礦石性質
自然界中的凹凸棒石常有Al3+、Fe3+等類質同象置換,富Al3+、Fe3+的變種稱為鋁凹凸棒石和鐵凹凸棒石。凹凸棒石粘土的顏色呈現白色、淺灰色、淺綠色或淺褐色。沉積成因的凹凸棒石一般為致密塊狀或土狀。熱液成因的凹凸棒石產于巖石的裂隙中,呈皮革狀外貌,質地柔軟。凹凸棒石在含水的情況下具有高的可塑性,在高溫和鹽水中穩定性良好,密度小,一般為2.05~2.30g/cm3,莫氏硬度2~3。
主要理化性能
良好的吸附和脫色性能脫色率和凹凸棒石含量有關,含量越高脫色力越強,經酸活化處理后的脫色力明顯提高;具有很強的吸水性;吸藍量一般小于24g/100g;膠質價一般在40~50cm3/15g;膨脹容一般為4~6cm3/g;可交換鈣離子量為7.5~12.5mmol/100g,可交換鎂離子量為2.5~7.5mmol/100g,經活化處理后,可交換陽離子量顯著提高。 在傳統有機肥中加入凹凸棒石,使傳統有機肥具有更豐富的硅、鈣、鎂等微量元素。臨沂凹凸棒土應用
主要加工技術
(1)選礦提純高純度的凹凸棒石粘土礦較少,中低品位礦居多。礦石中常伴生有白云石、方解石、蒙脫石、蛋白石、石英等礦物;選礦提純方法有干法和濕法二種。
①干法工藝原礦→手選→干燥→破碎→磨礦→分級→包裝。適用于原礦質量較好或對產品質量要求不高的情況。
②濕法工藝濕法選礦提純主要包括搗漿分散、分級提純、脫水干燥等工序組成。提純前須將原礦制備成凹凸棒石和雜質顆粒分散良好的礦漿懸浮液。在制漿過程中要加入適量的分散劑;常用的分級提純設備是水力旋流器、臥式離心機、搖床等。濕法工藝可得到較高純度的凹凸棒粘土產品。
(2)煅燒凹凸棒石加熱到200℃以前,失去吸附水;在200~400℃下煅燒一定時間,可顯著提高凹凸棒石的吸附性能。其機理是凹凸棒石在低溫下煅燒后,礦物內部纖維間的吸附水和結構孔道內的沸石水被脫除,從而增大了比表面積。隨著煅燒溫度的升高,凹凸棒石的比表面積顯著提高,在250℃左右比表面積比較大,此后隨著溫度的升高,比表面積反而急劇下降。
(3)酸處理酸處理可提高其凹凸棒石的脫色力。工業上常用硫酸。影響凹凸棒石粘土活化效果的主要因素是礦物純度、粒度、化學成分以及酸濃度、液固比、活化時間等。 云南凹凸棒土作用凹凸棒土的常用特性及行業應用。
①凹凸棒石具有強力吸附特性,可減少或消除隨飼料和飲水進入的、或消化過程產生的有毒有害金屬、氣體、病原微生物及其的不良影響,凈化胃腸腔內環境,能明顯地防治動物腹瀉,降低家畜糞便的異臭味。由于沸石和凹凸棒石粉價廉,也有人將它們作為圈欄墊料和畜舍環境凈化劑。②凹凸棒石有可逆的離子交換特性,在家畜消化腔內起著貯存器、緩沖劑、分子篩和類似活性炭等作用,能調節機體內鈣、鎂、鈉、鉀等元素的適當比例。沸石能刺激消化液分泌,催化消化酶的活性,保護氨基酸不被破壞和增強細胞內的生物合成等,可促進營養物質的消化吸收,提高飼料的利用率。③凹凸棒石含有二十多種礦物元素,可為家畜補充營養必需的多種常量元素和微量元素。毒理學檢測表明,汞、鉛、砷等有毒元素含量均低于食品允許的標準。也未見凹凸棒石粉有蓄積毒性或致突變效應。④凹凸棒石具有一定的驅蟲和作用,能增強畜禽對疾病抵抗力,減少動物,尤其是仔畜的發病率和死亡率。
凹凸棒土的吸附性取決于它較大的表面積和表面物理化學結構及離子狀態,其吸附作用包括物理吸附及化學吸附。物理吸附的實質是通過范得華力將吸附質分子吸附在凹凸棒土的內外表面。凹凸棒土的化學吸附作用是其吸附作用的重要體現。其吸附是基于凹凸棒土的表面可能存在的幾種吸附中心:(1)硅氧四面體層內因類質同晶置換產生的弱電子供給氧原子,它們與吸附核的作用很弱。(2)在纖維邊緣與金屬陽離子(Mg2+)配位結合的負水分子(OH2-),它可以與吸附核形成氫鍵。(3)在四面體層外表面上由Si-O-Si橋氧鍵斷裂形成的Si-OH基不僅可以接受離子,而且可以與晶體外表面的吸附分子相互結合;可以與某些有機試劑形成共價鍵。(4)晶體化學成分的非等價類質同晶置換(Al3+或Fe3+對Mg2+)及加熱造成的配位水(H2O-,OH-)失去而產生的電荷不平衡形成的電性吸附中心。凹凸棒土含有較高的礦質營養元素。
凹凸棒土具有無毒,吸附性強的特點,在食品加工中常用作吸附劑、食品加工助劑和食品添加劑,可取代活性炭。凹凸棒土是一種優良的脫色劑,能截留或吸附帶色物質和雜質,用于植物油、 動物油脂、 明膠等粘稠度較高的產品脫色和精制。 研究表明鹽酸活化后的凹凸棒土對菜油、豆油等食用油的脫色能力可提高2倍以上,過濾后的濾餅(植物油、動物脂等)可以再生利用,不污染環境。凹凸棒土也可用作糖漿、蔗汁、甜菜汁、低濁度天然水、礦泉水、以及啤酒、麥芽汁、果汁、葡萄酒、果酒等飲料的過濾劑和澄清劑,它既能脫色,又能去除其中的微生物及其他雜質(如果汁、葡萄酒中的農藥)。凹凸棒土還具有特殊專一的吸附性,能吸附植物油中強致病物質—黃曲霉并且使用十分簡便,無需改變原有生產工藝。改性凹凸棒石黏土吸附劑對磷和砷的吸附研究。銅仁凹凸棒土應用
凹凸棒土的性能及其在建材行業中的應用。臨沂凹凸棒土應用
復合肥生產中大部分原料均為固體粉狀原料,黏性較差,而凹凸棒具有強吸附性、離子交換性和催化性,所以在復合肥生產中添加適量的凹凸棒,可以使生產物料之間的黏性增加,快速提高產品的成球率,從而使系統的返料減少,降低單噸電耗。在生產系統中加入凹凸棒粉后,會在主顆粒表面形成一層粘性薄膜,以增強與周圍顆粒的接觸和附著力。另外,顆粒表面形成的液體交聯,會使顆粒本身具有較強的界面張力,從而促進顆粒之間的結合,使不同組分的顆粒緊緊粘結在一起,從而提高產品的抗壓能力。臨沂凹凸棒土應用
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