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。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
防渗漏膨润土
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。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。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。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。
钠质膨润土晶层吸附水的厚度是三层,钙质膨润土晶层吸附水的厚度是四层。在极性水分子的作用下,由于静电引力较小,钠质膨润土晶层之间可以产生较大的晶层间距,而钙质膨润土由于晶层间的朴电引力较大,极性水分子不易进入晶层之间,因此,钙质膨润土晶层间产生的距离明显比钠质膨润土小,表现在钙质膨润土比钠质膨润土难于在水中分散、膨胀倍数低。实质上,蒙脱石的膨胀性受其化学成分控制,含钠离子多的蒙脱石可以待续不断地膨胀,直至成为一种凝胶状态。含钙离子多的蒙脱石只能从干操状态到含水状态膨胀是有限度的。我们在了解了影响膨润上膨胀性的深层次的原因后,可以人为有效地控制膨润土矿物的膨胀性能,使之达到佳使用效果。
盐活化法是将膨润土置于钠、镁、铝、铜、铁、锌等卤化物、溶液中,通过搅拌、过滤、洗涤、烘干等处理,制得盐改性膨润土。这些金属离子与膨润土层间硅氧四面体的负电荷结合而使得膨润土层间阳离子具有可交换性。E. Eren 等〔3〕用Ni2+、Co2+、Zn2+对膨润土进行改性,结果表明,金属阳离子进入到膨润土层间,使得层间孔隙直径增大,离子可交换性增强;另外,在层间溶剂的作用下,膨润土片状晶体剥离、分散成更薄的单晶片,增大了膨润土比表面积。
工程中使用的穿越用膨润土,是以膨润土为主要原料配制而成的一种泥浆土,主要功能是为了在做非开挖穿越工程的时候,用于保护井壁的凝固和钻头的冷却。但是并非任何指标的膨润土都可以制成这种穿越用的泥浆产品,而是具有非常严格的要求的,具体都有哪些要求呢?
具体要求:作为泥浆用原料,要求膨润土含砂量小于等于4%,失水量小于等于8-10CM3/30MIN,黏度为28-30P.s,相对密度为1.1-1.25。
穿越膨润土作用比较明显,典型的是我国南水北调工程以及大型管道穿越工程、油田钻井等,而现在在环保和市政管网改造扩建项目及穿越道路、建筑物等工程中,也显示出其的优势。
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