膨润土的加工技术

膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的粘土岩，常含有少量的伊利石、高岭土、沸石、长石、方解石等矿物。膨润土是一种宝贵的非金属矿产资源，用途有1000多种，被人们誉为“万能材料”。膨润土根据蒙脱石层间阳离子的不同可分为钙基、钠基、镁基、钠钙基、镁钠基。

膨润土一般呈白色、灰色、粉红色、黄色、褐黑等多种颜色，其形态常呈土状隐晶质块体，有时呈细小鳞片状、球粒状。性软有滑感，吸水膨胀，最大吸水量可为其体积的8~15倍，具油脂或蜡状光泽，断口为贝壳状或锯齿状，硬度2~2.5；密度 2~2.7g/cm³，熔点 1330~1430℃。膨润土具有膨胀性、吸附性、悬浮性、分散性、阳离子交换性、稳定性、触变性、无毒性、粘结性等特性。

万能粘土可用作粘接剂、吸附剂、吸收剂、填充剂、催化剂、蚀变剂、絮凝剂、洗涤剂、稳定剂、增稠剂，被广泛用于铁矿球团、铸造、钻井、石油、化工、纺织、造纸、橡胶、农业、医药等行业。随着科技的发展，膨润土的消费已由传统的钻井泥浆、铁矿球团铸造业三大行业向石化、轻工、农业、环保、建筑等领域广泛延伸，这对加工技术提出了更高的要求。

膨润土加工技术——提纯

膨润土的提纯方法有化学提纯和物理提纯，物理提纯分为手选、风选（干法提纯）、水选（湿法提纯）。

• 手选

主要用于原土蒙脱石含量较高的影润土，膨润土原矿→破碎→干燥→手选→粉磨→包装。

• 干法提纯/风选

适用于蒙脱石含量高（大于80%）、粒度较细而脉石矿物石英、长石较粗的矿石，膨润土原矿→自然干燥→破碎→气流干燥→粉磨→风选分级→包装

• 湿法提纯/水选

适用于原矿中蒙脱石含量，只在30%-80%的低品位膨润土或所含长石、石英的粒度较细等膨润土，膨润土原矿→破碎→制浆（加分散剂）→沉降分离→悬浮液离心分离(加絮凝剂)→过滤→干燥→打散解聚→包装。

• 化学提纯法

利用化学试剂与膨润土中的杂质矿物发生化学反应而将其除掉的方法，通常是利用强碱去除方英石和石英，其反应原理是：2NaOH + SiO₂= NaSiO₃ +H₂O。

• 复合提纯

在实际提纯工艺过程中常常会同时采用物理方法和化学方法进行复合提纯，原矿→用次硫酸盐或连二亚硫酸钠表面处理矿物→大于60℃条件下用碱处理膨润土→脱水用水冲洗至少一次→重新配置悬浮液→均化器处理→干燥→粉碎→包装、运输。    

膨润土的加工技术——改性

膨润土的表面改性就是用物理、化学、机械等方法改变膨润土的表面结构、表面能、电性、吸附性能和反应活性等，以此提高膨润土的使用价值。

• 机械力活化

机械力活力是利用机械力作用提高膨润土的某些活性和性能的作用过程，包括超细粉碎和挤压。

超细粉碎：作用强弱与粉碎时间、粉碎设备类型、机械力作用方式、粉碎环境等有关。

挤压作用：剥片作用、温度作用、断键作用。

• 热活化

热活化程度与哪些因素有关？

与熔烧时间有关：一般选择熔烧时间为1小时即可。

与焙烧温度有关：焙烧温度在400-450摄氏度就可以达到活化目的。

焙烧前后膨润土比表面积对比数据

• 酸活化

膨润土酸活化是利用各种酸（硫酸、硝酸、盐酸、草酸）以不同浓度在一定条件下对膨润土进行活化处理。

• 有机活化

湿法工艺：原矿破碎→分散制浆→提纯→改型→覆盖→过滤→烘干→破碎→产品包装

预凝胶法：原矿粉碎→分散制浆→改型提纯→抽取水分→加热除水→预凝胶产品

干法工艺：提纯的销蒙脱石+覆盖剂→加热混合→挤压→干燥→破碎→包装

膨润土加工技术——钠化改型

钠基膨润土较钙基膨润土具有更高的吸水率和热稳定性能，更强的可塑性和粘结性，以及更优异的胶体悬浮液触变性、润滑性。因此，钙基壶润土的钠化改型是提高其应用价值和经济价值的有效途径之一。

• 钠化原理

膨润土的钠化主要是用 Na⁺将膨润土晶层间中可置换的阳离子Ca²⁺或 Mg²⁺置换出来，反应式如下：Ca²⁺-蒙脱石+2Na⁺=2Na*-蒙脱石+Ca²⁺

• 钠化方法

钠化改型主要有悬浮液法（湿法）、堆场钠化法（陈化法）和挤压法等，原料→手选→破碎→提纯→钠化→挤压→干燥→粉碎→包装

膨润土及其深度开发产品经过100多年的研究和应用，在工农业生产和科学领域已经发挥了重要作用。未来应加大膨润土的有效利用的研究，大力发展膨润土的高、精、尖产品，向着生产规模化、产品系列化的方向发展。

文章来源：中国粉体网