在礦業(yè)領(lǐng)域，膨潤(rùn)土主要應(yīng)用在冶金、鑄造、鉆井和廢水處理等方面，用作無機(jī)粘結(jié)劑、水介質(zhì)體系的增稠劑和流變性控制劑。
1、鑄造工業(yè)
鑄造工業(yè)主要利用的是膨潤(rùn)土的可塑性和粘結(jié)性，可作為生產(chǎn)鑄模材料的粘合劑和醇基涂料的懸浮劑。鑄造業(yè)應(yīng)用的膨潤(rùn)土大多都是通過鈣基膨潤(rùn)土進(jìn)行鈉化改性的，通過鈉離子取代膨潤(rùn)土層間的鈣離子來提高其濕壓強(qiáng)度、熱濕拉強(qiáng)度和復(fù)用性，進(jìn)而提高鑄造產(chǎn)品質(zhì)量和減少膨潤(rùn)土的用量。
目前，濕型砂造型是鑄造業(yè)中使用最多的造型方法，膨潤(rùn)土作為濕型砂的黏結(jié)材料，對(duì)濕型砂各方面的性能有直接的影響。在醇基涂料中加入膨潤(rùn)土能提高鑄造涂料的懸浮性，也會(huì)增加鑄造涂料的發(fā)氣量，降低鑄造涂料的高溫抗裂性。
國(guó)內(nèi)外應(yīng)用差異：
在國(guó)外，近年來美國(guó)國(guó)內(nèi)消耗的膨潤(rùn)土中鑄造占用13%，歐盟鑄造領(lǐng)域占消費(fèi)總量的24%。同時(shí)，國(guó)外通過改性膨潤(rùn)土作結(jié)合劑已使用于鑄造工廠。例如ENVI結(jié)合劑已經(jīng)在德國(guó)、荷蘭和法國(guó)使用。
而在國(guó)內(nèi)，據(jù)估計(jì)目前膨潤(rùn)土產(chǎn)品年產(chǎn)銷量約270萬t，其中用于鑄造型砂約l00萬t。且國(guó)內(nèi)天然鈉基膨潤(rùn)土資源匱乏，故大部分都是用人工鈉化膨潤(rùn)土作為鑄造工業(yè)的黏結(jié)劑。
此外，國(guó)內(nèi)鑄造技術(shù)還不先進(jìn)，制成的鑄造產(chǎn)品比較低級(jí)，在國(guó)際市場(chǎng)出現(xiàn)低進(jìn)高出的局面，故國(guó)內(nèi)應(yīng)該注意這些問題。
2、石油鉆井工業(yè)
鉆井泥漿主要利用的是膨潤(rùn)土的分散性、懸浮性、粘結(jié)性及觸變性。鉆井泥漿在鉆探過程中可清潔井底并攜帶巖屑、冷卻和潤(rùn)滑鉆頭及鉆柱、平衡地層壓力的作用，在鉆井作業(yè)中非常重要。
在石油鉆井工業(yè)，鈣基膨潤(rùn)土的吸水性、造漿性及觸變性等基本無法滿足其要求，故必須經(jīng)過改性加工。通過鈉離子或有機(jī)物取代膨潤(rùn)土層間可交換陽離子或結(jié)構(gòu)水進(jìn)行鈉化或有機(jī)改性，或者添加無機(jī)、有機(jī)增效劑等有效方法。經(jīng)改性后的膨潤(rùn)土的吸附性、懸浮性及觸變性等明顯提高且復(fù)合要求。在鉆井液中有較好的攜帶性和流變性，能有效地防止腐蝕，潤(rùn)滑鉆井；同時(shí)也有可觀的提切、增黏效果，可作為配制油包水泥漿和優(yōu)良的抗高溫解卡劑的原料。
國(guó)內(nèi)外應(yīng)用差異：
在國(guó)外，多數(shù)國(guó)家在新型鉆井液體系方面已有更好的發(fā)展。如HPWBM鉆井液體系與傳統(tǒng)的鉆井液相比，能更好地抑制黏土和鉆屑分散，減少鉆頭泥包，目前HP-WBM體系已在墨西哥灣、美國(guó)大陸、巴西、澳大利亞及沙特阿拉伯等國(guó)家和地區(qū)得到了應(yīng)用。此外，其他油基鉆井液體系、和成基鉆井液體系等也有相應(yīng)的進(jìn)展，且國(guó)外在鉆井級(jí)膨潤(rùn)土、未處理膨潤(rùn)土和OCMA膨潤(rùn)土三種分類上都有其產(chǎn)品。
在國(guó)內(nèi)，目前用于高品位鉆井液的膨潤(rùn)土產(chǎn)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。雖然我國(guó)膨潤(rùn)土資源豐富，但目前我國(guó)市場(chǎng)上供應(yīng)的用于鉆井液的膨潤(rùn)土基本上以O(shè)CMA級(jí)膨潤(rùn)土為主，未處理膨潤(rùn)土幾乎沒有，能夠達(dá)到鉆井級(jí)膨潤(rùn)土的產(chǎn)品不多，大量的鉆井級(jí)膨潤(rùn)土還需要依賴進(jìn)口，其生產(chǎn)加工技術(shù)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。同時(shí)，我國(guó)鈉基膨潤(rùn)土資源有限，不能滿足鉆井液用膨潤(rùn)土的要求，必須經(jīng)過改性加工。
3、冶金工業(yè)
冶金球團(tuán)利用的是膨潤(rùn)土的黏結(jié)性、膨脹性和陽離子交換性。膨潤(rùn)土與鐵精礦粘結(jié)后不發(fā)生化學(xué)變化，也不影響造球成球的化學(xué)性質(zhì)，在高溫下這種粘結(jié)特性也不改變，故在國(guó)內(nèi)外被廣泛應(yīng)用于冶金球團(tuán)的粘結(jié)劑。
鐵礦球團(tuán)是一種細(xì)粉狀鐵精礦的造塊方法，膨潤(rùn)土作為球團(tuán)粘結(jié)劑，可改善鐵礦成球性能，提高生球強(qiáng)度，但膨潤(rùn)土的添加也降低了球團(tuán)的鐵品位，故在球團(tuán)生產(chǎn)過程中，應(yīng)盡量控制膨潤(rùn)土的用量。所以實(shí)際應(yīng)用的膨潤(rùn)土中部分是經(jīng)過改性的，通過鈉化和有機(jī)改性來增強(qiáng)其吸水率、分散性及膨脹性等，以此來降低膨潤(rùn)土的配入量。
國(guó)內(nèi)外應(yīng)用差異：
在國(guó)外，近年都廣泛采用膨潤(rùn)土作為球團(tuán)礦常用的粘結(jié)劑，并且膨潤(rùn)土的平均配入量都達(dá)到低于1%。在進(jìn)一步對(duì)膨潤(rùn)土在球團(tuán)礦中的作用機(jī)理的研究中，驗(yàn)證了國(guó)外提出的膨潤(rùn)土纖維結(jié)構(gòu)理論。
進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)冶金球團(tuán)得到了國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的扶持，也得到迅速發(fā)展。但我國(guó)在生產(chǎn)技術(shù)上表現(xiàn)為球團(tuán)礦含鐵品位低，膨潤(rùn)土添加量過高（1.5%~3.5%）等，與國(guó)外的技術(shù)（低于1%）還是有很大差距的。故國(guó)內(nèi)應(yīng)該研究開發(fā)新型低廉粘結(jié)劑來提高國(guó)內(nèi)球團(tuán)礦的品位及質(zhì)量。
4、礦山廢水處理
在處理礦山廢水方面，利用的是膨潤(rùn)土的吸附性能和離子交換能力，且有較大的比表面積，可與其他材料組合成礦物復(fù)合材料使用。
不管國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，礦產(chǎn)資源在利用和開采過程中都會(huì)產(chǎn)生大量的礦山廢水，其pH值較低，且含有Fe2+、Mn2+、Cu2+和Zn2+等重金屬離子，其中污染范圍最廣、危害程度最大的是酸性礦山廢水（AMD）。直接排入水體的AMD會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)酸化，其重金屬離子通過沉淀、吸附及生物鏈不斷富集，將嚴(yán)重影響自然環(huán)境?，F(xiàn)今對(duì)礦山廢水的治理研究越來越重要，特別是酸性礦山廢水，吸附法具有操作簡(jiǎn)單、適應(yīng)范圍廣、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
近年礦物材料膨潤(rùn)土-鋼渣復(fù)合材料成為處理礦山廢水的研究熱點(diǎn)。通過把膨潤(rùn)土和鋼渣混合制成膨潤(rùn)土-鋼渣復(fù)合材料來處理酸性礦山廢水，以此實(shí)現(xiàn)以廢治廢和降低礦山廢水處理成本。
國(guó)內(nèi)外應(yīng)用差異：
在礦山廢水處理方面，目前國(guó)內(nèi)外研究技術(shù)相差不大，僅在在最新的微生物法上，國(guó)內(nèi)相較于國(guó)外應(yīng)用起步較晚，仍處于研究階段。國(guó)內(nèi)外研究人員都在努力尋找治理方法，但取得的成果較小。在國(guó)內(nèi)，AMD年排放量為36億t，占全國(guó)工業(yè)廢水總排放量的10%左右，而處理率僅有4.28%，因此AMD的污染已成為突出的污染問題。故國(guó)內(nèi)在礦山廢水處理方面應(yīng)加強(qiáng)研究，減少這方面的污染或從根源上減少礦山廢水的產(chǎn)生。
5、其他應(yīng)用
除了以上四種主要用途外，膨潤(rùn)土在礦業(yè)領(lǐng)域還有其他的應(yīng)用。例如在金屬尾礦庫(kù)方面，長(zhǎng)期存放的尾礦庫(kù)因里面重金屬離子滲出，存在非常大的潛在危險(xiǎn)。而膨潤(rùn)土防水毯在金屬尾礦庫(kù)可用作為襯墊來減少金屬離子的滲透，得到有效利用。此外，還可以利用膨潤(rùn)土粘結(jié)焦粉制備焦粉型煤及土壤修復(fù)。
來源：鄭長(zhǎng)文,管俊芳,鄭佳敏,等.礦業(yè)領(lǐng)域膨潤(rùn)土應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].礦產(chǎn)綜合利用,2020(03):22-27.
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