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發布時間:2021-10-18 03:16  





膨潤土預防水體富營養化的技術創新 水體富營養化是一項世界性環境問題,我國江河湖泊富營養化嚴重,其中化肥、農要隨雨水流入水體,是水體富營養化的重要原因。 我國是化肥、農要的生產和使用大國,目前化肥年產量3600萬t(純養分),化肥施入土壤后,大部分養分隨降雨流失于水體(氮肥流失約65%~70%), 因此減少養分流失是控制水體富營養化的重要手段。為此,有人研究用樹脂、塑料、硫磺等薄膜包覆化肥技術,控制肥料中養分的釋放,減少肥料在土壤中的損失, 但存在包膜工藝復雜,包膜化肥成本高等問題(價格是一般常規肥料的2.5~8倍),難以實現應用。國外已在工農業生產24個領域100多個部門中應用,有300多個產品,因而人們稱之為“萬用之土”。 膨潤土具有良好的粘結性、吸附性,來源廣,價格低廉,可作為包膜化肥的天然材料,能夠減少肥料的流失,控制肥料養分的釋放,提高肥料的利用率,起到改良土壤、促進作物增產的效果。 為此,突破膨潤土礦物包膜技術與化肥、農要制造技術的集成,生產礦物復合化肥、農要是技術創新重點。
潤土是以蒙脫石為主的含水黏土礦,而蒙脫石是由兩層硅氧四面體片和一層夾于其間的鋁(鎂)氧(羥基)八面體構成的2:1型層狀硅酸鹽礦物,其結構層間以弱的庫倫力結合。吸附的陽離子可以和溶液中的陽離子發生交換作用,這種作用稱為離子交換吸附。這種結構中存在著特殊的可膨脹性層間域,使膨潤土具有「吸水性、膨脹性、黏結性、催化性、懸浮性、無毒性、觸變性和離子交換性」等許多優良的性能。
有機插層膨潤土除具有天然膨潤土的上述性能外,還因其層間距比天然膨潤土的要大,故應用范圍更廣、效果更理想。具有表面活性的酸性漂白土(活性白土、天然漂白土-酸性白土)能吸附有色離子。例如,由于其在有機介質中具有良好的溶脹性、高分散性,可廣泛應用于「涂料、鞋油、環保、油漆、石油鉆井、塑料、化妝品、鑄造、調稠劑、染色劑、高溫潤滑脂、納米復合材料」等行業,是近年來行業關注的重點方向之一。
前面提到膨潤土具有強烈的水化作用,因而能夠形成更細微的片狀結構,呈膠體狀態,大量吸附帶正電荷的電解質,可與帶負電荷的纖維結合,從而使膨潤土留著在纖維上。在助留助濾的同時,膨潤土也起到了造紙填料的作用。
另外膨潤土具有“物美價廉”的特點,可應用于低定量紙的生產,能夠獲得高加填量但不降低成紙強度,尤其是撕裂度。杭州某研究所應用研究表明,改性膨潤土可作為低白度紙和紙板的填料(膨潤土本身白度不高),表現出強烈的吸附性和高度的分散性,高留著率,對成紙強度影響小。膨潤土(Bentonite)-詞系根據1898年W·C奈特(Knight)對美國懷俄嘎州FortBenton附近白堊紀粘土頁巖的命名,又名“斑脫巖”或膨土巖.一般是指主要由蒙脫石組成的一種粘土巖。同時,由于改性膨潤土能吸附細小纖維和其他細小物質,降低了紙廠排放白水的濃度,能夠減小排放污水對水域造成的污染。
膨潤土礦的目的礦物蒙脫石是一種含水的層狀鋁硅酸礦物。晶體結構特點是二層硅氧四面體晶片與其間的鋁氧八面體晶片相結合形成晶層,構成2:1型結構。晶層具有水分子和可交換性陽離子。八面體空隙中的陽離子為Al3 離子,剩下兩個空位,為二八面體型。其實膨潤土的主要礦物成分是蒙脫石,含量在85-90%,膨潤土的一些性質也都是由蒙脫石所決定的。蒙脫石晶體化學特點是類質同象種類多,使之化學成分復雜,變化大。八面體空隙中的Al3 常被低價的Mg2 、Fe2 置換;四面體空隙中的Si4 被Al3 置換,由于低價陽離子替代陽離子,使結構層產生多余的負電價。為了保持電中性,在結構層之間,除水分子外,存在較大半徑的陽離子Na1 、Ca2 、Mg2 等。這些陽離子是可交換的,使蒙脫石族礦物具有離子交換性、吸水性、膨脹性、觸變性、粘結性、吸附性等一系列很有價值的特性。