我國(guó)黏土礦物資源豐富，是經(jīng)濟(jì)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值較高的非金屬礦產(chǎn)資源，其主要包括高嶺土、膨潤(rùn)土、伊利石和絹云母等礦物。
黏土礦物表面是親水疏油性的，難以和有機(jī)基體很好的相容，因此需對(duì)黏土礦物表面進(jìn)行疏水化處理，提高黏土與有機(jī)相的相容性，以達(dá)到其應(yīng)用功能。
黏土礦物疏水改性是用物理、化學(xué)或機(jī)械方法對(duì)其進(jìn)行處理，以使其表面由親水性變?yōu)槭杷?，其技術(shù)主要包括改性方法、表面改性劑及其配方、工藝、表面改性設(shè)備等。
1、黏土礦物疏水改性方法
疏水改性方法大體上可分為化學(xué)改性法和物理包覆改性法。
?。?）黏土礦物化學(xué)改性法
化學(xué)改性即利用改性劑與黏土礦物某些官能團(tuán)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附，達(dá)到其表面疏水的目的。
黏土礦物表面的－Si（Al）－OH、－Si－O－Al－和－Si（Al）－O－等官能團(tuán)具有化學(xué)反應(yīng)活性，可與有機(jī)化合物反應(yīng)，可根據(jù)需要將不同類(lèi)型的有機(jī)官能團(tuán)與之接枝，使其表面疏水。
化學(xué)改性法所采用的改性劑有偶聯(lián)劑、羧酸類(lèi)官能團(tuán)聚合物等，其中偶聯(lián)劑最常用。
?。?）黏土礦物物理包覆改性法
物理包覆改性即主要借助粘附力（如雙電層外層靜電引力、范氏引力、離子交換等），將改性劑覆蓋于黏土礦物片層表面，使其表面疏水。
物理包覆改性法常用的改性劑有脂肪酸類(lèi)、有機(jī)胺類(lèi)、聚合物改性劑等。
2、黏土礦物疏水改性工藝
目前黏土礦物表面疏水改性工藝有干法、濕法和半干法三種。
干法疏水改性工藝簡(jiǎn)單，就是將改性劑（特別是非水溶性改性劑）及其助劑用少量的稀釋劑稀釋后，在高速攪拌機(jī)中邊攪拌邊將其加入或利用連續(xù)噴霧的方法加入，攪拌一定時(shí)間（或同時(shí)加熱到一定溫度）完成改性作用后，將物料排出得到改性后產(chǎn)品。
濕法疏水改性工藝需要制漿、脫水和干燥等過(guò)程，相對(duì)較復(fù)雜，效率較低，適用于納米級(jí)的顆粒。若黏土礦物顆粒粒徑＜0.01mm，脫水過(guò)程是比較困難的。但是其改性效果好。
半干法疏水改性工藝與干法工藝是相似的，不同之處是半干法是將適量的水、改性劑及助劑的混合物添加到礦物中，而改性產(chǎn)品是粘稠狀，需要稍微的干燥。
3、黏土礦物疏水改性設(shè)備
黏土礦物疏水改性設(shè)備可分為干法設(shè)備和濕法設(shè)備兩大類(lèi)，其中干法設(shè)備主要有捏合機(jī)、高速加熱混合機(jī)、臥室加熱混合機(jī)、高速?zèng)_擊式分體表面改性機(jī)、連續(xù)式粉體表面改性機(jī)等；濕法改性設(shè)備主要有反應(yīng)釜、反應(yīng)罐或攪拌桶等。
在疏水改性工藝和改性劑配方確定的情況下，改性設(shè)備就成為影響?zhàn)ね潦杷男孕Ч年P(guān)鍵因素。改性設(shè)備性能的優(yōu)劣，不在其轉(zhuǎn)速的高低或結(jié)構(gòu)復(fù)雜與否，關(guān)鍵在于以下基本工藝特性：
①對(duì)黏土顆粒及改性劑的分散性；
?、谑桂ね令w粒與改性劑的接觸或作用的機(jī)會(huì)；
?、鄹男詼囟群屯Ａ魰r(shí)間；
④單位產(chǎn)品能耗和磨耗；
?、莘蹓m污染；
⑥設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
4、改性效果表征
常用的黏土疏水改性效果表征方法有表面潤(rùn)濕法、浮沉法、活化指數(shù)法和濁度法等。
表面潤(rùn)濕法是利用黏土礦物改性前后表面性質(zhì)的變化而促使表面的潤(rùn)濕性發(fā)生變化來(lái)對(duì)改性效果進(jìn)行評(píng)定，主要是測(cè)量接觸角的變化。
浮沉法是對(duì)黏土礦物疏水改性效果的一種簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)方法，適用粒度較大的顆粒。
活化指數(shù)法是用漂浮在水面的改性黏土礦物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)H來(lái)表示。H=漂浮部分
的質(zhì)量/樣品質(zhì)量，H值為0～1，H值越大改性效果越好。
濁度法機(jī)理是當(dāng)光線通過(guò)非極性或弱極性分散體系時(shí)入射光線強(qiáng)度會(huì)減小，這樣可以用X射線透過(guò)法測(cè)定因黏土礦物濃度變化而引起的濁度變化來(lái)表征黏土礦物疏水改性的效果。
5、黏土礦物疏水改性存在問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)
（1）由于黏土礦物是親水材料，如不進(jìn)行疏水改性，應(yīng)用受到限制。疏水改性的兩個(gè)要素分別是：
攪拌作用：對(duì)設(shè)備有一定要求（攪拌時(shí)間和攪拌時(shí)間），但是現(xiàn)在黏土礦物疏水改性的大多數(shù)設(shè)備還是借用一些通用化工設(shè)備，專(zhuān)用設(shè)備還較少。因此今后需要發(fā)展適應(yīng)性強(qiáng)的專(zhuān)門(mén)的改性處理設(shè)備。
藥劑制度：不僅要求疏水改性效果好，還要求盡量不改變黏土的其他性質(zhì)（例如，增加其疏水性的同時(shí)盡量不改變其吸油值），并且價(jià)格低廉，但是現(xiàn)在用于疏水改性的藥劑比較單一，針對(duì)性不強(qiáng)。因此今后需研制更專(zhuān)一、經(jīng)濟(jì)、高效、綠色的疏水改性劑。
?。?）大多數(shù)疏水改性后的黏土礦物只是作為一種中間材料而并非最終的材料或制品，目前黏土礦物日趨粒徑微細(xì)化、表面活性化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，其親水性會(huì)更強(qiáng)，復(fù)合處理工藝會(huì)成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
?。?）對(duì)于黏土礦物疏水改性效果還需建立一套完善的細(xì)化的鑒定標(biāo)準(zhǔn)，以使黏土礦物疏水改性技術(shù)達(dá)到理想的應(yīng)用效果。
參考資料：
[1]高麗娜,閔凡飛,彭陳亮,等.黏土礦物疏水改性研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J].礦產(chǎn)綜合利用,2014(01):20-24.
[2]周奇. 粘土礦物的有機(jī)功能化及其重金屬吸附特性研究[D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué),2016.
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