蒙脫石的“三明治晶體結(jié)構(gòu)” 自然界的膨潤(rùn)土(Bentonite)絕大部分為鈣基膨潤(rùn)土。鈣基膨潤(rùn)土較鈉基膨潤(rùn)土性能差，所以生產(chǎn)廠常用人工鈉化的方法將鈣基膨潤(rùn)土改型為鈉基膨潤(rùn)土。為了應(yīng)用上的方便，便將鈉基膨潤(rùn)土區(qū)分為在人工鈉基膨潤(rùn)土和天然鈉基膨潤(rùn)土。
1 膨潤(rùn)土的鈉化技術(shù)
膨潤(rùn)土的鈉化改性技術(shù)見著于文獻(xiàn)或公開的技術(shù)大致如下：
懸浮液法是在大水箱中加入10%以下的鈣土和相應(yīng)比例（鈣土質(zhì)量的5%~7%）的碳酸鈉（純堿）攪拌成漿液，進(jìn)行鈣鈉交換。在低濃度下的鈉化效果差，鈉交換率不高。
堆場(chǎng)鈉化法如意大利SAMIP-PONTINE公司是在原礦堆場(chǎng)中把2%~4%的碳酸鈉粉撒到含水大于30%的原礦中，翻動(dòng)、拌和、混合、碾壓，再堆積老化10天，然后干燥，粉磨成產(chǎn)品。
輪碾鈉化法以原聯(lián)邦德國(guó)SUD-CHIMIE公司為代表，將濕的原土、碳酸鈉粉和少量丹寧置于輪碾機(jī)內(nèi)混合、碾壓，再在空氣中老化10天。
雙螺旋鈉化為日本國(guó)峰公司的鈣土改性設(shè)備。原土預(yù)經(jīng)干燥，粉碎成5~l0mm的顆粒，加入碳酸鈉粉，先在約6m長(zhǎng)的雙螺旋混合機(jī)中混勻，再進(jìn)入另一臺(tái)長(zhǎng)6~8m的雙螺旋混煉機(jī)中，加水混煉成含水30%~40%的軟泥，經(jīng)切片裝置切片成形后，送入轉(zhuǎn)筒干燥，粉磨成產(chǎn)品。
美國(guó)發(fā)表過類似日本鈉化工藝處理低品級(jí)天然鈉土升級(jí)的專利，但未見工業(yè)化。
上述種種鈉化改性基本是處于一種低品級(jí)膨潤(rùn)土的改性方法，最終產(chǎn)品也僅限于鑄造、鉆井泥漿、鐵礦球團(tuán)、干燥劑、污水處理、建筑工程防水材料等行業(yè)，產(chǎn)品的附加值也不高。目前隨著膨潤(rùn)土行業(yè)的快速發(fā)展，簡(jiǎn)單的低品味膨潤(rùn)土鈉化產(chǎn)品已遠(yuǎn)不能滿足日益增長(zhǎng)的需求。
2 人工鈉基膨潤(rùn)土和天然鈉基膨潤(rùn)土的區(qū)別
鈉基膨潤(rùn)土是根據(jù)蒙脫石層間可交換陽(yáng)離子種類、含量來劃分的，堿性系數(shù)大于或等于1的為鈉基膨潤(rùn)土，小于1的為鈣基膨潤(rùn)土。鈉基膨潤(rùn)土也是相對(duì)而言的。
廣義上講，人工鈉基膨潤(rùn)土和天然鈉基膨潤(rùn)土是有區(qū)別的。這方面的數(shù)據(jù)很多：如由差熱分析實(shí)驗(yàn)證明天然鈉基膨潤(rùn)土的失效溫度為638℃，鈣基膨潤(rùn)土為316℃。人工鈉基膨潤(rùn)土由于鈉化條件不一，失效溫度不一，但都低于天然鈉基膨潤(rùn)土；天然鈉基膨潤(rùn)土的膨脹力比人工鈉基膨潤(rùn)土大；天然鈉基膨潤(rùn)土比人工鈉基膨潤(rùn)土c軸有序度高，晶粒較細(xì)，分散性強(qiáng)。
3 人工鈉基膨潤(rùn)土一定可以代替天然鈉基膨潤(rùn)土
一般鈉基膨潤(rùn)土較之鈣基或鎂基膨潤(rùn)土的物理化學(xué)性質(zhì)和工藝技術(shù)性能優(yōu)越。主要表現(xiàn)在：吸水速度慢，但吸水率和膨脹倍數(shù)大；陽(yáng)離子交換量高；在水介質(zhì)中分散性好，膠質(zhì)價(jià)高；它的膠體懸浮液觸變性、粘度、潤(rùn)滑性好，pH值高；熱穩(wěn)定性好；有較高的可塑性和較強(qiáng)的粘結(jié)性；熱濕拉強(qiáng)度和干壓強(qiáng)度高。所以鈉基膨潤(rùn)土的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高。人工鈉基膨潤(rùn)土的理化性能除取決于它所含的蒙脫石種類和含量外，還取決于人工鈉化的方法和人工鈉化程度。
自然界存在的膨潤(rùn)土絕大部分為鈣基膨潤(rùn)土，世界膨潤(rùn)土資源鈣基膨潤(rùn)土約占70~80%，我國(guó)膨潤(rùn)土90%為鈣基膨潤(rùn)土，而且品位低占多數(shù)。膨潤(rùn)土礦石質(zhì)量的一般工業(yè)要求以礦石中蒙脫石含量來衡量，邊界品位≥ 40%，工業(yè)平均品位≥50%，蒙脫石含量小于上述指標(biāo)的礦石就不稱為膨潤(rùn)土了，但蒙脫石含量為30%-50%甚至更低的原礦總要利用，目前國(guó)內(nèi)已有低品位的原礦經(jīng)人工鈉化處理可達(dá)到使用要求的例子，這說明了人工鈉化技術(shù)的重要性。
目前人工鈉化改型劑主要是Na2CO3，最近有些廠家用NaF作改型劑，用NaF作改型劑效果比Na2CO3好的多，但NaF有毒，用NaF作改型劑，不屬于綠色化工。目前我國(guó)膨潤(rùn)土年產(chǎn)量已超過290萬(wàn)噸，人工鈉基膨潤(rùn)土占78％，如全部用NaF作改型劑，按1%加入量就是2.26萬(wàn)噸，污染太大，且用NaF作改型劑人工鈉基膨潤(rùn)土的毒理實(shí)驗(yàn)也未見報(bào)道。
4 人工鈉基膨潤(rùn)土可滿足更多應(yīng)用要求
人工鈉基膨潤(rùn)土可滿足更多應(yīng)用要求，天然鈉基膨潤(rùn)土有局限性。
人工鈉化干法和濕法技術(shù)都有發(fā)展。干法鈉化技術(shù)現(xiàn)已增加微波法可干法提純，技術(shù)先進(jìn)。濕法鈉化技術(shù)早已和提純工藝相結(jié)合，是強(qiáng)化膨潤(rùn)土的工藝性能最重要的手段。膨潤(rùn)土的工業(yè)應(yīng)用主要取決于蒙脫石的工藝性能，而蒙脫石的各種工藝性能又取決于其晶體結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、化學(xué)組成、晶體化學(xué)性質(zhì)等。與蒙脫石伴生的各種非目的礦物，劣化了礦石的工藝性能。提純提高礦石中蒙脫石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，充分除去伴生的各種礦物，如石英、玻屑、沸石、方解石、長(zhǎng)石、黃鐵礦等，強(qiáng)化膨潤(rùn)土某些所需要的工藝性能。
人工鈉化、人工提純的鈉基膨潤(rùn)土可滿足納米有機(jī)膨潤(rùn)土、功能性膨潤(rùn)土、蒙脫石干燥劑等更多領(lǐng)域應(yīng)用要求。
作者：許家亮1，鄭再宏2，李月芬3，王沖3（1浙江三鼎科技有限公司，浙江紹興， 312071；2臨安市思特富化工機(jī)電設(shè)備有限公司，浙江臨安，311300；3臨安福龍吸附劑廠，浙江臨安）
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