凹凸棒石粘土应用

凹凸棒石粘土应用2013年11月凹凸棒石粘土凹凸棒石又名坡缕石或坡缕缟石，是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。1862年萨夫钦科发现于苏联乌拉尔，1913年，费父斯曼根据所发现的矿区把它命名为Palygorskite。后来在美国佐治亚洲的Attapulgus地区和法国的莫尔摩隆地区的漂白土中也发现了该种矿物，并由第拉白连特1935年采用Attapulgite之名。1976年，中国学者许冀泉根据凹凸堡之音同时兼顾该矿的晶体结构特征，译成“凹凸棒石”，近年来在国内传用。八十年代初，在中国江苏省盱眙地区首次发现凹凸棒石粘土矿，其晶体形状为棒状、纤维状、针状，长0.5-5微米，宽0.05-0.15微米,为2:1型粘土矿物,即两层硅氧四面体,一层铝氧八面体,其分子式为：Mg5Si8O20(HO)2(OH2)44H2O凹凸棒石粘土凹凸棒石粘土集合体为土状块体构造，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,潮湿时呈粘性和可塑性，干燥收缩小，且不产生龟裂，吸水性强，可达到150%以上，PH=8.5左右，由于内部多孔道，比表面积大，可达350m2/g以上，大部份的阳离子、水分子和一定大小的有机分子均可直接被吸附进孔道中，而它的电化学性能稳定，不易被电解质所絮凝。凹凸棒石粘土矿物具有纳米材料的属性，是具有纳米通道结构的天然纳米结构矿物材料，由于它们具有非常大的比表面积和一定的离子交换性，因此广泛用作吸附剂、催化剂载体和抗菌剂载体等。可分散成直径20-40纳米,长1-5微米。凹凸棒石粘土主要氧化物成份SiO255.10-60.90Al2O39.60-10.01Fe2O35.70-6.70Na2O0.05-0.11K2O0.96-1.35CaO0.42-1.95MgO10.70-11.35MnO0.01TiO0.32-0.67LOI10.53-11.80卫生指标mg/kg：砷≤0.5铅≤1汞≤0.3盱眙凹凸棒石电镜照片凹凸棒石晶体结构盱眙凹凸棒石粘土的X-射线粉晶图谱盱眙凹凸棒石粘土红外吸收光谱盱眙凹凸棒石粘土工艺性能胶质价：55--65ml/15g土；比表面积≥350m2/g土。膨涨容：4--6ml/g土；吸蓝量≤24g/100g土；内部孔道3.7×6.4A°。阳离子交换容量:25--50mg/100g土,导热系数0.06W/m2·℃，电动电位-25.8mv,吸率水≥150%,吸油率≥80%。盱眙凹凸棒石粘土安全毒理学试验与卫生综合评价南京市卫生防疫站对盱眙凹凸棒石粘土及产品进行安全毒理学试验证明：汞、铅、砷均未检出。总铁、硫酸盐、氯化物、亚硝酸盐等成分均在有关加工助剂限量标准的范围之内；天然放射性核素238U、230Th、226Ra、40K的含量与矿区地表天然r幅射剂量水平，其均值分别都低于天然本底值水平，属正常范围；动物性毒性试验，大、小白鼠LD5010g/kg体重，未见蓄积毒性作用；Ames试验阴性；对小白鼠骨髓多染红细胞微核发生率的影响无阳性效应；最大无作用剂量为9909.01mg/kg。ADI值为99.091mg/kg。凹凸棒石粘土具有较高的卫生安全性。该成果由江苏省科委组织鉴定。纳米凹凸棒石粘土急性毒性试验表明对小白鼠灌胃纳米凹凸棒石的最大给药量为28.6g/kg,相当于拟推荐临床剂量的286倍中国凹土资源分布中国凹凸棒石粘土主要产于第三系火山岩系、白垩系陆相地层、奥陶系、二迭系灰岩地层，以及寒武系，震旦系白云质等地层中，其中以第三系、白垩系火山岩对成矿较为有利。如江苏的盱眙等地的凹土就产于新第三系的玄武岩中。盱眙地区凹凸棒粘土品位高、储量大，可与美国佐治亚州的佛罗里达凹凸棒矿相媲美，它主要赋存于第三系上新统下草湾组，中新统桂五组有少量分布。经多年地质勘查，截止2006年12月底，盱眙县已详查勘探查明的凹凸棒石黏土资源储量为4408.9万t。盱眙地区凹凸棒石黏土矿（含膨润土、混合黏土）的资源总量为21.7736亿t吨，其中凹凸棒石黏土矿为8.8913亿t（胶体级凹凸棒石黏土矿70944万t，吸附级凹凸棒石黏土矿15538.48万t，白云石凹凸棒石黏土矿2430.16万t），膨润土矿7.7986亿t，混合黏土5.0836亿t。主要矿物类型有：白云石凹凸棒石粘土、凹凸棒石粘土、蒙脱石凹棒粘土、混合粘土等。盱眙凹凸棒石粘土资源在国内外的地位1、目前全世界已经过勘探探明的凹凸棒石粘土储量为1亿吨，盱眙占44%，国外占40%，国内其它地区占16%。2、按远景储量计算，全世界凹凸棒石粘土约12亿吨，盱眙占74%。3、按探明储量计算，盱眙凹凸棒石黏土占全国的72%。由上可见盱眙凹凸棒石粘土已探明储量和远景储量在世界上都处于优势，而质量也以盱眙的最好。中国凹凸棒石粘土与美国凹凸棒石粘土的异同项目美国凹土中国凹土中国与美国的比较化学成分主要氧化物主要氧化物比较一致成因海相沉积火山沉积不同顶板浮土玄武岩不同底板石灰岩玄武岩不同脱色力146,216166差不多C.E.Cmmol/100g40.38,38.3422.0低EKmmol/100g2.6,2.40.89低ENammol/100g0.1,0.20.43高E1/2Cammol/100g16.1,16.012.29稍低E1/2Mgmmol/100g16.8,15.47.1低造浆率(淡水)m3/t2.4,2.99.0高吸蓝量(mmol/100g)50.0,51.237.4低内部孔道3.7×6.4A°3.7×6.4A°相同吸油率%81≥80差不多吸水率%137≥150高凹凸棒石粘土矿详查评价指标质量指标:1、凹凸棒石粘土（胶体级）：吸蓝量76mmol/100g;脱色力:原土50,4%HCl活化后≥150;原土饱和盐水造浆率≥4立方米/吨;凹凸棒石含量≥20%(辅以X衍射检查)。2、凹凸棒石粘土（吸附级）：吸蓝量0.76mmol/g;脱色力:原土≥50,4%HCl活化后≥150;凹凸棒石含量≥20%(辅以X衍射检查)。开采技术条件：1、矿层最小可采厚度≥1米；2、夹石最小剔除厚度≥0.5米；3、剥采比不规定指标，但剥采比大于4的部分在图上圈出，并计算其值；4、露采安全边坡角450。综合评价矿产膨潤土矿评价指标：1、吸蓝量≥76mmol/100g;2、脱色力，20%HCl活化≥120；3、湿压强度≥19.6kpa.凹凸棒石粘土矿山凹凸棒石粘土矿山国土资源部凹凸棒石粘土标准物质GBW（E）070055标准值真密度2.49g/cm3吸水率202.2%pH值8.1脱色力(原土)166干燥白度54.2脱色力(活化土)274吸油量94.1%饱和盐水吸附率234%比表面积369m2/g吸湿率15.57%吸蓝量37.4mmol/100g饱和盐水造浆率9.0m3/t膨胀容6.0ml/gENa+0.43mmol/100gE1/2Ca2+12.29mmol/100gEK+0.89mmol/100gE1/2Mg2+7.1mmol/100gCEC22.0mmol/100g国土资源部凹凸棒石粘土标准物质GBW（E）070055标准值SiO250.03%Al2O38.87%Fe2O36.47%CaO0.86%MgO10.76%TiO20.91%K2O1.21%Na2O0.091%MnO0.098%P2O50.056%LOI10.72%其卫生指标:F0.091%、Pb7.9μg/g、Hg0.018-0.038μg/g、As2.00-8.50μg/g。凹凸棒石粘土的主要用途一农业土壤改良剂，复混肥料粘结剂、着色剂，制作干燥、稳定的钾肥和氨肥及高浓度复合肥,种子包衣剂，饲料的添加料、粘合剂、载体，提高饲料利用率，水产饲料的添加料、粘合剂，净化水质，禽畜、宠物、动物圈垫料，消毒去味，净化环境防病治病，有机无机复合保水剂。化工催化剂载体，深度干燥剂，用于去除石油中的水份、硫等杂质的吸附剂，杀虫剂、杀真菌剂、除草剂、植物生长调节剂的载体等。橡胶和塑料的填料、改良剂、增强剂，鞣革，不可食用油脂的脱色和净化，分子筛干燥剂，过滤剂，洗涤剂等，日用化工助剂、添加剂，润滑油、航空煤油、柴油、汽油的脱色净化剂等。精细化工的悬浮剂、增稠剂、填充剂。凹凸棒石黏土按用途分为:胶体性能吸附性能催化性能及其他性能凹凸棒石粘土的主要用途二石油钻井泥浆材料，深海钻井、内陆含盐地层石油钻井和地热钻井的优质泥浆材料，堵漏剂等，符合美国API标准和GB/T5005-2001标准。石油、油脂、石腊、石蜡油、煤油等的精炼脱色和净化石油裂化的催化剂载体，沥青的稳定剂，润滑油（脂）的稠化剂冶金铁精矿球团粘结剂，铸造涂料，电焊条皮，增强型砂强度的粘合剂，水化型砂的粘结剂，表面稳定剂，水煤浆悬浮剂。纺织印染填充、漂白抗静电涂层，代替淀粉上浆，整理剂，代替海藻酸钠做印花糊料，制纱的纳米功能材料。凹凸棒石粘土的主要用途三食品动物油的脱色和净化，植物油的脱色和净化，葡萄酒和果汁啤酒的的澄清稳定处理，糖化处理，糖汁净化、脱色，食品添加剂国标编号GB2760-9600.010环保处理工业废水液，空气的净化，生物能源脱硫\降焦油,冰箱除味，地板清洁，汽车尾气净化，城市自来水取水口及饮用水的净化，防沙治沙生态治理，无机有机高分子复合保水材料，食品工业废料处理，放射性废物的处理吸附剂，防辐射层。无磷洗涤剂。造纸复写纸的染色剂、颜料填料，压敏复写纸、印刷纸、复写接受纸，活性染料印刷基板，成色影像复合材料，油墨，纸张填料，高级纸张涂料，功能性纸张材料。凹凸棒石粘土的主要用途四建材工业新型墙体材料，矿棉吸音板的粘结剂，高镁耐火材料的耐高温涂层，泥浆槽的悬浮液、土层的稳定剂、打夯的润滑剂、混凝土的增塑剂和添加剂，颜料，涂料油漆悬浮剂、增稠剂，水泥混合材料，水下混凝土的外加剂，地下工程防渗漏。陶瓷工业增塑剂，提高陶瓷坯体的抗压强度，釉料及搪瓷悬浮剂。医药、化妆品药物的吸着剂药膏、药丸的悬浮剂、粘结剂、化妆品的底料，缓释放香剂，蚊香粘结填充剂、附着剂，抗腹泻药，治疗胃溃疡、胃出血，治疗药物反应。磁性靶向材料.机电工业高温润滑剂，清洁剂，去污剂，干燥剂，防腐剂等凹土的主要加工手段采矿、选矿：采矿采用挖掘机挖掘，汽车运输分层分级开采,分别存放,结合手选,综合利用。配料和预处理:采用破碎机破碎,根据需要进行配料和原料预处理。磨粉：目前考虑采用雷蒙机及其它类型的粉磨机，可达到所需的粒度，需超细度的采用超细磨设备及纳米化。碾泥：用对辊机与挤压可以达到碾泥的目的将其结构分散形成网状，增加孔道从而提高吸附和悬浮性能。烘干与焙烧：凹土的性质与烘干焙烧的温度和时间速度状态有密切的关系。分级与造粒：随着应用的开发各种粗细颗粒的凹凸棒粘土的需求越来越大，因此必须在工艺上满足。凹土的主要加工手段表面处理，活化与改性：凹凸棒石粘土应用非常广泛，在一些特殊应用方面不可直接应用，必须有针对地对凹土进行表面处理活化与改性以达到最佳的效果。对粉体的表面特性进行物理、化学、机械等深加工的处理，使粉体的表面物理化学性质，诸如晶体结构和官能团、表面能、表面润湿性、电性、表面吸附性和反应特性等等发生变化，能满足现代新材料、新工艺和新技术发展的要求。采用不同的添加剂和处理手段是凹土加工的关健技术。精选及深加工:主要过程为原矿破碎、捣浆、旋流器分选、磁选、漂白、浓缩、过滤、干燥、磨粉、捏合、聚合、复合、合成等工艺，以达到精选的目的。经精加工产品主要应用于洗涤助剂，纸张填料涂料、人造革填料、肥皂助剂、牙膏磨擦剂、钙塑材料、分子筛、染料、高级油漆涂料、印花糊料、干燥剂、助滤剂、催化剂载体、塑料和橡胶填料、杀虫剂、化妆品、蚊香等等高档应用，由于这些应用要求含杂量低、产品纯、细度高必须经过精加工。聚合与复合：使凹凸棒石粘土无机物与有机物聚合。均化及热化控制:保证质量和品质。存储及计量包装:以稳定批量生产。加工设备纳米材料定义：10-9米=1纳米