凹凸棒石是指以凹凸棒石为主要组成部分的一种非金属矿,其体为土状块体构造,颜色为灰白色、青灰、微黄或浅绿,油脂光泽,比重轻,摩氏硬度2-3级。(1)吸蓝量:凹凸棒石的吸蓝量,为24g/100g。(2)胶质价:凹凸棒石的胶质价,为40~50ml/15g。(3)膨胀容:凹凸棒石的膨胀容为4~6ml/g.(4)pH值:凹凸棒石呈碱性,pH值为8~9。(5)比表面积:凹土比表面积很高,大于其他粘土矿物,通常为100—200m2/g(6)阳离子交换容量(CEC):凹凸棒石的阳离子交换容量可交换Ca离子为15—25mmol/100g,可交换Mg离子为5—15mmol/100g。(7)吸附脱色性:不同品位(%)的脱色力有差异,如:30%,45—50;70%,55—00;75%,110—115;85%,120—130。(8)选择性吸附:极性分子主要是水和氨,其次是甲醇、乙醇,都能被其管道吸附,而氧等非极性分子则不能。其吸附能力依次为:水>醇>醛>酮>正烯>中性脂>芳烃>环烷烃>烷烃。吸附能力高低取决于比表面积大小,而吸附选择性则与矿物结构、通道尺寸、形状等有关。凹凸棒石对水的吸附在200—400°C焙烧后达到最大值(比表面积大),超过400°C则吸附量减少。 仍需对凹凸棒土的改性加强进一步的研究。佛山凹凸棒土应用
凹凸棒石粘土具有阳离子可交换性,江苏盱眙等地各类凹凸棒石粘土可交换钙离子量为7.5~12.5mmol/100g,可交换镁离子量2.5~7.5mmol/100g。经活化处理后,可交换阳离子量明显提高。吸附脱色性能,其脱色力和凹凸棒石含量有关,含量越高脱色力越强。强吸水性和造浆性能等。由于凹凸棒石粘土具有的特殊的物理化学性质和工艺性能,使其在石油、化工、建材、造纸、医药、农业等方面得到广泛应用。国内目前用量比较大的是涂料、钻井泥浆、食用油脱色。德宏凹凸棒土应用凹凸棒土能完全弥补触变性和消光性的不足,已取得较好的效果。
凹凸棒石黏土常被誉为“千土之土”,富含植物生长发育所需的Na、Ca、Fe、Al等各种中微量元素,这些来自凹凸棒石的中微量元素能够很好地弥补土壤自身的养分短板,有效提升农作物品质和产量。而其具备的独特棒状晶体结构,能够扰乱高度聚集的土壤结构,有效改善因水肥管理不善等因素导致的土壤板结问题。凹凸棒石较大的内外比表面积和丰富的内部纳米孔道在保证良好的保水保肥性,甚至提供部分酸碱缓冲性能的同时,也能够吸附土壤中各种不利于植物生长发育的化学物质(如重金属等),抑制有害微生物活动,降低植物的生长发育阻力。凹凸棒石吸附或者接枝聚合一些高分子材料后,能够自组装形成三维微纳网格结构,与高分子材料自身的分子互穿网格共同作用下,可大幅度提升高分子材料的吸附和滞留能力,是非常理想的土壤改良剂。
凹凸棒石呈土状、致密块状产于沉积岩和风化壳中,颜色呈白色,灰白色,青灰色,灰绿色或弱丝绢光泽。土质细腻,有油脂滑感,质轻、性脆,断口呈贝壳状或参差状,吸水性强。湿时具粘性和可塑性,干燥后收缩小,不大显裂纹,水浸泡崩散。悬浮液遇电介质不絮凝沉淀。凹凸棒石形态呈毛发状或纤维状,通常为毛毯状或土状体。莫氏硬度2-3,加热到700~800°C,硬度>5。比重为2.05~2.32。凹凸棒石矿物几乎遍及世界各地,但具有工业意义的矿床所占比例不大,只是于美国、中国、西班牙、法国、土耳其、塞内加尔、南非、澳大利亚、巴西、以色列、沙特阿拉伯、瑞士、英国 、俄罗斯(Irkutsk ,伊尔库茨克)、吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦、乌克兰、亚美尼亚、阿塞拜疆、白俄罗斯、尼泊尔等国,据不完全统计,世界探明储量约14亿吨。凹凸棒石粘土应用现状分析。
凹凸棒土还可以制作成吸附干燥剂,用于环境的除湿,空气净化;以质量凹凸棒原矿配以适量的膨润土为主要原料经过粉磨、造粒、焙烧,制成一种度的颗粒,可用于吸附空气中的有机磷、硫化氢及大气中的ppb级的气态甲苯和丁醇,用于工厂、农牧场、罐头厂、屠宰场、制革厂、汽车修配厂及货栈等场所,能除去脂肪、油污和臭味,以保持地面或其他表面的环境清洁。凹凸棒土脱除柴油机碳烟效率高达71.3%,该技术已成功应用于工程中。凹凸棒土还是放射性物质和有毒气体极好的吸附剂,可以用于原子辐射和防化学武器的防护装置,将凹凸棒土和水泥使放射性废料固化,再用硅氧烷聚合物封装,或直接埋入土中,住址放射物质渗漏。加入凹凸棒土的配方,储存稳定性明显优于有机膨润土和气相二氧化硅的。凹凸棒土
改性凹凸棒石黏土吸附剂对磷和砷的吸附研究。佛山凹凸棒土应用
主要加工技术
(1)选矿提纯高纯度的凹凸棒石粘土矿较少,中低品位矿居多。矿石中常伴生有白云石、方解石、蒙脱石、蛋白石、石英等矿物;选矿提纯方法有干法和湿法二种。
①干法工艺原矿→手选→干燥→破碎→磨矿→分级→包装。适用于原矿质量较好或对产品质量要求不高的情况。
②湿法工艺湿法选矿提纯主要包括捣浆分散、分级提纯、脱水干燥等工序组成。提纯前须将原矿制备成凹凸棒石和杂质颗粒分散良好的矿浆悬浮液。在制浆过程中要加入适量的分散剂;常用的分级提纯设备是水力旋流器、卧式离心机、摇床等。湿法工艺可得到较高纯度的凹凸棒粘土产品。
(2)煅烧凹凸棒石加热到200℃以前,失去吸附水;在200~400℃下煅烧一定时间,可显著提高凹凸棒石的吸附性能。其机理是凹凸棒石在低温下煅烧后,矿物内部纤维间的吸附水和结构孔道内的沸石水被脱除,从而增大了比表面积。随着煅烧温度的升高,凹凸棒石的比表面积显著提高,在250℃左右比表面积比较大,此后随着温度的升高,比表面积反而急剧下降。
(3)酸处理酸处理可提高其凹凸棒石的脱色力。工业上常用硫酸。影响凹凸棒石粘土活化效果的主要因素是矿物纯度、粒度、化学成分以及酸浓度、液固比、活化时间等。 佛山凹凸棒土应用
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