膨润土
蒙脱石（膨润土）是典型的2:1型含结晶水的层状硅酸盐矿物，由二层共顶联接的硅氧四面体片夹一层共棱联接的铝（镁）氧（氢氧）八面体片，这一特殊的微细晶体结构决定蒙脱石（膨润土）具有高分散性、悬浮性、膨润性、粘结性、吸附性、阳离子交换性等许多优良特性，被誉为"千种用途矿物"。但蒙脱石（膨润土）颜色一般因含铁量变化呈浅灰、浅绿、粉红、褐红、砖红、灰黑色等，浅色或白色的蒙脱石（膨润土）很少。因此，白膨润土的用途更加广泛。高白蒙脱石（膨润土）在涂料中的应用高白蒙脱石（膨润土）用于涂料的产品一般是无机凝胶、锂基膨润土、白膨润土。
1 蒙脱石无机凝胶在涂料中的应用
蒙脱石无机凝胶是天然硅铝镁酸盐增稠流变剂，是最有商业用途的无机高分子类增稠剂，白色，无毒，无刺激性，在水体系中具极大的成胶性能，稠度一般随着浓度的增加而迅速增大随后趋于平缓，流变形态为触变性。除具增稠性能外，在体系中还有稳定乳液、悬浮作用。其优点有：胶体性能好，分散于水体系中能水化膨胀形成"半透明-透明"的触变性凝胶(不受温度限制)；与酸、碱，盐的相容性好：水化后的凝胶中添加少量酸、碱、盐不会变稀或絮凝，胶体稳定性好，可在PH5-12范围内添加复配；高悬浮性：能使密度较高的矿物质、盐和有机物悬浮在水中；具有阳离子交换性能和吸附性能，能与脂肪胺和季胺盐等反应达到有机化，使胶体体系具备各所需要的各种物理性能，能吸附香精、色素、颜料或酶制剂；对水包油及油包水体系有较好的稳定性能，同时具有优良的展布性和成膜性；与有机阴离子胶体
有较好的相容和复配性，能起很大增稠作用；与醇类及高极性溶剂（甘油、山梨醇等）的相容性好；触变性好，高剪切低黏度，低剪切黏度高。蒙脱石无机凝胶在涂料中应用具有明显的增稠、悬浮防沉作用和改善涂料的流平性。蒙脱石无机凝胶可以预制凝胶，也可干粉直接加入；可以单独使用，也可和CMC、PVA、HEC等配合使用。
一般蒙脱石无机凝胶在乳胶漆、沙浆漆、真石漆、复色花纹、颜料浆、水性油墨等涂料配方中的加量为0.2%~1.5%。目前，国内在涂料使用的蒙脱石无机凝胶多为国外的Laponite、Magnabrite和Veegum
系列产品。
2 锂基膨润土在高温涂料中的应用锂基膨润土是根据天然锂蒙脱石的结构性质改性合成的产品，其为层状含锂铝硅酸盐的白色固体粉状，既具有钠基膨润土浸水水化膨胀性能，又具有有机膨润土特性，在水和极性有机溶剂如乙醇、丙酮等中均能溶解成胶体或充分溶胀使涂料的粘度增强，或者形成立体网状结构，以支撑和阻止基料的下沉，从而提高涂料的悬浮稳定性能。同时该结构可因遇到外界较高剪切力而受到破坏，失去或减小剪切力则恢复，使涂料具有极好的触变性。适用于水基涂料、耐火基料涂料作增稠剂、悬浮稳定剂。其特点：①使用范围广，可适用水基、醇基以及其它极性溶剂制作的涂料中，具有一定的湿态、干态粘结性；②涂料发气量低，触变性及涂挂性能好，涂料粘度稳定，不易沉淀，储存期长；③添加量少（根据涂料比重，一般用量1-2%，做醇基快干涂料时，其加量为耐火材料的2-4%）。
我国钙基膨润土改性工艺简述
张克勤1
何纶2
曾致翚1
李红梅1
孙雷1
（1. 北京石油勘探研究院；2. 四川石油管理局；）
摘要：我国从1981年开始注意钻井液配浆用土的考查，原石油部及地矿部均开展了专用于石油钻井用的膨润土研制工作，通过选矿、改性等工艺已基本满足我国石油钻井的需要，在改性工艺上虽然大同小异但也有某些独到之处，如原地矿部研究的人工钠化技术。近年来我国土矿点又多有新的发展,本文简述了我国大多数膨润土厂的改造工艺。
一、 膨润土简介
（一） 概述
膨润土是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物，最早在1847年由DAMOVY A.A 和SalkerTaTD 两人在法国MPNTMORILLON 城发现蒐集。后来由LE CnaTeLierH 进行了研究，并用4SiO 2·Al 2O 3·H 2O 正式命名这种粘土矿物的组成为蒙脱石。目前对膨润土的定义是：含有蒙脱石大于80%的一种纯净的优质粘土。商业上又有“搬土” 、“斑脱岩”等名称。
蒙脱石是膨胀性2：1层状粘土，也是蒙脱石族粘土矿物的重要成员，它是膨润土的主要成分，也是某些页岩的活性成分。因其重要性和埋藏普遍性而受到广泛研究。
蒙脱石的晶体结构可以由叶腊石和滑石的原型结构中引申出来，两者结构上的主要差别是：叶腊石中没有晶格取代（同形置换）现象。而蒙脱石中的同形置换几乎全部发生在八面
体中，有少部分Al 3+被Mg 2+置换。此外四面体片中也有极少数的Si 4+被Al 3+
置换。这样低价正离子置换高价正离子，造成晶体出现正电荷亏损，换句话说叫负电荷过剩。这种过剩的负电荷由吸附在晶层表面的阳离子来中和，这些阳离子太大（大于2.8?），在晶体内部无法容纳，只好吸附在晶层表面上。
当蒙脱石分散在水中时，晶层表面吸附的阳离子可与溶液中存在的其他阳离子进行离子交换，因此把他们叫做“可交换阳离子”。可交换阳离子的总量称为粘土的“阳离子交换容量”（C.E.C ），其值可用分析法测定，单位用每100g 干粘土的毫克当量数表示。
因为蒙脱石是膨胀性粘土，能产生层间膨胀，所以单位层表面的所有吸附的阳离子都能参加离子交换。因此CEC 可以作为同形置换程度的量度，或者说蒙脱石的CEC 的大小，表示其因同形置换而带负电荷的多少。显然，如果被吸附的阳离子不能全部参加离子交换如伊利石，则其CEC 就不能代表同形置换的程度，一般说来，粘土矿物的同形置换可用“单细胞电荷数”来量度。
CEC 约为90毫克当量/100g 干粘土的典型蒙脱石的化学式为
(Si 8 )(Al 3.38 M 0.67 )(OH)1V
V1
204
M 0.67
式中：M 代表单价交换性阳离子；右上角的1V 和V1分别为四面体和八面体的配位数，根据化学式，这种蒙脱石的单胞电荷数为0.67。
在形成蒙脱石颗粒的叠层中，交换性阳离子位于晶层的两边；这些阳离子的存在，使得
底面间距比叶腊石的底面间距略为增大，大约从9.13?增加到9.6?（干粘土），如果当补偿阳离子更大时，增加得还要大些。叶腊石和蒙脱石之间在底面间距上的相差比补偿离子的直径小得多。显然，这些阳离子部分陷入了四面体的空穴中。
根据晶体结构，蒙脱石单位晶层的上下两个表面都是氧层，所以形成叠层时，单位层之间不能形成氢键，仅靠范德华力联系在一起，而极性强的水分子却能与单位层表面的氧形成氢键，加上层间负电荷的排斥力，造成蒙脱石与水汽接触时，水分子容易侵入晶层间引起单位层之间距离增大，发生层间膨胀，其底面间距随粘土的类型和阳离子的种类不同而增大到12.5~20.0?之间某一定值。用不同水汽压力下的粘土片作X-射线图时，在水汽吸附等温线中看到有些粘土具有1、2、3、4层水的逐步水化现象，当蒙脱石层间吸附四层水分子时，层间膨胀至多不过使干粘土体积加倍。事实上有许多蒙脱石粘土的膨胀程度大的多，那是由于渗透膨胀引起的。
蒙脱石层间吸水膨胀的能力，还与补偿离子的类型有关如钠蒙脱石的水化膨胀就比钙蒙脱石强。
蒙脱石粘土吸水膨胀后，晶层底面间距增大，晶层间的范德华力显著减小，晶片较易分散在水中，因而蒙脱石具有较强的水化分散型。特别是钠蒙脱石，在水中有相当大的一部分可以分散到单位层的厚度。表1给出了在水悬浮体中钠蒙脱石颗粒的尺寸。
表1 水悬浮体中钠蒙脱石颗粒的尺寸
级分号%（重）
相当球形粒
子半径μ
最大宽度厚度
?
每个颗粒的
平均层数
光电双折射μ电子显微镜μ
1 27.3 ＞0.14 2.5 1.4 146 7.7
2 15.4 0.14-0.08 2.1 1.1 88 4.6
3 17.0 0.08-0.0
4 0.76 0.68 28 1.5
4 17.9 0.04-0.023 0.51 0.32 22 1.1
5 22.4 0.023-0.007 0.49 0.28 18 1
Kahn先用超离心机把钠蒙脱石分成五个级分。再用不同方法分别测定各个级分中薄片的最大宽度和厚度及相当球形粒子半径等。假定薄片聚集的氧间距为19?，推算出各级分中单个颗粒的平均层数。从上表可以看出：1）宽度和厚度都随相当球形粒子半径减小而减小；2）最细的三个级分中，颗粒的平均层数略超过1，它们占了钠蒙脱石样品总重的57%。钠蒙脱石的比表面可达800m2/g。
综上所述，蒙脱石的主要特点：（1）较高的阳离子交换容量，一般交换量在70~130毫克当量/100g。其中80%是源于晶格同形置换。20%是由于晶层边缘的负电荷。交换性阳离子组成以Ca2+、Mg2+、Na+、H+为多，随形成环境条件而异。有时也有K+，这些交换性阳离子的成分对粘土性质影响较大。（2）明显的吸水膨胀性。（3）优良的水分散性。
已知蒙脱石是一种二八面体的层状铝硅酸盐矿物，其结构（见图1）。
图1 蒙脱石族矿物晶体构造示意图
（二） 成因
由于膨润土的形成条件多种多样，因而各国对其成因分类不统一。 最近美国Grim.R.E.和Guven. N.提出以下四种成因类型： a) 火山灰或凝灰岩基本上就地蚀变。 b) 火成岩普遍热液蚀变。 c) 火成物质岩浆后期蚀变。 d) 成因不明的类型。
另前苏联1974年提出的膨润土矿床的成因类型为： 1. 火山-沉积型：形成火山-沉积型膨润土的原始物质是火山灰，主要过程是海解作用。如前苏联中亚的奥兰格林矿床，美国怀俄明矿床、中国新疆柯尔碱矿床。
2. 热液型：该类型膨润土矿床的形成与火山岩和火成母岩的火山后期热液作用有关。矿床主要产于阿尔卑斯火山作用区域（阿尔卑斯-喜马拉雅造山带的火山作用及环太平洋造山带的火山作用区域），其特征是在空间和成因方面均与一定的上白垩纪及始新统火山作用阶段有着明显关系（其特征是，在空间和成因方面均与华西构造及华夏构造带的火山作用阶段后期有关）工业矿体形成于这些时期中较晚的阶段。膨润土的形成与区域性深大断层的断裂破坏有关，深大断裂控制着巨大成矿带的位置、，局部断裂则控制矿田和各个矿床，膨润土矿体的组分变化无常，碱性和碱土性膨润土的分布没有任何规律。例如：亚美尼亚的萨里纠赫矿产、意大利蓬察岛矿床等。
3. 残积型：该类矿床系由超基性、基性和少量中性的火成岩、变质岩、火成碎屑岩的风化作用而形成。一般不形成工业矿体。
4. 沉积型：根据母岩物质成分分为二个亚类。由喷出的火成岩和火山-沉积岩的风化壳经过冲洗形成的膨润土属于第一亚类。可以形成具有工业价值的矿体。陆台及毗邻区或分布甚广的陆源的和胶体沉积的膨润土属于第二亚类。不适于铁精矿团矿。
据称上述各种成因类型中最富有前景的是火山-沉积型和热液型矿床。它们能形成巨大的矿体，而且不需再进行加工即可用于球团矿生产。钙基膨润土在各种成因类型中均可发现，而钠基膨润土主要存在于前二种类型之中。 （三） 类型
我们通常把膨润土分成怀俄明类型和切托型的两大类：
怀俄明型膨润土：八面体中镁离子置换铝离子的数量较少，因而含MgO 较低，晶层电荷较低，差热分析曲线中从最后一个吸热谷到下一个放热峰之间温度间隔小，一般只有60℃，曲线呈S 形，颗粒较细，水中易分散。
切托型膨润土：八面体中镁离子置换铝离子的数量较多，因而含MgO 较高，差热分析曲线中最后一个吸热谷到下一个放热峰之间温度相差很大，可达130~220℃，放热峰温度很高，一般在1000℃以上，颗粒较粗，在水中难分散。 （四） 属型
欧美与前苏联有不同的划分方法见下表2及表3。
1. 按阳离子交换容量的百分比划分见表2。（欧美）
表2 膨润土矿床属型划分（按阳离子交换容量的百分比划分）
膨润土矿床属型
EC ENa
+
++++++22EMg ECa EK ENa 或++2ECa ENa
钠基
﹥50%
﹥1 ﹥1
钙基﹤50% ﹤1 ﹤1
2.按各种可交换阳离子占离子交换总量的百分比划分见表3。（前苏联）
表3 膨润土矿床属型划分（按各种可交换阳离子占离子交换总量的百分比划分）
膨润土矿床属型各种可交换阳离子占离子交换总量的百分比钠基ENa+﹥50%EC
钠-钙基ENa+﹥30%EC，ECa2+﹤45%EC
钙-钠基ENa+﹥30%EC，ECa2+﹥45%EC
钙基ENa+﹥60%EC，EMg2+﹤25%EC
钙-镁基ENa+﹥45%EC，EMg2+﹥25%EC
镁-钙基ENa+﹥25%EC，EMg2+﹥45%EC 注：EC-阳离子交换总量大于80毫克当量/100g土。
（五）用途
膨润土具有吸水膨胀性、分散性、粘结性、悬浮性、触变性、盐基交换性、吸附性、耐火性、可塑性、滑润性等特性。因此，在工业、农业、国防工业中，得到了广泛的应用。
天然蒙脱石可按所含的交换性阳离子的种类、相对含量等分为：钙蒙脱石、钠蒙脱石、镁蒙脱石、锂蒙脱石、氢蒙脱石等等。其中以钠蒙脱石为主的粘土称之为钠基膨润土（又称碱性膨润土、膨胀性膨润土），以钙蒙脱石为主的粘土成为钙基膨润土（又称为碱土膨润土、非膨胀性膨润土）。前者性能较好，用途广泛，经济价值很高，称之为贵重粘土。因此得到重视。下面将四种粘土矿物的一些性能进行比较，见表4。
表4 四种粘土矿物性能比较
矿物
蒙脱石
项目
高岭石伊利石
钙蒙脱石钠蒙脱石
干压强度（最大值） 2 3 4 1
湿压强度（最大值） 4 3 1 2
透气性（最大值） 4 3 1 2
对成型所需水分 4 3 1 2
烧结度（最大值） 1 4 2 3 耐久性 1 3 4 2
流动性 3 2 1 4
破坏性 3 2 1 4
韧性 2 3 4 1
在2500℃时的收缩 1 4 2 3 易混性 4 2 1 3 注：表内数字最佳为1，最差为4。
由表可以看出，膨润土特别是钠基膨润土的综合性能较好。因此它的用途最广泛。膨润
土的主要性能与用途见图2及表5。
图2 膨润土主要性能
表5 膨润土用途
使用部门漂白土（酸性
活化）
膨润土
（Ca2+、Mg2+膨润土）
钠膨润土
（活化的
或天然的）
有机膨润土
动植物油炼制工业动植物油、油脂的脱色和净化
石油工业石油、油脂、石蜡、石蜡油（煤油）的
精练、脱色和净化、石油裂化
润滑脂（油脂）的稠化剂
造纸工业复写纸的染色剂、颜料、填料
林业和水（土）保
护
作灭火器的粉末，消除水中油的粘结剂
食品（粮食）工业葡萄酒和汁液的澄清剂、啤酒的稳定化处理、糖化处
理、糖汁的净化
化学工业催化载体和催化剂，杀虫剂农药和杀菌剂的载体，橡
胶和塑料的填充剂，干燥剂和过滤剂、放射性废物的
吸附剂
水净化和污水处理作吸收剂和
絮凝剂
洗涤剂工业有机干燥洗
涤剂的再生抛光、修理和清洁（洗涤）剂，肥皂
和洗涤剂的添加剂
钻探工业盐水钻井泥浆作钻井泥浆的触变
（摇溶）乳浊液采矿工业做铁精矿球团的粘结剂
民用工业泥浆槽的悬浮液、土的稳定剂、打夯
的润滑剂、混凝土的增塑剂和添加剂陶瓷工业陶瓷原料的增塑剂，增加感强度，作
为一种熔剂
农业土壤改良，混合肥料的添加剂，动物
饲料
铸造工业作为一种专门
造型砂的粘合
剂作为合成造型砂和
型芯砂的粘合剂
作水化型砂
的粘合剂，表
面的稳定剂
制药工业作为医用药物的原料，作为一种药膏和美容（化妆）
的原料
染色、颜料和涂料
工业颜料、原浆涂料的触变和增稠（浓
化）
焦油（沥青）利用
工业制备焦油-水的乳
液
沥青表层的
稳定剂
二、我国的膨润土矿源
我国膨润土资源非常丰富，地质部门已探明的储量约为2.6亿吨，并发现有大型钠基膨润土矿床。据目前资料，我国膨润土的地质储量仅次于美国、前苏联，居世界第三位。在我国二种属型和四种成因类型的膨润土矿床均有发现。如海相火山沉积成因的钠基膨润土矿床出现在我国西北的晚古生代和早中生代地层中。热液的和内陆湖相火山沉积成因的膨润土矿床，主要出现在东北、东南沿海一带的侏罗纪、白垩纪和第三纪地层中。此外，我国最近还发现了氢基膨润土矿床。部分膨润土的资源情况、物理、化学性能见下表6、表7及表8。
表6 膨润土矿山资源情况表
资源情况黑山膨润土
矿
临安陶土矿仇山磁土矿九台膨润土矿
三台膨润土
矿
宣化膨润土矿
信阳膨润土
矿
囊阳膨润
土矿
酒泉粘土矿
渠县膨润土
矿
连城膨润土
矿
潍县膨润土
公司
托克逊膨润土
矿
矿区位置黑山县城东
三公里
临安县城西二公
里
余杭镇西北九公
里
九台县城东二
公里
富顺公社小
梁包
宣化县水泉公
社
县城东南五
里店
峪山公社
南一公里
嘉峪关古城
西四公里
华云山脉渠
江两岸
朋口等公社
潍坊市涌泉
庄
托克逊县柯尔
碱
建矿日期1956 1955 1954 1972 1970 1974 1971 1970 1973 1972 1979 矿床时代侏罗纪侏罗纪下白垩、上侏罗侏罗纪侏罗纪上侏罗第三纪白垩纪侏罗纪第三纪下白垩纪侏罗纪
矿床成团陆相火山-沉
积型
陆相火山-沉积
型
火山沉积-蚀变
型
火山-沉积型
河湖相沉积
型
沉积-风化型火山-沉积型
湖相沉积-
淋滤型
内陆湖泊-
沉积型
沉积-风化型河湖沉积型
海相火山-沉
积型
地质品位
（蒙脱石
质量%）
75 40~70 50~70 60~80 60~80 60 60~90 60~80 78 66~73 30~65 70~80 50~60可达90
矿体形状层状层状
层状
似层状
层状
扁豆状
透状
似层状
层状
层状
透镜状
脉状
囊状
似层状
层状
似层状
层状
透镜状
层状
矿体长、宽、厚度长2000米，
宽300米，厚
35米
6号矿体长2500
米，厚6-8米
二层矿，长1200
米，厚10.7~28
长200米，厚
10~30米
长600米，
厚2.41米
长300米，厚
5.27米
长1200米，
厚20~30米
长500米
厚25米
长2000米，
厚2~16米
长2000米，
厚1.5~2米
长400米，宽
14~20米
长400米，宽
1300米，厚
6~40米
共三层，上层
控制长500米，
厚10~15米
围岩凝灰岩、碎屑
岩、珍珠岩
沉积岩、页岩、
凝灰质粉砂岩、
沉积岩
凝灰岩、沸石泥岩、砂岩
流纹岩、沸石
化凝灰岩
凝灰质页岩、
流纹岩
含砂碎屑
白云岩
泥岩
流纹岩、伴生
沸石
矿床工业
类型
钙基钠基钙基钙基钙基钙基钙基钙基粘土（钙基）钙基钙基钙基钠基
矿石形状土状硬质块状半硬质块状土状土状块状块状土状土状块状块状土状块状块状上软下硬
土状块状
块状
勘探程度详查详找详找详查普查普查详找详查普查普查详查详查详找
勘探单位603队省地质
四大队
省非金属地质大
队、现杭州大队
503队
现杭州大队
建材非金属队
现省地三大队
省地211队
省非金属地
质四队
建材地质队
现省地三大队
省地10队
省地8队
12队
省地四大队省地四大队
省地一团三
中队
省地四大队新疆一大队
探明储量4000万吨5000万吨2000万吨200万吨30万吨500万吨2100万吨105万吨1600万吨210万吨210万吨4500万吨大型
362
表7 各矿膨润土主要化学成分
单位（产地）SiO2Al2O3Fe2O3TiO2MgO CaO K2O Na2O 烧灼黑山矿十里岗子73.06 16.17 1.63 0.16 2.72 2.01 0.41 0.39 4.81 黑山矿下湾子(深部) 71.39 14.41 1.71 1.52 1.20 0.44 1.98 5.25 临安矿平山70.94 15.26 1.38 0.05 2.26 1.65 1.51 2.00 4.57 临安矿兰巾65.14 18.56 3.01 0.52 2.09 2.84 0.88 1.58 4.66 仇山矿（钠质土）68.01 15.4 3.94 3 2.5 未测未测 5.9 仇山矿（钙质土）70.66 17.58 2.59 0.24 2.54 2.04 0.86 0.30 4.47 三台矿57.64 16.24 1.60 0.02 3.92 1.99 0.51 0.40 17.76 张家口化工厂61.14 20.11 3.10 0.62 3.31 2.42 1.63 2.11 5.19 宣化县化工厂68.18 13.03 1.24 0.25 5.07 3.89 0.44 0.78 6.78 信阳矿五里店72.02 15.76 1.44 0.21 3.27 2.19 0.38 0.22 5.91 酒泉矿大草滩62.50 18.61 5.37 1.86 1.35 2.38 1.25 6.31 囊阳矿厂50.14 16.17 6.84 0.88 6.24 4.73 1.84 0.19 11.56 渠县膨润土厂60.47 20.21 2.76 3.8 3.3 1.3 0.4 8.25 双阳矿五家子71.58 14.56 2.95 0.37 2.72 2.30 0.25 0.37 4.58 连城矿朋口65.92 20.72 1.70 0.31 2.66 0.14 1.14 0.32 6.7 法库矿74.86 15.00 1.23 0.28 2.18 2.23 0.30 0.43 4.86 潍县涌泉71.34 15.14 1.97 0.19 3.42 2.43 0.43 0.31 5.06
托克逊矿柯尔城60~65 14~20 2~3 MgO+CaO
3~4
K2O+Na2O
2~3
表8各矿膨润土的理化性能
单位（产地）湿压强度
(kg/cm2)
干压强度
(kg/cm2)
胶质价
（%）
膨胀
倍数
吸兰量
(g/100g
料)
pH
吸水率
2h 24h
黑山矿十里岗子0.39 4 95 9 39 酸性180 260 黑山矿下湾子（深部）0.4 5 100 12 27 碱性未测未测临安矿平山0.39 6 100 22 27.3 碱性160 360 临安矿兰巾0.35 4 100 10 31 碱性110 186 仇山矿（钠质土）0.81 未测100 11 38.3 碱性未测未测仇山矿（钙质土）0.35 4 51 10 31 酸性94 127 三台矿0.4 3.6 45~60 9 32 酸性133 160 张家七化工厂0.46 2.4 60 9 37 酸性132
宣化县化工厂0.35 2.6 100 9 30 碱性120 193 信阳矿五里店0.35 未测78 12 42 酸性134 191 酒泉矿大草滩0.45 5 95 6 21 碱性105 134 囊阳矿厂0.4 3.3 78 12 42 酸性104 143 渠县膨润土厂0.4 5 66~77 10 酸性
双阳矿五家子0.35 4 82 10 33 酸性122 169 连城矿朋口0.35 4 32 5 20 酸性94 127 法库矿0.5 4 75 12 37 酸性139 184 潍县涌泉0.38 4 60 8 36 酸性120 173 托克逊矿柯尔城100 10 30~45 碱性
三、石油钻进液用膨润土的开发及改性
我国在上世纪80年代开始注意到钻井液用泥浆的质量问题，原地矿部和石油部有关部门分别组织人力、物力对全国的膨润土矿点按石油钻井液用土的标准（即API标准）进行了改性研制。至1995年前后全国各油田已基本都用上国产的膨润土粉，大大减少了过去因为使用劣质配浆所造成的缺点。
(一)原地矿部同志在钠化技术方面参考国外技术研制成功了一套钠化流水线，采用湿挤
压钠化工艺包括：阻流挤压钠化、短时高温干燥、风选粉碎等主要工艺流程，能在较短时间内完成钠化工艺，其生产方法：在天然钙基土中加入3~4%的苏打（碳酸钠），在适当的条件下进行反应，其反应式：
Ca+++Na2CO3 CaCO3↓+2Na+
通过这种活化处理，膨润土中的Na+含量显著增加。膨胀倍数增加到15~20，粘结性、耐火性等都大大提高，基本达到甚至超过天然钠基土的性能。
该仪器装置生产的NV-1型钠基膨润土于1988年度的美国石油学会质量证书，其对钙膨润土钠化机理的示意图及钠化工艺流程图见附录10及11。
(二)原石油部同志在钠化技术上主要是在原土矿点的钠化技术上进行了改进，除了针对不同
矿点的土质在钠化工艺上进行了摸索（如挤压效果、温度控制、堆放时间等）改进外，主要还研究了辅料的优选如配比，其工艺流程图如下图3：
图3 钠土生产工艺流程
下仅举两例说明其钠化工艺及流程
实例一：新疆夏子街膨润土改性研制报告
1、任务来源
新疆夏子街膨润土有限责任公司膨润土样品4袋（每袋约500克），分别编号为1、2、3、
4、号。要求进行改性试验研究，使其质量达到美国API级膨润土标准。
2、样品处理
鉴于膨润土原矿产地不同，层理不同，成分差别较大。为了所测结果更具代表性，将四个样品烘干（105℃±2℃）混合，按四分法缩分为约300克进行改性性分析试验。
3、试验内容
1)理化性能分析
内容包括X-衍射分析，电镜分析，差热分析及粒度分析。
认为此四项分析在80年代进行普查时已做过此四项数据，可暂缓做此次试验，待委托方认为有必要时再进行此四项数据试验。
2)造浆率与加碱量对比试验
按API级膨润土方法配浆，分别在样品中加入不同数量的碳酸钠（Na2CO3），浓度为2-10%（土量的百分数）。放置过夜老化后，再测其流变性及滤失量等数据。见表9：
表9 夏子街土中加碱量与悬浮体性能表
土量
加减量 （%） AV （CP ） PV （CP ） YP (dyne/cm2) API W.L. （ml ）
备注
夏子街土浆6.24g /100ml 水 0 2.5 2.0 5.11 112.4
2 4.5 4.0 5.11 20.6
3 8.5 7.0 15.33 18.0
4 12.0 9.0 30.66 17.0
5 17.0 7.0 102.20 16.0 切力增加 7 20.5 9.5 112.42 15.4 切力增加
8 22.0 10.0 122.64 18.2 切力增加
10 23.5 9.0 148.19 20.6 切力增加 以上数据分析可看出，夏子街膨润土通过加入纯碱可以改善其性能，提高造浆率。随着加碱量的增加，表观粘度有所增加，滤失量有所降低，至加碱量达4%左右时，达到最佳值。若继续加碱量，滤失量也开始增加，说明悬浮体由于钠离子增高，压迫双电层，开始产生絮凝现象，所以滤失量开始增加，也就是说，加碱量不要超过4%为好。
3) 吸兰量试验
吸兰量试验见表10：
表10 吸兰量试验结果
土别 吸兰量（g/100g 土） 膨润土含量（%） 原夏子街土 20.10 45.68 加4% Na 2CO 3夏子街土 30.86 70.13
吸兰量实验室测定粘土中蒙脱石含量多少的一种粗略方法（比较准确的方法是进行X-衍射分析），从表中可看出，夏子街中的蒙脱石经改性后含量约达到70%左右，说明还是一种不错的蒙脱石矿源。
4) 交换盐基总量和交换性Ca 2+、Mg 2+
分析：按4%加碱量与原土矿的对比数据
表11交换盐基总量和交换Ca 2+
、Mg 2+
分析
土别
交换盐基总量（m ·e/100g 土） 交换性Ca 2+
总量（m ·e/100g 土） 交换性Mg 2+
总量（m ·e/100g 土） 交换性Na +
总量
（m ·e/100g 土）
原夏子街土 89.95 41.50 6.93 41.52 加4% Na 2CO 3
夏子街土 94.46 20.98 3.95 69.53
美国搬土 74.21 11.54 7.10 55.56 通过以上原始数据，可求出以下比值。 1） 交换性钠离子与交换性盐基总量的比值
a 、 原夏子街土：
%1.4695
.8952.45Na ==+∑∑c ﹤50% b 、 加4% Na 2CO 3改性夏子街土：
%6.7346
.9453.69Na ==+∑∑c ﹥50% c 、 美国搬土：
%9.7421
.7456.55Na ==+∑∑c ﹥50% 说明改性后的∑
∑+c Na 的比例提高很多，已接近美国搬土的数据，从46.1提高到74.9%。 2） 交换性Ca 2+
量与交换性Na +
量的比值
a 、 原夏子街土：
150
.4152.41Ca Na ==+++∑∑ b 、 加4% Na 2CO 3改性夏子街土：
31.398
.2053.69Ca Na ==+++∑∑﹥1 c 、 美国搬土：
81.454
.1156.55Ca Na ==+++∑∑﹥1 可看出，夏子街原矿粉中Ca++含量较高，钠、钙比达到1：1，而改性后的钠、钙比已远大于1，与美国相接近。
3） 交换性Na +
量与交换性Ca++、Mg++量的比值
a 、 原夏子街土：
857.043
.4852.41Mg Ca Na ==++++++
∑∑∑﹤1
b 、 加4% Na 2CO 3改性夏子街土：
79.293
.2453.69Mg Ca Na ==++++++
∑∑∑﹥1
c 、 美国搬土
98.264
.1856.55Mg Ca K Na ==++++++++∑∑∑∑﹥1 从以上三个指标对比可看出，通过加碱可以将夏子街改性达到接近美国钠土的水平。 4、理论计算
通过以上化学分析数据及几组对比的数据说明加碱后对改性后的膨润土大有好处，但加碱量是否合宜，通过当量计算结果如下：
从原夏子街土的交换性Ca++、Mg++量分析知其总量为48.43 m ·e/100g 土（其中Ca++：41.50 m ·e/100g 土，Mg++：6.93m ·e/100g 土），如果仅考虑将原土中的Ca++、Mg++离子
用Na +
置换下来，而不考虑化学平衡及工艺等问题，则需要用Na 2CO 3的量为：
48.43/1000×106/2=2.6/（100g 土）
也就是说，每100克原土矿加入2.6克的碱就够了。说明还有潜力可挖。从化学平衡上及工艺上都有进一步探索的必要。
5、可溶性离子分析数据
为了进一步核实加碱量的多少是否合适，对原土矿与改性后的夏子街土的可溶性进行分析，见表12：
表12可溶性离子分析结果表
土别CO32-
(mg/100g
土)
HCO3-
(mg/100g
土)
Cl-
(mg/100g
土)
Ca2+
(mg/100g
土)
Mg2
(mg/100g
土)
SO42-
(mg/100g
土)
Na+(K+)
(mg/100g
土)
原夏子街土0 85.4 33.37 15.4 11.5 22.13 47.91
改性夏子街土546.3 285.5 68.52 12.92 2.76 4.61 533.58 美国搬土34.5 113.5 23.08 19.60 3.82 225.79 162.5
从上表可以看出改性后夏子街土含有较多的CO32-（546.3mg/100g土）、HCO3-（285.5mg/100g土）和Na+（533.5mg/100g土）并且这些量远远超过了美国搬土，说明在改性时加碱量有些偏高，或者加入的不均匀。
6、机械方法促进钠化工艺的探索
通过前面物理化学方面的分析，可以看出干法钠化工艺存在钠化不彻底的毛病，表现为改性后的土中含有较多CO3根（546.3mg/100g土）和HCO3-（285.5mg/100g土），同时，Na+离子也有过剩（533.5mg/100g土）。这与美国钠土相比较，有较大差距。从分析的交换容量来看，夏子街土的钠化加碱量只需要2.60g/100g土就足够了，也从另一个侧面说明了钠化不彻底，有多余残留的加碱量，参考国外一些国家的钠化工艺，如意大利Minetraria isole pontine公司的“堆放钠化工艺”、西德Sud-chimie公司的“轮碾钠化工艺”、日本国峰公司的“双螺旋钠化工艺”等，以及国内一些公司采用的挤压法，我们用实验室小型滚压机进行了物理方法促进钠化工艺，可将加碱量下降至 3.2-3.5%。估计工业上的滚压法会有进一步的效果。数据见表13:
表13机械方法工艺钠化结果
AV PV YP API FL
加Na2CO33.5%室
内挤压法测量
13.5 8.5 40.5 16
原加4% Na2CO312.0 9.0 30.66 17
7、辅料的优选试验
通过以上一系列试验，可以看出，尽管加碱量可以下降至3.5%左右，但按API级膨润土检查仍有差距，不达标准。为此，我们又对无机盐辅料及有机盐辅料进行了增补试验。先后选择了一价盐（NaCl）、二价盐（CaCl2，CaSO4，MgO，MgSO4）及三价盐（Al(OH)3，KAlSO4，AlCl3）以及有机盐如纤维素类、淀粉类、高聚物类、生物聚多糖类及正电胶类。通过探索加量选择一系列试验，终于找到1-2种高聚物，加量仅在1-2?，即可全面达到API级膨润土的标准，数据如表14所示：
表14辅料优选结果
AV PV YP API FL
加Na2CO33.5%室
13.5 8.5 40.5 16
内挤压法测量
加高聚物1-2?17.0 8.0 20.0 14
8、小结
通过以上系列试验，初步得出以下结论：
1）夏子街膨润土样品基本上属于钙基膨润土。
2）通过加碱量钠化可以有效地提高原膨润土的造浆功能，基本上改造成钠基膨润土。
3）钠化工艺，建议采用物理方法（即机械方法）与化学方法同时使用为好。其工艺流程图如下：
实例2 四川某土矿膨润土改型实施步骤意见
1、所需仪器：
1）电动六速旋转粘度计1---2台ZNN---D6型
2）变频高速搅拌器（两轴）1台JB---12K型
3）常压失水仪1---2台ZNS---5A型
4）液体压力密度计1台YYM型
5）马氏漏斗计1台MLN---4型
6）量筒10000ml 2个
7）量筒10ml 3---5个
8）表皿Φ3″5---10个
9）滤纸Φ3″10---20个
10）搪瓷杯，带盖500ml 10---20个
11）玻璃器皿如：玻璃棒、烧杯等
12）小型挤压机1台如：室内用搅肉机或压面机
13）电炉、烘箱1---2台烘干设备
14）小型粉碎机1---2台粉碎土样用
15）筛子200目100…一套
2、钠化工艺所需设备工艺流程及辅料药品
1）挤压机：可据国内实际情况进行选择。
2）基本原理：我国膨润土矿80%以上是钙基膨润土，所以必须通过加碱（纯碱Na2CO3,NaF 或烧碱NaOH）钠化，来能提高其造浆率达到API标准的要求，既
Ca++土+ 2Na+→2Na土+ Ca+
为了加速钠化速度，所以采用了物理挤压的方法促使其钙、钠转化，但是钙、钠转化是个渐进的过程，可以长达几个月或一年。为此还应该辅以“堆放工艺”，以最后完成钠化工艺。
3）操作流程：
4）辅料：
钠化是基础，辅料是核心。由于原材料是天然矿物，组分不是一成不变的，所以加碱钠化后的数据也是变化的。所以要随时调整辅料的配方，并要派专人管理、化验。
5）辅料的品种：
a 、聚合物类：计有
①聚丙烯酰胺：要求水解度在30%左右分子量从300万到2100万。
②中分子量有机化合物：NH4PAN、JT888、80A51、CMC、(H--V)。
③小分子量有机物聚合物，HPAN（聚丙烯睛钠盐）、XC（生物聚合物）MMH
（正电胶）。
b 、无机盐类：
三价盐：Al(OH)3、Al2(SO4)3、KAlSO4
二价盐：Ca(OH)2、CaSO4 、MgO、HgSO4
二价盐：NaCl、KCl
6）加量：根据读值进行调整
a 、大分子量有机聚合物：0.1～0.3%
b 、中分子量有机聚合物：0.3～0.6%
c 、小分子量有机聚合物： 1.0～1.5%
d 、无机盐：0.1～0.5%
3、国际标准：
见国际GB/T5005～2001，此标准与API13A中的内容完全一样。达到此标准即达到了国际标准。（见附页）
4、专业化验员操作步骤：
1）熟悉仪器操作（按说明操作）。
2）按国标配制基浆并进行测量。
3）用挤压机进行改性，加碱量由3%、4%、5%、6%、7%反复多挤压几次。
4）风干样品或烘干（不超过105±3℃）。
5）按标准加土量（6.4%或22.5g±/350ml），蒸溜水，配浆、搅拌、养护。
6）量测性能。
7）配加辅料使之达标（加量由试验摸索决定）。
8）以此加料数量指导工业生产。
9）复核工业生产标准。
10）如不达标，进一步调整配方。
5、原土矿质量的检测，不合格者不要。
附录1: 钠蒙脱土电子显微照像图及三层结构粘土示意图
Edge view of a flake of sodium montmorillonite.The dark parallel lines,which are 10?±thick, are the unit layers.(Electron micrograph by Barclay and Thompson. Courtesy
of Nature)
Diagrammatic representation of a 3-layer expanding clay lattice.
Diagrammatic representation of a 3-layer expanding clay lattice.
附录2: 蒙脱石显微镜照片
附录3:凸棒土显微镜照片
附录4: 钙基土、钠基土相互置换图
附录5: 粘土矿物交换容量表
附录6: 钠蒙脱土水溶液颗粒尺寸表
After Kahn
10000 ?ngstroms(?
)=1 micron Assuming a c spacing of 19?.
膨润土的三种分类
扬州建安土工合成材料有限公司 膨润土的三种分类 我们知道膨润土的层间阳离子种类决定于膨润土的类型，当层间的阳离子为Na+时称钠基膨润土；层间的阳离子为Ca2+时称钙基膨润土；层间的阳离子为H+时称氢基膨润土(活性白土、天然漂白土-酸性白土)；层间的阳离子为有机阳离子时称有机膨润土。 一、活性白土 活性白土是以粘土（主要是膨润土）为原料，经无机酸化处理，再经水漂洗、干燥制成的吸附剂，外观是乳白色的粉末，无臭，无味，无毒，吸附性能很强，能吸附有色物质、有机物质。在空气中易吸潮，放置过久会降低吸附性能。但是，加热到300摄氏度以上便开始失去结晶水，使结构发生变化，影响褪色效果。活性白土不溶于水、有机溶剂和各种油类中，几乎完全溶于热烧碱和盐酸中，相对密度2．3～2．5，在水和油中的膨润极小。 二、天然漂白土 就是自然产出的自身就具有漂白性能的白土，是以蒙脱石、钠长石、石英为主要组分的白色、白灰色粘土，是膨润土的一种。 主要是玻璃质火山岩合成后的产物，它吸水后不收缩、悬浮液的pH值为弱酸性与碱性膨润土相区别；其漂白性能比活性白土差。颜色普通有淡黄色、绿白色、灰色、檄榄色、褐色、奶白色、桃红色、蓝色等。纯白色的很少。密度2．7-2．9g/cm。视密度由于多孔性关系而常常较低。化学成分和普通粘土差不多，主要化学成分是三氧化二铝、二氧化硅、水及少量铁、镁、钙等。无可塑性，有较高吸附性。因含大量含水硅酸，对石蕊呈酸性。水中易裂解，含水量很大。普通细度越细则脱色力越高。 在勘探阶段停止质量评价时，需测定其漂白性能、酸度、过滤性能、吸油量等项目。 三、有机膨润土 有机膨润土是一种无机矿物/有机铵复合物，以膨润土为原料，应用膨润土中蒙脱石的层片状构造及其能在水或有机溶剂中溶胀分散成胶体级粘粒特性，经过离子交流技术插入有机掩盖剂而制成的。有机膨润土在各类有机溶剂、油类、液体树脂中能构成凝胶，具有良好的增稠性、触变性、悬浮稳定性、高温稳定性、光滑性、成膜性，耐水性及化学稳定性，在涂料工业中有重要的应用价值。在油漆油墨、航空、冶金、化纤、石油等工业中也有普遍的应用。
膨润土在地铁盾构施工中的应用
以郑州地铁一号线05标会展中心站～黄河东路区间隧道为例，介绍了膨润土浆 液的性能及其在盾构施工中的应用 1 工程概况 郑州地铁一号线05标会展中心站～黄河东路站区间大体呈反“S”形，区间线路从会展中心站东端头出发，下穿会展中心立交匝道后继续行进，在下穿熊儿河后，于军事管理区西南角转向东，沿金水路到达黄河东路站。线路右线全长（右DK25+～右DK27+），左线全长（左DK25+～左DK27+）。本段线路左线设二条平曲线，曲线半径分别为350m、400m；右线设两条平曲线，曲线半径分别为350m、410m。区间覆土厚度为～18m，区间最小坡度‰，最大坡度‰。区间隧道设一处泵房（与区间风井合建），联络通道二处。 区间所处地层主要为第（8）层：粉砂，浅灰色，饱和，中密～密实，颗粒级配一般，颗粒成分由石英、长石、云母组成。局部夹灰色密实粉土。层厚～，平均厚度，层底标高～，平均标高，层底埋深～，平均埋深；第（9）层：细砂，灰一褐黄色，饱和，中密一密实，偶见蜗牛壳碎片、小姜石，颗粒级配一般，颗粒成分主要由石英、长石组成，含少量暗色矿物。层厚～，平均厚度，层底标高～，平均标高，层底埋深～，平均埋深。 2 膨润土的使用研究 会展中心站～黄河东路站区间风井始发后，地层主要以富水砂层为主，使用泡沫剂进行改良土壤效果不明显，推进速度缓慢，出土温度过高，刀盘扭矩经常达到额定扭矩，开挖土舱压力无法建立，超挖现象明显，地面沉降较大，掘进速度为5mm/min以内，推进一环的时间最长可达到8个小时，推进期间由于机器温度过高会引起刀盘不停的跳闸，刀盘结泥饼的机率也大大的增加。 3 膨润土改良土体的机理研究 膨润土的组成和结构构造 膨润土是以蒙脱石为主要成分的非金属粘土类矿物，蒙脱石含量占到30%～80%。蒙脱石是含水的层状铝硅酸盐，其晶体结构由两层硅氧四面体晶片中间夹一层铝氢氧八面体晶片组成，属2：1型层状硅酸盐矿物。其理论化学式为Nax（H20）4{A12[A1xSi4-x010]（OH）2}，八面体中存在的阳离子数为2，四面体中存在的阳离子数为4。一般硅氧四面体和铝氢氧八面体中存在如Fe2、Fe3+、Mg2+、A13+等阳离子的同象置换，当置换阳离子为低价时，使结构增加等当量的负电荷，由层间吸附阳离子补偿。蒙脱石晶层之间阳离子与晶体格架间形成电偶极子，加上蒙脱石晶层之间结合力较弱，能吸附极性水分子，根据阳离子种类及相对湿度，层间能吸附一层或两层水分子。另外，在蒙脱石晶粒表面也吸附了一定的水分子，结构水以0H基形式存在于晶格中。 膨润土的膨胀和渗透机理 盾构掘进中所使用的膨润土是粘土的一种，主要成分蒙脱石其四面体中的硅可被铝随机置换，八面体中的铝可被同价或低价离子如Ca2+、Na+、Mg2+等类质同象置换，这种类质同象置换过程使蒙脱石晶层面有过剩的负电荷，在层间产生静电场，因此蒙脱石层间可吸附Ca2+、Na+、Mg2+等阳离子和水（H30+）、氨（NH+4）等极性分子。正是蒙脱石这种特有的吸附功能使得膨润土具有很强的膨胀能力。 膨润土一般分为钠基和钙基膨润土，在工程中多使用钠基膨润土（本试验中也选用了钠基膨润土），其颗粒的单位晶层中存在极弱的键，钠离子本身半径小，离子价低，水很容易进入单位晶层问，引起晶格膨胀，颗粒的体积膨胀为原来颗粒体积的l0～40倍，吸水后形成一道不透水的防渗层。若再经过一段较长时间，膨润土颗粒会变成膏脂状，渗透系数可以降到1×10-7m/s以下，几乎不透水。 从微观结构来看，膨润土颗粒是粒径小于2μm的无机质，主要结构体系为Si―Al―si，
膨润土基纳米吸附剂的制备及其吸附性能的研究
膨润土基纳米吸附剂的制备及其吸附性能的研究本实验研究了膨润土基纳米吸附剂在不同影响因素下对亚甲基蓝的吸附效 果。分别从不同的pH，不同吸附剂的量，不同的振荡时间，不同的亚甲基蓝初始浓度的实验条件以控制变量法进行实验研究。研究结果表明，pH值为3和10时有较好的吸附量；亚甲基蓝的浓度为1250mg/L时有很好的吸附效果；吸附剂添加量在25mg时有较大的吸附量。 标签：膨润土亚甲基蓝溶液吸附 人们赖以生存的自然环境普遍受到了有害化学物质的污染，尤其是重金属和有机物污染物对自然环境的污染是严重的且治理和修复难度大，正对生态环境安全构成威胁和对人类身体健康造成危害。当今，国内外环境科学与工程领域在环境污染的控制及其修复的问题上的研究是非常活跃的，研究者们正在积极探索环境污染的控制及其修复的新材料、新技术、新方法[1]。随着我国工业的迅速发展，每年都产生大量的有机废水，其中一些有机物有耐酸、耐碱、抗氧化、难降解的性质特别是常用的化学染料，这会对水生生物和人的身体健康构成严重的威害。 二、实验部分 1.试剂与材料 皂土（即膨润土，浅黄色粉末，上海试四赫维化工有限公司）；亚甲基蓝（固体粉末，天津市天新精细化工开发中心）；氢氧化钠（固体，配制成0.1%）；盐酸（分析纯，稀释成1%）。 2.方法 2.1 吸附试剂的制备 由于膨润土的本身吸附效果较好，没有进行处理，直接取于上海试四赫维化工有限公司出厂的皂土作为吸附剂进行实验。 2.2 亚甲基蓝最大吸收波长的测定 不同浓度的亚甲基蓝均在662nm处有最大吸光度，故在以下实验过程中都在662nm处测定吸光度。 2.3 亚甲基蓝标准曲线的绘制 2.4不同影响因素下膨润土吸附量的测定
钠基膨润土垫
钠基膨润土垫 一、钠基膨润土垫简介 钠基膨润土垫（GCL）由三层组成，上下两层分别为土工织物，主要起保护和加固作用，使之具有一定的整体抗剪强度和抗拉强度 ; 中间为钠基膨润土粒层，它由天然的粘土矿无机材料加工而成，具有高膨胀性和高吸水能力，湿润时透水性能低，“一五五八八，九六零，五六七。张聪经理”主要起防渗作用。膨润土复合防水垫彩特殊针刺的方法，特殊针刺的过程就是使粗纤维从上层土工织物穿过膨润土层，固定在下层土工织物上，将三个部分结合为一体，有效的增强了膨润土复合防水垫的整体性，使膨润土复合防水垫的抗剪强度和抗拉强度大大增强。这使得膨润土复合防水垫可单独使用，也可与压实粘土防渗体或土工膜组合使用。主要应用于环境工程中的废弃物填埋场、地下水库、地下基础设施建设等工程中，解决密封、隔离、防渗漏问题，效果好，抗破坏性强。 二、钠基膨润土垫防水原理 膨润土的矿物学名称为蒙脱石，天然的膨润土按化学成分主要分为钠基和钙基两大类。膨润土具有遇水膨胀的特性，一般钙基膨润土膨胀时，其膨胀仅为自身体积的 3 倍左右；而钠基膨润土膨胀时，约为自身体积的 l5 倍左右，能吸收 6 倍于自身重量的水，这样膨胀的膨润土所形成的高密度胶体具有排斥水的性能。利用这个性能，人们用钠基膨润土来做防水材料。为方便施工和运输，将膨润土锁在两层土工合成材料中间，起保护和加固的作用，使膨润土防水毯具有一定的整体抗剪强度。 三、钠基膨润土垫应用领域 1. 适用于新建的工民建屋顶种植花园、地下室、屋面等防水工程； 2 地铁、铁路、市政公路、轻工、石油和冶金等行业的各种防水工程； 3. 土石方维修加固的防渗工程； 4. 沙漠治理、环境改造、垃圾填埋场、人工湖、人造景观等土层大面积防水铺盖； 5. 在水利工程中的表现更为优异，在蓄水建筑物、小型水库库区、水库大坝、灌溉渠道、水塘鱼池等大面积防渗施工中都可以有广泛应用。 四、钠基膨润土垫存储及运输注意事项 1.膨润土防水毯（GCL）卷在安装展开前要避免受到损坏。膨润土防水毯（GCL）卷应该堆放于经平整不积水的地方，堆高不超过四卷的高度，并能看到卷的识别牌。 2.由不恰当的储存和操作而造成膨润土防水毯（GCL）的损坏，不允许使用于本工程上。 3.在运输过程中（包括现场从材料存储地到工作的运输），膨润土防水毯（GCL）卷应避免受到损坏。 4.受到物理损坏的膨润土防水毯（GCL）卷必须要修复，受损坏严重的膨润土垫（GCL）不能使用，我们将从现场搬走并进行替换。 5.任何接触到泄漏化学溶剂的膨润土（GCL）材料，根据监理工程师的判断，不允许使用于本工程上。 五、钠基膨润土垫施工方法
膨润土施工工艺
一、工艺流程 基层处理，找平去角——测量尺寸、预定下料次序——防水毯驳岸和河底的铺设——施工验收——做砂浆或回填保护层。 二、主要机具 铲车或叉车、压路机、射钉枪、壁刀纸、卷尺、直尺、锤子、抹刀、钳子等。 三、基层处理 1）河道的防渗主要有坡面施工、立面（或驳岸）施工和底面施工，但一般需要连续统筹安排。铺设GCL前必须采用必要的设备将底部的细纱整平夯实，出现大块的岩石需特殊处理（剔除或通过碾压把其大块石子碾小），在大的缝隙里塞入细纱，直至表面平整，压实度达85%以上。 2）表面应基本干燥，不能有明显的水渍和坑洼。GCL可以在潮湿的环境下施工，但应避免浸泡在水中。 3）如基础土层底部标高低于地下水位，应采取有效的降水措施排干积水。 4）在细纱层的表面铺设5公分厚的黏土层，在粘土层上进行夯实（或压实、振捣等），压实密度需大于85%。 5）基层和立墙地部风应做成圆弧形或钝角。 6）膨润土防水毯的施工应在基底支持层工程验收合格后进行。 四、膨润土铺设前的准备工作： 1）做下料分析，画出膨润土防水毯铺设顺序和裁剪图。 2）检查膨润土防水毯的外观质量，记录已发现的机械损伤和生产创伤、孔洞等缺陷，以便在铺设时进行修补。 3）防水毯的施工应在无雨、无雪天气下进行。施工时如雨、雪，应用塑料薄膜进行遮盖，防止GCL提前水化。 五、GCL的铺设 1、在基础达到要求后，防水毯的铺设应沿水流方向顺水搭接，先坡岸（护岸）后底层的顺序进行，即上游的GCL搭接在下游的GCL上。 2、搭接应平整且搭接长度≥300mm。 3、搭接处均匀撒上0.4kg---0.6kg/m的膨润土粉。 4、考虑基础的下沉变形，必要时GCL可以在底部打皱1~2个，打皱长度为100mm。 5、GCL的无纺土工布即白色面冲上铺设，上面再用300mm厚夯实的粘土、中砂或用60mm---100mm厚素砼覆盖，也可用50mm厚水泥砂浆嵌粒径50--80的卵石。当坡底与坡壁防水斜面的角度其比例大于1：3时，在坡壁防水斜面上用100mm厚素砼覆盖。 6、GCL铺设时，边缘铺设高度高出设计水位100mm。 7、如遇到管线或桩头等穿越GCL，先用一块完整的GCL依其管径再加周径300mm做个底部加强处理，整卷铺设后，再用水将膨润土粉搅拌成浆状涂补管边。 8、如遇到GCL破损或较复杂的接缝处，用一块完整的GCL依其破损或接缝处尺寸再加周径300mm进行覆盖，重叠部分两层GCL之间撒膨润土粉。 六、立面护岸和坡岸的GCL铺设施工： 1、根据现场施工的实际情况，建议采用由上往下的顺序铺贴防水毯。对于角度小的坡面，可以直接在坡岸上开卷铺设。并尽快作好保护层。 2、护岸在墙施工的阴、阳角处应作成圆弧形或钝角，阴角部位最好先裁剪400mm宽度的防水毯做加强处理，然后再进行大面的铺设。驳岸立面上铺设膨润土防水毯时，为避免其不贴实，可用25mm长钢钉加垫片将其固定。也可直接用砖石预压。 3、除了在防水毯重叠部风和边缘部位用钢钉固定外，整幅防水毯中间也需要视平整度加
膨润土改性小知识
膨润土改性小知识 天然膨润土在实际应用中性能不够理想，或不能满足特殊应用领域使用要求时，常常需要进行人工改性。改性的原理是蒙脱石在水溶液中吸水膨胀并分散形成胶体，晶层间阳离子以水化离子形式出现，这些水化阳离子与晶体联结并不牢固，可被溶液中其它离子置换取代。这种离子交换过程主要在晶层之间进行，不会引起晶体骨架改变。根据这一原理，可以使用一些无机（锂、钠、钾）或有机阳离子，通过离子交换，实现膨润土的改性。目前常见的改性的膨润土主要有以下几种： （1）有机膨润土 有机膨润土是长碳链季铵盐与膨润土反应的产物。它是利用季铵盐离子与粘土中的可交换离子相互作用，使大的有机离子进入土板层间，覆盖在粘土级粒子粘土表面，形成稳定的有机产品。有机膨润土有湿式和干式两种制法。湿式制法是以水为分散介质，将膨润土先制成浆液，再与季铵盐进行反应。具体操作步骤如下： 去除膨润土中的杂质，制成土浆液，一般固含量为10～20％。 将土浆液进行高速剪切分散，使粒度达到粘土级。 使土浆液与季铵盐反应。 从浆液中分离出有机土，进行洗涤。 在温度<50℃的条件下，使有机土干燥。 干式制法是一种操作简单、生产效益高的新方法。制备时将粘土和适量的季铵盐（占粘土的15～55％）充分混合，在无水和高于季铵盐熔点的温度下反应５～30min。反应完毕，经研磨、过筛、得200目的干态物。它可作为油井钻探液的增稠剂。 （2）锂基膨润士 目前，能在有机溶剂中溶胀和形成胶体的材料较少。而锂基膨润土能够在有机溶剂中溶胀成胶，但我国迄今尚未发现天然锂膨润土。通过对贮量丰富、生产量大的钙膨润土进行简单的改性处理，可得到锂膨润土。在钙膨润土—体系中加入锂盐（如碳酸锂），使锂离子取代钙离子并达到饱和，即可使钙膨润土变为锂膨润土，达到改性的目的。这种改性过程可表示为： 膨润土 - Ca＋Li2CO3 →膨润土 - Li＋CaCO3 将一定粒度原料膨润土和碳酸锂，混匀后加入适量水（水/土 = 4.4～4.8），室温下搅拌反应一定时间后，取出产物烘干、粉碎即得产品。 （3）钠基膨润土 一般地讲，钠基膨润土比钙基膨润土的性能优越。主要表现在：钠基膨润土吸水速度慢，但吸水率和膨胀倍数大，最大吸水量为其体积８～15倍，膨胀倍数从几倍到30余倍，阳离子交换量高，在水中分散性好，胶质价高，并且悬浮性、触变性、热稳定性、粘接性、可塑性较好，吸水强度、干压强度、热湿拉强度也较高。所以，钠基膨润土比钙基膨润上经济价值高，工业上常将钙土钠化制备钠土。 膨润土的钠化反应，需要在水及一定温度下才能进行。实现这种钠化反应的途径很多，目前已知的途径有悬浮液法、堆场钠化法、轮辗钠化法、挤压钠化法、双螺旋钠化法等。在涂料生产中常采用悬浮钠化法，此法是在钙基膨润土中加入钠盐改性剂，配制成浆，然后进行搅拌或陈化处理。
膨润土常用指标的检测方法
膨润土常用指标的检测方法 一、吸蓝量的测定 膨润土分散于水溶液中，具有吸附次甲基兰的能力，其吸附的量被称为吸蓝量，以100克样吸附的次甲基兰毫克当量数或克数表示。膨润土中的蒙脱石含量越高，吸蓝量越多。因此，吸蓝量可作为粗略估价膨润土矿中蒙脱石相对含量的主要技术指标。 （一）主要试剂和材料 1、次甲基兰标准溶液（0.005M）：将次甲基兰（指示剂）在93土3℃的烘箱中烘4小时，置于干燥器内冷却至室温。称取1.5995克于烧杯中，加水使其完全溶解（如次甲基兰不溶解，可微热，温度不宜太高，以免次甲基兰变质），移入1000毫升棕色容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。此溶液1毫升含1.8695毫克三水次甲基兰或1.5995毫克无水次甲基兰。 2、焦磷酸钠溶液（1%）：称取10克焦磷酸钠于烧杯中，加水使其完全溶解（可微热）。加水稀释至1000毫升，摇匀。 3、中速定量滤纸（杭州新华造纸厂产）。 （二）操作步骤 1、称取0.2000克试样，置于已加入50毫升水的锥形瓶中，摇动，使试样在水中充分散开，再加入20毫升1%焦磷酸溶液，摇匀。 2、将盛有混合溶液的锥形瓶置于电炉（或电热板）上加热微沸5分钟，取下冷却至室温。 3、用次甲基兰标准溶液滴定。开始可依次滴加5毫升，逐次缩小
间隔至2—3毫升，快到终点时，每次滴加0.5—1.0毫升。每次滴加后，摇晃15—30秒钟，用直径2.5—3.0毫米的玻璃棒蘸一滴试液于中性定量滤纸上，观察在中央深蓝色斑点周围又无出现浅绿色晕环。如未出现，则继续滴加。当在深蓝色斑点周围出现浅绿色晕环时，再摇晃30秒钟，用玻璃棒蘸一滴于滤纸上，若浅绿色晕环还不消失，即为滴定终点。记下滴定所耗次甲基兰标准溶液的毫升（V），到终点后，可继续滴加1—2毫升次甲基兰溶液，若浅绿色晕环变明显且宽度增大，则表示终点判断无误。 4、计算：B=100（M×V×0.3199/G） 式中：B——吸蓝量（克/100克样）； M——次甲基兰标准溶液的摩尔浓度； V——滴定所消耗次甲基兰标准溶液的毫升数； G——试样重量（克）； 0.3199——无水次甲基兰的毫摩尔数。 （三）讨论 1、次甲基兰试剂用上海试剂三厂出品。 2、200目分析样品在105℃烘半小时后测用。 3、微沸5分钟时，水分蒸发过多，影响结果。 4、蒙脱石（%）=吸蓝量/0.442(此为经验公式，参照使用) 二、胶质价的测定 膨润土与水按比例混合后，加适量氧化镁，使其凝聚形成凝胶体的
膨润土矿开发利用方案
宁城县城郊金龙 膨润土矿开发利用方案 赤峰市矿产资源勘查开发技术咨询服务部 二○○三年四月
宁城县城郊金龙 膨润土矿开发利用方案 编写单位：赤峰市矿产资源勘查开发技术咨询服务部拟编：王立明 审核：张忠 总工程师：万力 院长：王文龙 提交单位： 提交时间：二○○年四月
目录 第一章概述 第一节矿区地理位置 第二节自然地理与经济概况 第三节编制依据 第四节项目的前期工作进展 第二章产品的需求现状和预测 第一节产品的需求现状和加工利用趋向第二节产品价格的稳定性及变化趋势 第三章矿产资源概况 第一节区域地质概况及矿区地质 第二节矿床地质特征 第三节矿床水文地质条件及开采技术条件第四节设计利用储量 第四章主要建设方案的确定 第一节建设规模及产品方案 第二节开采方案 第三节防治水方案 第五章矿床开采
第一节露天开采境界的确定 第二节生产能力的确定及矿山服务年限计算 第三节采矿方法 第六章环境保护 第一节废石场的设置 第二节环境影响评价 第三节环保措施 第七章矿山安全 第八章经济评价 一、市场走势 二、经济评价 三、评价结论 附图目录 一、宁城县城郊金龙膨润土矿矿区范围及开拓运输系统1：5000 二、露天采矿采矿方法示意图
第一章概述 第一节矿区地理位置 宁城县城郊金龙膨润土矿位于宁城县城郊镇小马架子村，东与辽宁省建平县、凌源市相毗邻，矿区中心地理座标为： 东经：119°19′22″北纬：41°29′14″ 矿区位于306线国道左侧，距天义镇20公里，距锦—赤铁路线天义镇火车站18公里，距赤峰市133公里，交通较为便利。 第二节自然地理与经济概况 矿区为低丘陵山区，最高海拔高度650米，最低海拔高度600米，相对高差50米，冲沟发育，切割较深。 该区属中温带大陆性气候，寒冷多风，干旱少雨，温差变化大，年最高气温30℃，最低气温-30℃，无霜期140天左右。年平均降水量450mm，蒸发量大于降水量，年蒸发量1751.6mm。 本区经济以农业为主，农作物以玉米、谷子、大豆等为主，劳动力充足。工业相对薄弱，主要为采矿业及相关产业。近年来随着膨润土的开发利用，给当地经济发展带来了新的契机。 第三节编制依据 一、探矿权人委托 探矿权人在探明储量基础上委托我部对划定矿段进行本项目开
膨润土的研究进展
膨润土吸附材料在有机污染物控制中的研究进展 李雪飞郑岳青* （宁波大学材料科学与化学工程学院浙江宁波315211） 摘要：由于特殊的天然纳米结构，膨润土改性吸附材料在有机污染物控制与修复中有广阔的应用前景。本文重点评述了膨润土吸附材料对有机污染物的吸附作用机制，构效关系。简要总结其在一些有机污染物的控制作用。并展望了今后的重点研究方向。 关键词：膨润土；吸附材料；有机污染物；污染控制 Adsorption of bentonite materials in organic pollutants control research progress LI Xue-Fei ZHENG Yue-Qing* (Faculty of Material Science and Chemical Engineering , Ningbo University, Ningbo 315211, Zhejiang) Abstract:Because of natural peculiar nanometer structure,the bentonite changes nature adsorption material controlling in organic pollutants and having a prospect to apply vastly in renovation. Priority reviews the main body of a book having stated bentonite adsorption material imitating relation to organic pollutants adsorbing mechanism , structure. Brief summary it's the control action in a few organic pollutants. And have looked into the future at priority the days to come studying direction. key word：Bentonite ；Adsorption material ；Organic pollutants ；Contamination control 引言
膨润土
一、矿物性质 1) 物理性质：膨润土一般为白色，淡黄，因含铁量变化又呈浅灰、淡 绿粉红、褐红、黑杂等色。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。 2) 化学组成：膨润土的主要化学组分是二氧化硅，三氧化二铝和水。氧化铁和氧化镁含量有时也较高。此外，钙、钠、钾等常以不同含量存在于膨润土中。膨润土的Na2O 和CaO 含量对膨润土的物理化学性能和工艺技术性能影响颇大。 3) 理化性能：膨润土具有吸湿性，能吸附8-15 倍于本体积的水量。吸水后膨胀，能膨胀数倍，可达30 余倍。在水介质中能分散呈胶体悬浮液，具有一定的粘滞性、触变性和润滑性。它和水、泥或砂等细碎屑物质的掺合物有可塑性和粘结性。有较强的阳离子交换能力，最大吸附量可达5 倍于它的重量，具有表面活性的酸性漂白土能吸附有色物质。膨润土的理化性能主要取决于它所含的蒙脱石种类和含量。一般钠基膨润土较之钙基或镁基膨润土的物理化学性质和工艺技术性能优越。主要表现在： 吸水速度慢，但吸水率和膨胀倍数大； 阳离子交换量高； 在水介质中分散性好，胶质价高；
它的胶体悬浮液触变性、粘度、润滑性好，PH 值高； 热稳定性好； 有较高的可塑性和较强的粘结性； 热湿拉强度和干压强度高。 所以钠基膨润土的使用价值和经济价值较高。 二、主要用途 由于膨润土具有吸水性、膨胀性、阳离子交换性、触变性、粘结性、吸附性、增稠性、润滑性、稳定性、脱色性等 性能，被广泛应用于各个工业部门。其主要用途是铁精矿球团、钻井泥浆、铸造型砂粘结剂、动植物油脱色净化。 三、产品质量标准 钻井泥浆用膨润土标准，国内现有两个标准可供参照执行，一个是 地矿部部颁标准( 草案，1983 年修订 ) ；另一个是石油部泥浆用钙基膨润土建议指标。这两个标准均参照美国A.P.I 和 O.C.M.A 标准制订。 四、膨润土的加工改型 由于各种膨润土的矿物组成不同，它们的物化性能有很大差异，因而工业利用的和度也不一样。为了改善膨润土的物化性能，提高其工业利用程度，膨润土的加工改型已成为当前膨润土生产的一个值得重视
膨润土系统改造
一选题背景 1.1 区间概况 新华大街站~玉带河大街站区间线路北起新华大街北侧、滨河北路以西200m 的规划路环岛路口下的新华大街站，线路出站后下穿新华东街，沿滨河北路西侧的规划道路向东南敷设，到达玉带河东街北侧、滨河北路西侧的玉带河大街站，盾构区间隧道主要穿越粉细砂④3层和细中砂⑤层。隧道穿越地层详情如下： 1.粉细砂④3层：褐黄～灰色，中密～密实，饱和，属低压缩性土，含云母、石英、长石等，局部含中粗砂夹层，偶见圆砾。 2.细中砂⑤层：灰黄～灰色，中密～密实，饱和，标贯击数平均值为39，属低压缩性土，局部含粉细砂层、粉土夹层，偶见圆砾； 拱顶覆土主要为人工堆积层房渣土、粉质粘土填土、粉土填土，第四纪新近沉积层粉土、粉质粘土、细粉砂，以及第四纪全新世洪冲积层：粉细砂④3层等。 本次勘察钻孔最大深度42m，在勘察深度范围内，根据区域水文地质资料，本工程场区主要赋存两层地下水，地下水类型为潜水（二）和承压水（四）。地下水详细情况见表1.1所示。 表1.1地下水特征 地下水性质 水位 埋深(m) 水位 标高(m) 观测 时间 含水层 潜水（二） 5.0-9.1 12.24-17.49 2011.2-2011.3 粉细砂②3层、粉细砂④3层、 细中砂⑤层、及圆砾⑤4层承压水（四）12.3-17.3 5.17-9.49 2011.2-2011.3 细中砂⑦层 1.2 膨润土系统改造原因 新玉盾构区间采用盾构快速掘进施工，膨润土系统作为盾构机设备的重要系统，在盾构掘进中发挥着关键的作用，改造膨润土系统原因如下： 1、盾构掘进区间土质密实度高，渣土流塑性，改变了盾构机原膨润土设计 只能单一注入泡沫或膨润土的结构，同时注入泡沫与膨润土进行渣土改良，改变 渣土流塑性，减小刀盘扭矩，延长刀具正常使用寿命，加快渣土切削速率，保证
膨润土
1 饱和膨润土及其与砂混合物的压缩变形特性 [期刊论文] 《岩土力学》ISTIC EI PKU -2009年11期孙文静，孙德安，孟德林，SUN Wen-jing，SUN De-an，MENG De-lin 对用不同制样方法得到的饱和膨润土及其与砂混合物进行了压缩试验.试验结果表明,饱和膨润土的压缩曲线呈双线性,不同于普通黏土的压缩曲线.压缩试验中量测了侧向应力,由此得到的饱和膨润土的静止侧向压力系数值较一般黏... 关键词：饱和膨润土膨润土与砂混合物压缩曲线侧向应力浸水膨胀试验骨架孔隙比 saturated bentonite sand-bentonite mixtures compression curve lateral stress swelling test skeleton void ratio 查看全文 - 下载全文 - 导出 - 引用通知 2 钠基膨润土防水毯在国贸三期地下工程中的应用 [期刊论文] 《中国建筑防水》-2007年3期周竞天，Zhou Jingtian 介绍了钠基膨润土防水毯在北京国贸三期地下防水工程中的施工工艺,并对工程各构造部位的防水设计方案及质量监控要点作了阐述. 关键词：地下工程钠基膨润土防水毯底板桩头膨润土密封膏膨润土防水粉 查看全文 - 下载全文 - 导出 - 引用通知 3 地下工程使用的膨润土防水技术新发展(被引用 8 次) [期刊论文] 《水利水电科技进展》ISTIC PKU -2002年4期鞠建英 简要介绍国内外用膨润土(天然纳米材料)作为防水材料的技术发展概况.重点介绍膨润土毯、膨润土板的应用技术及其优点、特性.这些产品已在国内外大量使用,并已代替或可能代替地下工程防水的其他材料. 关键词：膨润土蒙脱石天然纳米材料膨润土板膨润土毯止水条 查看全文 - 下载全文 - 导出 - 引用通知 4 天然钠基膨润土在防水工程上的应用鉴别 [会议论文] 张启凤，高嵩，2006 - 2006中国防水工程技术论坛 笔者通过本文旨在以简捷、有效的方法,告知用户如何鉴别地应用"天然钠基膨润土"于地铁、隧道、垃圾填埋场、高层建筑地下、人工湖等防渗工程上,以便为用户节约人力、物力、财力,确保防渗工程达到"百年大计,质量第一"。 关键词：天然钠基膨润土防水工程膨润土防水毯人工改性钠化膨润土防渗工程 导出 5 两种膨润土的土-水特征曲线 [期刊论文] 《岩土力学》ISTIC EI PKU -2011年4期孙德安，孟德林，孙文静，刘月妙，SUN De-an，MENG De-lin，SUN Wen-jing，LIU Yue-miao 用滤纸法和压力板法对Kunigel-V1和高庙子两种膨润土进行试验研究,量测不同孔隙比情况下的土-水特征曲线,研究土-水特征曲线与孔隙比之间的关系以及两种膨润土的土-水特性.试验结果表明:用吸力与含水率的关系表示土-水特... 关键词：Kunigel-V1膨润土高庙子膨润土土-水特征曲线滤纸法高放废物 查看全文 - 下载全文 - 导出 - 引用通知 6 膨润土的改性及在废水处理中的应用研究进展(被引用 3 次) [期刊论文] 《水处理技术》ISTIC PKU -2009年5期晏得珍，何玉凤，王艳，王荣民，Yan Dezhen，He Yufeng，Wang Yan，Wang Rongmin 介绍了膨润土的结构与基本性质,探讨了近年来对膨润土的活化、有机改性、无机改性,及无机/有机复合改性方法,以及改性膨润土在含重金属离子废水、有机废水及含磷废水中的应用研究进展,并指出目前膨润土在环境应用中存在的问...
膨润土分类与价格大概是多少
随着科技水平的发展，膨润土生产厂家也是多种多样，不同的生产厂家具有不同的生产技术、不同的材质，使得产品的价格也参差不齐。小编建议选择性价比高的产品，而非仅仅价格便宜的产品。 膨润土分类 层间阳离子为Na+时称钠基膨润土；层间阳离子为Ca2+时称钙基膨润土；层间阳离子为H+时称氢基膨润土(活性白土、天然漂白土-酸性白土)；层间阳离子为有机阳离子时称有机膨润土。 1、活性白土 活性白土是用粘土（主要是膨润土）为原料，经无机酸化处理，再经水漂洗、干燥制成的吸附剂，外观为乳白色粉末，无臭，无味，无毒，吸附性能很强，能吸附有色物质、有机物质。在空气中易吸潮，放置过久会降低吸附性能。但是，加热至300摄氏度以上便开始失去结晶水，使结构发生变化，影响褪色效果。活性白土不溶于水、有
机溶剂和各种油类中，几乎完全溶于热烧碱和盐酸中，相对密度2．3～2．5，在水及油中膨润极小。 2、天然漂白土 即天然产出的本身就具有漂白性能的白土，是以蒙脱石、钠长石、石英为主要组分的白色、白灰色粘土，是膨润土的一种。 主要是玻璃质火山岩分解后的产物，它吸水后不膨胀、悬浮液的pH值为弱酸性与碱性膨润土相区别；其漂白性能比活性白土差。颜色一般有淡黄色、绿白色、灰色、檄榄色、褐色、奶白色、桃红色、蓝色等。纯白色的很少。密度2．7-2．9g/cm。视密度由于多孔性关系而常常较低。化学成分和普通粘土差不多，主要化学成分是三氧化二铝、二氧化硅、水及少量铁、镁、钙等。无可塑性，有较高吸附性。因含大量含水硅酸，对石蕊呈酸性。水中易裂解，含水量很大。一般细度越细则脱色力越高。
在勘探阶段进行质量评价时，需测定其漂白性能、酸度、过滤性能、吸油量等项目 3、有机膨润土 有机膨润土是一种无机矿物/有机铵复合物，以膨润土为原料，利用膨润土中蒙脱石的层片状结构及其能在水或有机溶剂中溶胀分散成胶体级粘粒特性，通过离子交换技术插入有机覆盖剂而制成的。有机膨润土在各类有机溶剂、油类、液体树脂中能形成凝胶，具有良好的增稠性、触变性、悬浮稳定性、高温稳定性、润滑性、成膜性，耐水性及化学稳定性，在涂料工业中有重要的应用价值。在油漆油墨、航空、冶金、化纤、石油等工业中也有广泛的应用。 4、膨润土矿 膨润土矿是一种多种用途的矿产，其质量和应用领域主要取决于其中蒙脱石含量和属性类型及其晶体化学特性。因而，其开发利用必须因矿而异，因作用而异。如生产活性白土，钙基转钠基，供石油钻探用的钻井注浆，代替淀粉用于纺纱、印染的浆料，建材上用内外墙涂料,制备有机膨润土,用膨润土合成4A沸石、生产白炭黑等等。 5、钙基和钠基区别 膨润土的层间阳离子种类决定膨润土的类型，层间阳离子为 Na+时称钠基膨润土;层间阳离子为Ca+时称钙基膨润土.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。
膨润土注浆材料在注浆工程中的应用
膨润土注浆材料在注浆工程中的应用 2006-11-30 摘要: 以北京地铁 5 号线某区间隧道为例, 介绍了膨润土注浆材料的性能及其在工程中的注浆施工工艺。 关键词: 膨润土; 注浆; 地铁隧道 1 工程概况 北京地铁五号线 04 标段包括一个车站和一个区间工程, 即天坛东门站— 磁器口站区间和磁器口车站, 总长度 1 175.19 m, 其中区间施工范围长 995.19m, 车站施工范围长 180 m。区间工程主要包括隧道及其所含的联络通道、迂回风道、泵房、人防防护段、施工横通道、竖井、与规划七号线的联络线节点等土建工程。天坛东门至磁器口区间隧道分左右两线, 采用矿山法施工, 工程防水采用复合式 衬砌结构, 全外包防水模式, 不考虑引排二衬外的地下水, 防水层设在初支喷射 混凝土与二衬混凝土之间。根据模板台车的长度, 以每 9 m 长隧道为一段, 依次浇筑; 同时,每段内设不少于 9 根的回填注浆管, 注浆管直径 25mm。 隧道结构完成后, 最初施工方采用传统的水泥浆回填, 但由于水泥浆含水 量大、易收缩, 完成注浆后对混凝土裂缝和施工缝处的渗漏没有起到明显的改善作用, 不得不再次钻孔进行化学注浆, 因此大大增加了施工成本。在此情况下, 施工方最终选择用膨润土注浆粉(Bentogrout)进行注浆。 2 膨润土注浆材料介绍 膨润土的主要成分为钠基蒙脱石, 它是一种由微观片状晶体结构组成的矿物; 片状晶体通常小于 2μm 且呈胶状, 它们能够吸收水分子, 从而使得分子间 距加大、膨润土颗粒膨胀; 一旦膨润土颗粒吸水后,分子内电荷达到饱和即会阻止水分子通过, 这就保证了膨润土具有极低的透水性, 使之具有优良的防水屏障作
膨润土的性能及用途
膨润土的性能及用途文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
学年论文 学 院 化学化工 专 业 化学教育 年 级 2011级 姓 名 刘 新 河 论文题目 膨润土的性能及用途 指导教师 李玉玲 职称 副教授 成 绩 良好 2013 年 12月10 日
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膨润土的性能及用途 姓名：刘新河学号：20115051111 院系：化学与化工学院专业：化学教育 指导老师：李玉玲职称：副教授摘要：膨润土由于有良好的物理化学性能，素有“万能”粘土之称，可做粘结剂、悬浮剂、稳定剂、脱色剂等，广泛用于食品、化工、石油等行业。本文根据膨润土的性能对其用途展开阐述。 关键词：膨润土;性能;用途 Abstract:Bentonite with good physical and chemical properties, known as the " universal " clay said, as a binder, suspending agent, stabilizer, decolorizing agent, widely used in food, chemical, oil and other industries. According to the properties of bentonite its application to launch the elaboration. Key words: bentonite;performance ;uses 引言 膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，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牢固，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”。 1膨润土概述
膨润土
膨润土在石油工业中应用及发展前景 摘要：本文主要介绍了膨润土的主要成分是蒙脱石基本概念、和胖闰土的组成、性质、分类，对膨润土在石油工业中的应用和发展前景进行主要介绍。 关键字 膨润土(Bentonite)是以蒙脱石为主的含水粘土矿。蒙脱石的化学成分为:（Al2,Mg3）Si4O10 OH2?nH2O，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。比如：膨润土由于有良好的物理化学性能，素有“万能”粘土之称，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，广泛用于石油开采、定向穿越、钢铁铸造、冶金球团、化工涂料、复合肥、浆纱、橡胶、塑料、造纸、净化水、吸潮剂、农药等领域。 膨润土的用途及其广泛，但是今天我们主要介绍膨润土在石油工业中的应用和发展前景。 首先我们来了接一下膨润土的基本概念和其性质、组成、分类等。 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。膨润土组成的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牢固，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。 膨润土的组成： 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:“Fort Beton ”，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，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；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，浆后还不发出异味。 膨润土矿石的矿物组成：
膨润土及粉煤灰的作用
作为中国第一条真正意义上的高速客运铁路，武广高速铁路是“十一五”国家重点建设项目。 自2005年6月开工以来，至2006年，铁路全线已进入全面开工阶段——在湖北、湖南和广东三省采取分段 施工的方式。 用于建设铁路的建筑材料，除了普通公众较为熟悉的如钢材、水泥等物之外，还有一种以前较为少见的材料 ——粉煤灰。 粉煤灰曾经是一种大宗工业废料，目前已累计堆存10亿吨以上。以前，粉煤灰被收集后露天堆放，不仅占用了大量的土地，而且污染空气和堆积处的地下水源，对环境的危害很大。 为了解决这些问题，中国的科技工作者经过多年研究论证，提出了一系列将粉煤灰“变废为宝”的综合利用 方法。 目前，粉煤灰广泛应用于建筑工业领域，水泥、砖块、混凝土等建筑材料，都需要大量使用粉煤灰——正在 建设中的武广高速铁路，对粉煤灰的需求与日俱增。 “铁路建设需要海量的混凝土，而混凝土中除了砂石、水泥等材料外，必不可少的还有粉煤灰。”武广铁路一位建设者对记者说，粉煤灰在混凝土中，作用不可替代。 中国经济时报记者查阅了关于粉煤灰在混凝土中所起作用的相关学术资料，其中，同济大学材料科学及工程学院教授级高级工程师沈旦申、上海市建筑科学研究院教授级工程师张荫济的研究成果较为权威。 在相关著述中，沈、张两位专家详细阐述了粉煤灰在混凝土中的作用和机理。这些作用和机理，如今被业内 人士称之为粉煤灰最主要的三大效应。 第一，“形态效应”。在显微镜下显示，粉煤灰中含有70％以上的玻璃微珠，粒形完整，表面光滑，质地致密。这种形态对混凝土而言，无疑能起到减水作用、致密作用和匀质作用，促进初期水泥水化的解絮作用，改变拌和物的流变性质、初始结构以及硬化后的多种功能，尤其对泵送混凝土，能起到良好的润滑作用。 第二，“活性效应”。粉煤灰的“活性效应”因粉煤灰系人工火山灰质材料，所以又称之为“火山灰效应”。 这一效应能对混凝土起到增强作用和堵塞混凝土中的毛细组织，提高混凝土的抗腐蚀能力。 第三，微集料效应。粉煤灰中粒径很小的微珠和碎屑，在水泥中可以相当于未水化的水泥颗粒，极细小的微珠相当于活泼的纳米材料，能明显地改善和增强混凝土及制品的结构强度，提高匀质性和致密性。 这三种效应相互关联，互为补充。粉煤灰的品质越高，效应越大。 粉煤灰在武广高速铁路中所起的作用，在以前的媒体宣传亦可见一斑。 2006年6月29日，由武广二标二分队一工区承担施工的ＤＫ1487＋169．68 ＋２８０段ＣＦＧ桩正式试桩，这被认为是“以实际行动向党的８５周岁的生日献上了一份厚礼”。ＣＦＧ桩，就是水泥粉煤灰碎石桩。 此前，２００６年５月９日，ＣＦＧ桩长螺旋钻机实施性方案经中铁十二局武广客运专线第十二项目部技术人员的多方努力，首次在武广高速铁路上实施并取得成功。 在另外一篇宣传稿中，也从侧面反映了粉煤灰在混凝土不可替代的作用。“为让混凝土高标准变为现实，更为今后高速铁路制梁提供依据，项目部试验人员在中心实验室里，反复实验与比对，精心寻找最佳配合比。……