低品位膨润土矿制备土木工程泥浆土的研究

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1、第33卷第4期非金属矿Vl0l-33No．42010年7月Non—Meta“iCMinesJuly，2010低品位膨润土矿制备土木工程泥浆土的研究王志强舒锋刘玉芹(中国非金属矿工业公司，北京100142)摘要针对湖北某地低品位、低含砂量膨润土矿，系统研究了钠化条件和两种不同聚合物的引入对其泥浆性能的影响。研究表明，钠化条件对膨润土的泥浆性能有一定影响，提高碳酸钠用量和反应温度可提高浆体的粘度；但有机聚合物羧甲基纤维素钠的加入能更显著提高其粘度，添加量为1％便可使其粘度提高至原来的4倍，达到国家一级泥浆土的要求。关键词膨润土泥浆粘度聚合物中图分类号：TD985文献标识码：AStud

2、yonPreparationofCivilEngineeringSlurryClayfromLow—gradeBentoniteWangZhiqiangShuFengLiuYuqin(ChinaNationalNonmetallicMineralsIndustrialCorporation，Beijing100142)AbstractInthispaper,abentoniteorewithlow—gradeandlowsandcontentinHubeiprovincewasusedasrawmaterial，theinfluenceofNa—activeconditionsa

3、ndorganicpolymeronitsslurryviscosityweresystematicallystudied．Theresultsshowthat：Na·activeconditionshavecertaininfluenceonitsslurryviscosity；viscositycanbeimprovedthroughincreasingsodiumdosageandreactiontemperature．However,addingorganicpolymersodiumcarboxymethylcellulosehasremarkableinfluence

4、onitsviscosity．ViscositycanincreasetoitsfourfoldandmeettheGB(nationalstand~d、requirementsofthefirst—degreeslurryclayforcivilengineeringwhenthepolymerdosageis1％．Keywordsbentoniteslurryviscositypolymer膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土矿物，意义，同时为该处矿产资源找出一条综合利用途径。蒙脱石属2：1型层状硅酸盐矿物。由于其具有类质1试验部分同象取代、离子交换性等特性，使其在水中具有良

5、好1．1原矿性质所用膨润土取自湖北鄂西某地(代的膨胀性、分散性、悬浮性、流变性等性能[1-2]o膨润号为HB)，膨润土原矿表观颜色为乳白色，呈土状光土矿浆属非牛顿流体，具有良好的触变性，可广泛应泽。矿石较为致密，为致密块状结构，但硬度较低、易用于钻井泥浆和非开挖工程等施工工程中。在石油于粉碎。矿石结构以泥质为主，矿石构造为致密块状，钻井过程[3】中，膨润土矿浆可以起到清洗井底，携带肉眼可见少量石英等杂质。原矿的各项理化性能指岩屑，保证钻头不断破碎新地层；平衡地层中流体压标见表l。力和岩石侧压力，防止井喷、井漏，维持井壁稳定，防表1原矿的理化性能止地层坍塌；润滑并冷却钻头、钻具，悬

6、浮岩屑和加重料，避免沉砂卡钻等重要作用。在非开挖工程I4施工中，膨润土和水混合后可形成均一稳定的胶体，由于从表1中数据可以看出，原矿的吸蓝量较低，仅其具有良好的稳定性和润滑性，可对土体起支撑稳定有23．5g／100g。同时，其胶质价、膨胀容、膨润值也处作用，保护井壁稳定，同时携带钻屑防止堵塞，是非开于较低的水平，分别为48mL／15g、8mL／g、llmL／3g，挖定向钻施工中必不可少的‘恤液’’物质。从原矿各项指标来看，该矿为钙基膨润土矿。目前，我国绝大部分膨润土为钙基膨润土，尤其原矿的粒级分布及各粒级吸蓝量见表2。是本次试验研究的湖北某地的钙基膨润土，该土品位表2原矿粒级分布

7、及各粒级吸蓝量低，质量较差，矿浆粘度很难达到施工使用要求。因粒度+60目60~100目100~200日2O0~325目325目此，研究膨润土的钠化改性，并寻找合适的添加剂，提质量17．26．48．15．2400高矿浆的悬浮性、粘性，对促进我国地下非开挖施工百分质量3．911．461．851．1991．55的水平以及膨润土资源的高效利用具有十分重要的吸蓝量／(g／lOOg)0．960．961．441．4424．7从表2中数据可以看出，一325日产品的产率为收稿日期：201005—2