膨潤土。
2、鑽井泥漿
鑽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 於本身體積8倍的水,體積膨脹10~30倍,在水溶液中呈懸浮和膠凝狀態。在進行油、氣鑽井等項工作時,要使用泥漿來冷卻鑽頭、清除碎屑、保護井壁及平衡地壓。膨潤土分散性好、出漿量大,因此是製造鑽井泥漿的理想材料。
用作鑽井泥漿的膨潤土,最重要的技術要求是懸浮性質、溼篩分析和水分含量。
膨潤土在鑽井中的重要作用,使它的用量非常大。據了解,平均每採一口井,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代冶金工業的重要附料之一,將精礦鐵粉加適量膨潤土和水混合後在造球機中滾動成球狀,然後乾燥預熱、焙燒結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,廣泛應用於石油工業的各種礦物油、油脂工業的動植物油,固、液體石蠟、脂肪酸、廢油再生、乙醇和苯等脫色精製。也可以用作葡萄酒和汁液的澄清、製糖工業的糖汁淨化、化學工業的催化劑載體、粉劑農藥的添料等。
我國活性白土的生產廠家約40個,年產量約為42萬噸。
最大的生產裝置能力為5萬t/a。活性白土的產地主要集中在東北、華北、華東等地區,產量佔了全國的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,經科學配方,化學處理而成的,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,性能穩定,選擇性好,具有很高的吸附能力,廣泛用於石化行業芳烴提純,航空煤油精煉,也用於潤滑油、基礎油、柴油等油品的精製,脫除油品中殘餘的烯烴、膠質、瀝青、鹼性氮化物等雜質。
目前,國內顆粒白土主要是替代美國TONSIL顆粒白土,用於芳烴聯合裝置中的烯烴脫除,航空煤油、溶劑油精煉等,純苯精製,起到脫除少量氮化物、膠質、色素等作用。顆粒白土有時也叫濾油矽膠,使用濾油矽膠可以很好去除酸質和油泥、生物膠體、絕緣材料的浸出物,可除去水份、雜質和色譜分析烴類氣體,可用於汙水處理和有毒氣體的過濾及石化油工業催化裂化。
5、乾燥劑
膨潤土乾燥劑具有吸附活性,靜態減溼和異味去除等功效。廣泛應用於不能採用油封,氣相封存的產品中諸如:光學儀器、電子產品、醫學保健、食品包裝及軍工產品和民用產品的乾燥空氣封存。與矽膠相比具有價格低廉,吸附速度快,製備成本低等優點。
與目前市售的其它類型乾燥劑相比較,不僅吸附速度快,吸附能力高且無毒、無味、無接觸腐蝕性、無環境汙染等特點,尤其應用於食品包裝,對人體無損害。
膨潤土乾燥劑出口量較大。
當然鵬潤土的用處遠不止這些,以後慢慢和大家分享。