膨润土改性与提纯技术及研究进展 -矿机之家

膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的非金属矿产。因其具有优良性能、资源丰富、环境友好以及应用领域广等特点，成为名副其实的“万能土”。

膨润土

截至2018年年底，我国膨润土储量为29.96亿吨。国内已探明的储量占世界膨润土总储量的60%左右，主要分布地有：广西、新疆、内蒙古、江苏、河北、湖北、山东和安徽等地区。在我国，膨润土的种类比较丰富，其中，钙基膨润土的占比是最大的，约占80%；钠基膨润土以及其他类型的膨润土占比相对比较少。广西、新疆、内蒙古三地的膨润土资源储量位居我国前三，资源储量分别为26.1%、13.9%和8.5%。我国最大的膨润土矿区位于广西壮族自治区宁明县，该矿区资源储量约6.1亿吨。

1、膨润土改性

膨润土的改性，即通过焙烧或使用酸、无机盐、有机物等手段，改变膨润土组成成分以改变膨润土的理化性能。目前在膨润土改性方面很多人做了研究，并且改性后的膨润土其理化性能大大提高。

（1）钠化改性

实践证明，钠基膨润土在工艺性能上的表现优于钙基膨润土。钠化改性的原理是采用含钠试剂与钙基膨润土层间的阳离子发生替换，常用的钠化剂有碳酸钠、醋酸钠、氢氧化钠、焦磷酸钠等。在实际应用中，中小型企业多采用挖机混合膨润土与纯碱后堆放陈化，致使钠化稳定性差，若引入物联网技术施行在线监测与控制，可稳定钠化过程。

闫碧莹以钠型阳离子交换树脂作为钠化剂对天然钙基膨润土进行钠化处理，在水浴加热与离心的同时也进行了提纯，制备出高品质钠基蒙脱石：钠基蒙脱石悬浮液CEC为85.39mmol/100g，吸蓝量为64.78/100g。

（2）酸化改性

利用不同浓度的酸以及不同种类的酸，在比较适宜条件下对膨润土进行处理。酸化过程中，膨润土结构层间的阳离子被H+取代，结构片层间距变大，提高了酸化膨润土的吸附能力。常用酸化剂有硫酸、盐酸、醋酸等。

（3）有机改性

膨润土层间已吸附的阳离子被有机物长碳链或其官能团替代，得到有机复合膨润土。当有机物长碳链或其官能团进入到膨润土晶体结构层间，增大了层间距，胡智强等人以吉米奇表面活性剂对某天然膨润土进行有机改性，其层间距可增大至2.09nm，并且在投土量为0.6g/L、60℃、吸附时间为9min、pH=4的条件下，吸附染料的去除率达93.68%。

（4）焙烧改性

将膨润土在较高温度下进行焙烧（小于550℃），膨润土依次失去表面自由水、层间吸附水以及结构中的结合水，同时膨润土中的部分杂质也会伴随水分的蒸发而被剔除，使得膨润土结构更为疏松，提高了膨润土的吸附能力。

（5）复合改性

同时使用两种及以上处理剂对膨润土进行改性处理，改性后的膨润土具有显著的优良特性。单一改性处理剂获得的改性膨润土存在一定的缺陷，例如，膨润土酸活化后，尽管其所含杂质较少并且活性、吸附能力有所提高，但是酸活化过程不容易被控制，且容易造成酸用量过多的问题；膨润土经过有机改性后，对于有机物质有好的吸附效果，但是比表面积小，热稳定性差。

王晓红等人使用十六烷基三甲基溴化铵、四乙氧基硅烷对膨润土进行复合改性后吸附甲基橙，结果显示：常温下，甲基橙初始质量浓度为200mg/L，初始pH为3.1～4.6时，甲基橙的去除率接近100%。