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1、膨润土干燥剂的加工与分析 师连波建平华特北方化工有限公司122400摘要;以中国膨润土之乡建平沙海膨润土矿原料为试验样,探讨了膨润土部分理化指标与膨润土干燥剂产品指标的相应关系,膨润土干燥剂原料的选取及干燥温度与添加助剂对产品性能的影响.确立了本地区膨润土干燥剂的工艺条件。.关健词;膨润土干燥剂理化指标与产品性能的关系加工条件与产品性能关系生产工序。膨润土是一种分布广泛的非金属矿产,其主要矿物成分为蒙脱石。蒙脱石是少量碱土金属的含水层状铝酸盐矿物,由两层硅氧四面体片和一层夹于其间的铝(镁)氧(羟基)八面体片构成,属2∶1型。其一般结构式为:Nax(
2、H2O)4{(Al22xMgx)(Si4O10)(OH)2}晶格内的异价类质同向置换是蒙脱石最基本、最重要的构造特性。蒙脱石的硅氧四面体和(或)铝氧八面体中的硅、铝离子被其它不等价阳离子(Fe3+、Fe2+、Zn2+、Mn2+、Li+等)所置换,形成层间永久性负电荷。它以静电引力的形式将水合阳离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+等)吸附于其间,并保持着交换状态,阳离子种类、数量的变化可以形成不同类型的蒙脱石。膨润土具有很大的内外表面积(600~800m2/g),伴随产生了巨大的表面能。这些决定了蒙脱石具有较高的离子交换容量及吸附水分子的能力,并伴
3、随着膨脱石的含量增高,干基蒙脱石可应用于膨润土干燥剂的加工与生产。膨润土干燥剂是一种新型干燥剂,是纯天然的膨润土(以蒙脱石为主的粘土矿物)干燥活化制成。不含任何添加剂和易溶物。膨润土干燥剂主要特点: 吸附速度快,吸附能力强,能吸附相当于自身体积8一20倍的水而膨胀至30倍,更有较强的阳离子交换能力和吸附能力;其还具有吸附活性静态减湿和异味去除等功效。且无毒无味无接触性腐蚀,无污染(可100%降解),尤其对人体无损害。产品在室温及一般湿度下吸附性能良好,具有吸附活性,静态减湿和异味去除等功效。广泛应用于不能采用油封、气相封存的产品中,诸如:光学仪器、
4、电子产品、医学保健、食品包装及(如弹药、武器)、民用产品(仪器、仪表、电子产品、医药、图书、食品、衣物)、集装箱海运等密封包装的防潮、吸湿、防霉变。除吸湿外,还可吸附其它有害气体(如甲醛)和异味(如氨)等。1膨润土做干燥剂机理1.1蒙脱石颗粒表面的水化作用蒙脱石表面带负电苻,使整个颗粒表面存在一个静电场,因此必然促使其偶极性的水分子呈定向排列.硅氧四面体晶格表面上裸露的氧元子可与水分子的HO基形成氢键,靠近蒙脱石周围表面的水分子就通过氢键与奎氧四面体的氧元子相键和.颗粒表面静电场越大,吸湿能力也越高。1.2层间可交换阳离子的水合作用完全脱水的蒙脱石
5、,层间距约为0.96nm.不足1nm,层间阳离子的种类和水合程度的不同,晶层间距是不一样的,在相同温度下,不同介质层间距不同,干蒙脱石吸湿性很强,在自然条件下,晶层间距约为1.2---1.5nm,在不同空气温度下,随着层间所吸附的阳离子不同而吸湿性不同,而钙蒙脱石比钠蒙脱石吸湿膨胀能力大,尤其是低温条件下更是这样。用膨润土生产的干燥剂,具有蜂窝状的无数孔隙,表面积相当大,交换容量大,吸湿性能佳.;引起膨润土吸湿膨胀的动力是层间交换性阳离子和晶层表面的水化能。2膨润土干燥剂的加工条件2.1干煰剂用膨润土原料的选择膨润土干燥剂国家标准正在制定中,基本的
6、标准大致如下表所有的膨润土在干燥后都具有吸湿性,但达到干燥剂级别的膨润土相对占膨润土总量的十分之一都不到。所以对膨润土要进行测定试验才能确定其是否用于膨润土干燥剂的加工。本试验选取了建平与宁城几种膨润土进行干燥剂颗粒的生产试验。样号色泽吸蓝量膨胀倍钠化后膨胀倍颗粒的强度钠化后胶质价1白色45411较好15(ml/g)2浅白色335.522一般35(ml/g)3浅黄白色37523太软38(ml/g)4浅绿白色36624太软39(ml/g)5深绿色356.525较软37(ml/g)6深黄绿色34622太软45(ml/g)7深黄色365.527太软41(
7、ml/g)8深灰色37<518一般29(ml/g)9浅粉红色38<520一般32(ml/g)10紫红色43<517较好25(ml/g)11深紫红色44<516较好23(ml/g)12紫牛肝色44<512较好16(ml/g)说明:颗粒强度的指标以较好为达到颗粒抗压强度0.5N通过上表我们可以明显的看出生产干燥剂用膨润土的色泽以紫红色紫色白色为佳适用原材料。而其膨润土其水化性能较好的膨润土,在做膨润土干燥剂时,块的抗压强度都低。而且吸湿后易粉化,不利于二次使用。这些说明用做膨润土干燥剂用膨润土须具备高吸蓝量,低膨胀倍,且色泽以紫红色或白色为最好。2.2
8、干燥剂用膨润土吸蓝量高低对其吸湿性能的影响选择上述试验用的157101112号样进行吸湿性能测试。加工工序如下;将选定的膨