辽西某膨润土矿提纯与凝胶工艺研究

论文摘要

我国膨润土资源丰富,产区分布广泛,但性能优良的钠基土相对不足,大部分为钙基土。本文主要研究了辽西某膨润土的结构及其基本性质,其主要矿物成分是钙基蒙脱石,伴生杂质矿物主要为方石英,另外还有少量的绿泥石、方解石,方石英有机质,属于二八面体蒙脱石,并具切脱(cheto)型蒙脱石的特点。利用不同的方法对膨润土进行了提纯试验研究,得到利用旋流器进行提纯的效果最好,提纯土的蒙脱石含量能提高到70%以上,白度提高到89%。利用半干法和湿法两种方法对膨润土进行了钠化研究,不同的钠化方法其影响因素不同,半干法钠化工艺条件为:Na2CO3的用量为3%,加水量20%,陈化时间为3天,用面条机挤压,胶质价大于100ml/15g,膨胀容为48ml/g,现已用于企业生产;湿法钠化的工艺条件为:Na2CO3的用量为2%,固液比为1:2.5,溶液pH值调整到大于7,搅拌时间为2h,它的胶质价大于100ml/15g,膨胀容接近50ml/g。利用三种方法生产膨润土凝胶产品,其效果有一定的差别。利用半干法钠化后再添加MgO,制得的膨润土凝胶产品能达到三级膨润土的标准;利用湿法钠化后再添加MgO,制得的膨润土凝胶产品能达到钻井用一级膨润土的标准,但因其过滤和烘干存在一定的问题,限制了其应用;利用半干法钠化,再添加MgO和木质素制备膨润土凝胶产品,其性能指标能达到钻井用一级膨润土的标准,目前正进行产业化试验。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 膨润土概述
• 1.1.1 膨润土及其分类
• 1.1.2 膨润土资源的分布和应用状况
• 1.1.3 膨润土的组成和结构
• 1.1.4 膨润土的性质和应用
• 1.1.5 膨润土无机凝胶应用
• 1.2 选题依据
• 1.3 课题来源
• 1.4 研究内容与方案
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究思路
• 1.5 研究意义
• 2 膨润土原矿性质研究
• 2.1 膨润土原矿岩矿及化学成分分析
• 2.2 膨润土原矿XRD 分析
• 2.3 膨润土性能指标的测试
• 2.3.1 膨润土吸蓝量的测定
• 2.3.2 膨润土胶质价的测定
• 2.3.3 膨润土膨胀容的测定
• 2.3.4 膨润土粒度的测定
• 2.3.5 膨润土吸水率的测定
• 2.4 膨润土扫描电镜试验
• 2.5 本章小结
• 3 膨润土提纯研究
• 3.1 膨润土提纯概述
• 3.1.1 干法提纯概述
• 3.1.2 湿法提纯工艺概述
• 3.2 干法提纯试验研究
• 3.3 湿法提纯试验研究
• 3.3.1 重力沉降提纯试验研究
• 3.3.2 自制重力沉降仪提纯试验研究
• 3.3.3 旋流器提纯试验研究
• 3.4 本章小结
• 4 膨润土钠化试验研究
• 4.1 膨润土钠化工艺概述
• 4.2 钙基膨润土钠化改性的原理
• 4.3 膨润土原土半干法钠化试验研究
• 4.3.1 钠化剂的种类对钠化效果的影响
• 4.3.2 钠化剂用量对钠化效果的影响
• 4.3.3 钠化时间影响
• 4.3.4 影响钠化效果的其它试验条件
• 4.3.5 半干法钠化的试验条件
• 4.3.6 半干法钠化土的性能试验
• 4.4 膨润土原土湿法钠化试验研究
• 2C0₃ 用量的确定'>4.4.1 Na₂C0₃用量的确定
• 4.4.2 pH 值对钠化效果的影响
• 4.4.3 固液比对钠化效果的影响
• 4.4.4 搅拌时间和搅拌强度对钠化效果的影响
• 4.4.5 验证试验
• 4.5 本章小结
• 5 膨润土凝胶制备工艺
• 5.1 膨润土凝胶产品的分类
• 5.2 凝胶用膨润土的质量要求
• 5.3 凝胶产品的制备
• 5.3.1 半干法钠化后的膨润土制备凝胶试验研究
• 5.3.2 湿法钠化后的膨润土制备凝胶试验研究
• 5.3.3 添加复合药剂制备凝胶试验研究
• 5.4 膨润土无机凝胶工艺机理
• 5.5 本章小结
• 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 在学期间从事的科研工作
• 学位论文数据集