膨润土性质与应用论文

摘要：在各工业部门中膨润土有着广泛的用途，它是许多工业产品的原料。在粘土和土壤中也有膨润土的组份存在，这明显地影响着这些物质的性质。因此膨润土在农业、建筑工程和陶瓷等方面都是很重要的。膨润土的性质决定了它们的用途，因此膨润土的性质决定了它的应用，本文主要根据膨润土的性质论述了膨润土的一些应用。

关键字：蒙脱石；膨润土；性质；应用

0前言

膨润土的性质是由组成膨润土的一些蒙脱石族矿物所决定的。而蒙脱石族矿物本身的性质又取决于它们的化学成分，原子结构以及形态。蒙脱石粘土在水中很容易被分散为极小的粒子。由于各个粒子具有平面状结构，所以被吸附在这些表面上的水就有与众不同的性质。这些水直接在粒子的表面组成定向的水分子，从而不再具有液体水的那些性质。这些水分子的定向排列减弱了水分子从此表面外逸蒙脱石族矿物的组成总是具有未干衡的负电荷，以致于它要靠吸附钠、钙等阳离子以保持平衡。这些平衡阳离子总是存在于蒙脱石族矿物单位的表面，并在很大程度上决定了分离的难易，即决定了矿物的分散性以及被吸附水层的特征和厚度。上述蒙脱石族矿物的属性决定了它们在水体系中的性质，例如粘滞性、触变性、可塑性、收缩性、胶结强度、抗剪强度及水阻抗性等。再者，这些性质对所有蒙脱石族矿物而言也未必相同，这些性质将随所吸附的平衡阳离子的性质而变化。因为通过简单的机械处理就能够改变这些平衡阳离子，所以可按照人们的要求来控制蒙脱石族粘土的某些性质，否则这些性质有时会出现意想不到的变化而造成灾难性的后果。

1与陶瓷工艺有关的一些性质

1.1可塑性

可塑性可定义为物质在应力作用下产生变形而不破裂并且在应力消失后仍保持所被塑造的形状的性质。粘土物质与水(成比例的少量水)相混合时则显现出可塑性。一般说来，可塑性的测定有如下三种办法。一是确定出呈现最佳可塑性时所需的水量或确定所测试的可塑性下其含水量的范围。测定在可塑性下的水、可塑性极限、流体极限的值以及可塑性指数等都属于这一类方法;第二种方法是确定一根针的贯入度或在已知的负荷或负荷率下某些类型的杆进入到可塑粘土块的贯入度；第三种方法是确定使粘土变形所需应力，以及确定在破裂前(在不同含水量的粘土和施以不同等级的应力下)所经受的最大形变。

1.2干强度

干强度指试块在15℃持续干燥5小时以上再测定的横向破碎强度。所有粘上矿物，的干强度在很大范围( 10-1000磅/时)内变化这与粒子大小、结晶程度有关，对蒙脱石来说，更取决于交换阳离子的性质，一块含有相当数量的非粘土粒状物质的试样上进行测定，有时会产生不同的结果，与纯粘土矿物的试样不能相比，特别是与蒙脱石的值相比其结果更是不同，往往具有其它粘土矿物的粘土物体中加入少量的蒙脱石族矿物，其干强度会极大地增加。

1.3焙烧性质

粘土物件加热到100--150℃失去收缩水和孔隙水，蒙脱石族矿物加热到100-300 度失去其格子膨胀性，确切的温度取决于化学成分和可交换阳离子的性质。蒙脱石族矿物晶格中之经基水约在450-700℃之间失去，确切的温度也是取决于化学成分和可交换阳离子的性质。就二八面体的蒙脱石族矿物来说，失去羟基水，结构并未随而消失，实际上不发生收缩。三八面体蒙脱石族矿物，其结构随羟基迁移而倾向手消失，可伴随有一些收缩。

2与用于铸造型砂方面有关的一些性质

型砂是由砂和粘土组成的，被广泛用于铸成造型的冶金工业。粘土给砂粘土混合物提供了粘土强度和可塑性。必须加入少量的水(可称之为调合水)以使其混合物多少有点可塑性和粘结性，这样，它就可以围绕着一个模具而被模压，并给以充分的强度，以便在移掉模具，浇注熔融液态金属时保持型腔的原形不变.这种性质很明显地随调合水的量而变化。液态金属可以铸入含有调合水(湿态)的型砂或注入干燥移去调合水后(干状态)的型砂。因此湿强度和干强度二者都是型砂的重要性质。流动性和热强度也是型砂的重要特征。

3与石油工业有关的一些性质

3.1钻探泥浆

在借旋转方法的钻探进程中，钻孔中是始终要保持有泥浆的，通过空心钻杆被抽下来，并且通过钻头“眼”漏在底部的泥浆，再通过钻杆和孔壁之间的环形空隙上升到地表并且流入泥浆池中;以除去岩屑和夹带的气体;再从这个泥浆池中循环在它流经的范围内的钻孔中.钻探泥浆的作用就是除去岩屑，保持形成液体，润滑钻头，以及在孔壁上建立不透水膜一目的是防止水从钻探泥浆透到岩层中去。这种稀薄的涂膜具有一定强度和粘稠性使它能抵抗钻进过程中钻杆研磨造成的冲刷，它必然地会呈现出防水性。

为便于移去岩屑，就要求泥浆的粘度高于水的粘度。通常的粘度一般是在15厘泊左右。而且，钻探泥浆应有明显的触变性，这样岩屑不致沉淀在孔底，而且当暂时停止抽泵或搅拌钻探泥浆时不卡钻杆。最理想的是，当钻进过程中，电解质被富集，其浓度出现很大的变化时，粘性和触变性变化相对要小才好.而且在深孔钻进出现高温时，泥浆功能应不受大的影响。

3.2催化剂

炼油的过程中，在425-500 度，一个大气压下，重油呈气态与催化剂接触，而且持续接触6 -20秒。在催化剂的影响下，发生一系列复杂反应，以致大约形成甲烷和乙烷5%，丁烷10%，汽油45%;未转变的原料占40%。此外，有1-3%的反应物被还原成碳，附着在催化剂上。

催化剂有二种类型，二者都是以铝和硅作为基本成分。一种类型是由硅和铝的化合物合成，另一种类型是由某种类型的粘土制成。催化剂必须具有所期望的转化能力，并且满足生成物的配分状态。此外，催化剂必须很硬，以抵制在生成裂化单位过程中的磨损力，还必须耐久，并且要具有抵制原料中的硫元素等毒化的性能。

粘土催化剂是由膨润土制成和由埃洛石以及高岭石粘土制成。至于对制造催化剂的膨润土要求何种条件尚未很好了解，除要求它们大体是纯的蒙脱石族矿物之外，还要求蒙脱石族矿物含铁量必须相当低。

参考文献

[1] 国内膨润土应用与市场现状[J]. 中国粉体工业. 2007(04) 

[2] 国内膨润土应用与市场现状[J]. 中国粉体工业. 2006(02) 

[3] 龙剑杰,杨泉. 膨润土防水的原理和应用[J]. 上海建材. 2006(01) 

[4] 侯梅芳,夏钟文,高原雪,马北雁,万洪富,马毅杰. 我国各地膨润土的热性质[J]. 岩矿测试. 2003(04)