高造浆膨润土制备及其性能评价

安徽铜陵市蕴含地质储量达15000万t的低品位钙基膨润土，蒙脱石平均含量50％～80Voo，现主要用于附加值较低的球团土和铸造土。将这种低品位钙基膨润土先通过悬浮和挤压综合钠化改型工艺，再添加一定量的超高分子量聚丙烯酸钠（PA艮Na）和轻烧氧化镁（Mg（））组成的有机一无机复合增黏剂，以及由小分子水解聚丙烯腈钠盐与腐植酸接枝聚合的专用流变性调节剂（HInPS），制备出了符合水平穿越钻井（HDD）使用要求的高造浆膨润土。分析了钠化工艺和增效添加剂对HDD造浆土的黏度（φ600）、动塑比（YP/PV）、综合流变性能以及成本等的影响，优化得到了具有较好性价比的工艺配方。优化工艺下的HDD造浆土性能φ600 读数大于100dia，YP／PV小于1.5，30min的API滤失量小于15mL。铜陵钙基膨润土改性制备成HDD高造浆膨润土，可将产品附加值提高到1000元/t左右，利润率提高2-3倍，实现了低品位膨润土资源的高附加值利用。

PAA-Na改性膨润土在酸碱盐溶液中的渗透性

针对高盐或强酸碱溶液中以膨润土为主材的防污屏障的阻控效果因膨润土膨胀性和抗渗性的降低而劣化的问题,采用聚丙烯酸钠(PAA-Na)对国产钠化钙基膨润土进行改性,提高膨胀性和防渗性.通过自由膨胀试验和改进滤失试验,研究不同浓度的NaCl溶液和酸碱溶液对聚丙烯酸钠改性膨润土PB2、PB5、PB10、PBHV5和美国怀俄明天然钠基膨润土的膨胀特性、渗透特性的影响规律.结果表明,在酸碱盐溶液中PB10的膨胀特性和渗透性优于怀俄明膨润土,PBHV5与怀俄明膨润土相近.pH=2的强酸条件和pH=12的强碱条件会降低PBHV5和PB10的膨胀性和抗渗性,pH=3~11的酸碱溶液对两者的影响很小.在酸碱溶液和低浓度(≤20 mmol/L)盐溶液中,由于晶层结构层剥离,3种膨润土渗透系数随着膨胀指数和孔隙比的增大而增大;在中高浓度(>20 mmol/L)盐溶液中,膨润土膨胀性降低,渗流通道增多,产生了渗透系数随膨胀指数和孔隙比的减小而增大的现象.在所研究的聚合物掺量(2%~10%)下,膨润土抗渗性和化学相容性随着聚合物掺量的增大而提高,若目标取得优于美国怀俄明天然钠基膨润土的特性,聚合物掺量须不低于5%.

钙基膨润土钠化改型及其应用

采用碳酸钠或其它钠盐作改型剂,可将天然的钙基膨润土转化为人工钠基膨润土,从而提高钙基膨润土的物理、化学性能。将钠化改型的钙基膨润土直接用于建筑涂料中,不但能明显地改善涂料的性能,而且可大幅度地降低涂料的生产成本。

钠化膨润土作为防水材料的试验研究

以云南某地钙基膨润土为原料,将多种钠化剂进行改型,实验证明,钠化剂种类是人工钠化的关键,其中以NaF为改型剂钠化的膨润土性能最优。采用该钠化工艺,有三地的钠化膨润土的技术指标达到了JG/T193—2006《钠基膨润土防水毯》标准的要求。

高膨胀性钠基膨润土的制备

利用钠盐对钙基膨润土进行人工钠化,在活化剂的催化作用下,使钠改性膨润土具有较高的膨胀性能,当尿素添加量达15%时,改性膨润土的膨胀指数、膨胀倍和胶质价可分别达到26 ml/2g,91 ml/g和420 ml/15g,此时效果最佳。