膨润土吸附可以分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三种类型。
l)物理吸附。物理吸附是靠吸附剂与吸附质之间分子间引力产生的,即我们常说的范德华力产生的。物理吸附是一种可逆的吸附过程,吸附速度与脱附速度在一定条件下呈动态平衡。产生物理吸附的主要原因是膨润土表面分子其有表面能。美国一项专利报道了膨润土在施胶中的应用,其将反应性施胶剂加入膨润土的悬浮液中,从而可以少用甚至不用表
钻井泥浆膨润土粒径
膨润土吸附可以分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三种类型。
l)物理吸附。物理吸附是靠吸附剂与吸附质之间分子间引力产生的,即我们常说的范德华力产生的。物理吸附是一种可逆的吸附过程,吸附速度与脱附速度在一定条件下呈动态平衡。产生物理吸附的主要原因是膨润土表面分子其有表面能。美国一项专利报道了膨润土在施胶中的应用,其将反应性施胶剂加入膨润土的悬浮液中,从而可以少用甚至不用表面活性剂,施胶剂受分散在水中的膨润土的影响,具有较好的分散性和稳定性。由于膨润土在水中高度分散,物理吸附现象十分明显。
2)化学吸附。化学吸附是靠吸附剂与吸附质之间的化学键力而产生的,化学吸附作用一般不可逆。在钻井泥浆中应用化学处理剂就是化学吸附作用的典型例子,如铁铬木质素磺酸盐加入到膨润土泥浆中就是利用铬离子在膨润土晶体的边缘上发生整合吸附。这种化学吸附作用明显比物理吸附作用要稳定。阳离子交换容量是指PH值为7的条件下所吸附的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等阳离子总量,单位为mmol/100g土。因此用铁铬木质素磺酸盐处理的膨润土泥浆具有较高的抗温能力,可作为地热和超深井的抗高温泥浆体系。
3)离子交换吸附。膨润土矿物晶体一般带负电荷,因此在膨润土颗粒表面要吸附等当量的相反电荷的阳离子。吸附的阳离子可以和溶液中的阳离子发生交换作用,这种作用称为离子交换吸附。离子交换吸附的特点是:同号离子相互交换,等电量相互交换。国内也开展了相应的研究工作,主要研究了膨润土对印染废水、金属离子废水、造纸废水、油污废水的吸附等,但国内主要停留在研究阶段,未见有应用报道,其中一个关键难点是应用困难。离子交换吸附的反应是可逆的,吸附和脱附的速度受离子浓度的影响,这种影响符合质量作用定律。
造浆率是膨润土颗粒在水中分散形成悬浮液,并且这种悬浮液的表观粘度为15*10-3Ps·s时每吨膨润土造浆的立方数是衡量膨润土质量的一项重要指标,一般钠质膨润土的造浆性能比钙质膨润土要好。计其选浆率公式是:
造桨率(m3/t)=水的体积(mL)/土的质量(g)+1/土的密度一般在测试表观粘度时配制表观粘度在10~25(*10-3 Pa·s)范围内三杯泥浆,经过搅拌静止放置16h,再搅拌,测试粘度,然后在单对数坐标纸上标出三点的位置,进行连线,在坐标上求出表观粘度为15*10-3 Pa·s时的加土量。有机插层膨润土除具有天然膨润土的上述性能外,还因其层间距比天然膨润土的要大,故应用范围更广、效果更理想。
钻井膨润土又名“班脱岩”,是一种主要有蒙脱石组成的非金属矿产品。具吸湿性和膨胀性,可吸附8-15倍于自身体积的水量,体积膨胀数倍至30余倍。在水介质中,膨润土能分散呈胶凝状和悬浮状,此混合液具有一定的粘滞性、触变性和润滑性,其与水、泥、沙等细碎屑物的接合,具有较好的可塑性和较好的粘结性,此外,膨润土还具有较强的阳离子交换能力,对各种气体、液体有一定的吸附能力,*吸附量右达5倍于其本身质量。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。
助悬剂、混悬剂:膨润土具有较好的生物利用度,制成混悬剂给药更容易,特别对儿童和吞咽困难的老人来说,给服药带来了方便。膨润土就是混悬剂中性能优良的助悬剂,膨润土在水中带负电荷,吸收大量水形成高粘度的糊状物,能阻止微粒聚集,而且具有触变性、润滑性.此外,还有配伍禁忌少,不需加防腐剂的优点。1%的膨润土作硫糖铝混悬剂助悬剂,其助悬效果要好于羟***纤维素钠、羧***淀粉钠和海藻酸钠,越摇其流动性越好,不粘壁,再分散性好,沉降慢,絮凝颗粒细腻。2%膨润土作洗剂的助悬剂,并与同浓度的CMC-Na、海藻酸钠进行比较,结果表明,其沉降容积比、微粒布朗运动、重分散力、结块情况、微粒大小等指标均优于后两者。但其主要消费领域是铸造型砂、铁矿球团、钻井泥浆,消费量约占世界总产量的75%。
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