Le traitement de la bentonite désigne l'ensemble des technologies de valorisation, de purification, de modification et d'application à haute valeur ajoutée appliquées à bentonite, La bentonite est une roche argileuse hydratée principalement composée de montmorillonite. Elle possède d'excellentes propriétés de gonflement, d'adsorption, d'échange cationique, d'activité catalytique, de liaison, de stabilité en suspension et de plasticité. Elle est communément appelée “ argile à usages multiples ”.”
La bentonite naturelle contient souvent des minéraux de gangue tels que le quartz, le feldspath et le mica. Par conséquent, l'enrichissement, la purification et modification Des procédés sont généralement nécessaires pour répondre aux exigences de la production industrielle moderne.
1. Préparation de la bentonite sodique à partir de bentonite calcique
Les performances technologiques de la bentonite sodique sont nettement supérieures à celles de la bentonite calcique. Cependant, la bentonite calcique est prédominante dans la plupart des gisements. Par conséquent, l'activation sodique est l'une des principales techniques de traitement de la bentonite.
La modification par le sodium consiste à remplacer les ions Ca²⁺ ou Mg²⁺ échangeables présents dans l'intercalaire de la montmorillonite par des ions Na⁺, transformant ainsi la bentonite calcique en bentonite sodique. Des sels de sodium (généralement Na₂CO₃) sont ajoutés pour déclencher les réactions d'échange d'ions. Les principales méthodes de transformation sont la méthode en suspension (procédé humide), la méthode de vieillissement en stock et la méthode d'extrusion.
2. Préparation de la bentonite de lithium à partir de bentonite de calcium
La bentonite de lithium peut former des gels dans les solvants organiques et remplacer l'organobentonite. La lithiation artificielle est la principale méthode de préparation.
Les ions lithium remplacent le Ca²⁺ ou le Mg²⁺ échangeables entre les couches de montmorillonite, transformant la bentonite calcique en bentonite lithique.
3. Activation acide de la bentonite pour produire de la terre décolorante activée
Bien que la bentonite sodique présente de meilleures propriétés physico-chimiques que la bentonite calcique ou magnésienne, sa surface spécifique et sa capacité d'adsorption restent inférieures à celles des produits activés par un acide. Par conséquent, la terre décolorante activée demeure un produit important dans le traitement avancé de la bentonite.
La terre décolorante activée est obtenue par traitement de l'argile (principalement de la bentonite) avec un acide inorganique ou un sel. Il s'agit d'une poudre blanche à blanc grisâtre poreuse, à structure microporeuse, présentant une grande surface spécifique et une forte capacité d'adsorption.
Les procédés de production comprennent les méthodes humides, sèches et semi-humides. La méthode humide offre un pouvoir décolorant supérieur et une qualité stable, et est la plus répandue.
4. Préparation de l'organobentonite
L'organobentonite est produite en remplaçant les cations échangeables de la montmorillonite par des cations ammoniums organiques. Ces derniers recouvrent la surface de la montmorillonite, bloquent les sites d'adsorption d'eau, suppriment son hydrophilie et transforment le matériau en un complexe hydrophobe et organophile.
Les méthodes de préparation comprennent les procédés humides, secs et de pré-gélification.
5. Préparation du gel inorganique
Le gel inorganique est un produit colloïdal à haute valeur ajoutée, obtenu par purification, modification au sodium, phosphatation et gélification au sein du procédé de transformation de la bentonite. Il possède des propriétés épaississantes, thixotropes, et présente une résistance aux électrolytes, aux acides et aux bases. Il est largement utilisé dans les industries chimiques, pharmaceutiques, des détergents, de la céramique, du verre, du papier, de la fonderie et des batteries.
6. Préparation de la montmorillonite en piliers
La montmorillonite à piliers est obtenue par insertion d'agents de réticulation dans l'espace interfoliaire de la montmorillonite, formant ainsi des piliers qui augmentent l'espacement basal. Elle se caractérise par une grande taille de pores, une surface spécifique élevée, une microporosité importante, une forte acidité de surface et une bonne stabilité thermique. Ce nouveau tamis ionique-moléculaire est un catalyseur très efficace présentant de vastes perspectives industrielles.
7. Préparation du dessiccant à base de bentonite
Les dessiccants à base de bentonite sont largement utilisés aux États-Unis, au Royaume-Uni, en France et dans d'autres pays. Ils se caractérisent par une grande surface spécifique, une forte capacité d'absorption d'humidité, leur non-toxicité, leur inodorat, leur non-corrosivité et leur réutilisabilité. Ils peuvent remplacer le gel de silice et sont utilisés dans les industries militaire, pharmaceutique et agroalimentaire.
8. Préparation de la décoloration minérale et Clarification Agent
Après purification et modification, la bentonite peut être utilisée comme agent décolorant et clarifiant pour le glucose, le glutamate monosodique, les boissons alcoolisées et d'autres produits.
9. Préparation de zéolite synthétique
Grâce à sa teneur élevée en silice et en alumine, la bentonite peut servir de matière première pour la synthèse de zéolites. Après traitement acide (généralement avec H₂SO₄), l'acide silicique actif réagit avec l'aluminate de sodium en milieu fortement alcalin pour former de la zéolite.
10. Préparation du shampooing
L'ajout de bentonite purifiée et modifiée de haute qualité au shampooing améliore sa thixotropie et sa viscosité tout en optimisant son efficacité de lavage. Elle permet ainsi de combiner les fonctions de nettoyage et de soin.
11. Préparation de la boue de forage
La bentonite est traitée avec des sels inorganiques composites selon la formule suivante : carbonate de sodium 2%, sel de magnésium 0,5%, polymère (carboxyméthylcellulose) 0,5% (4:1:1). Ce produit est conforme aux normes API pour la bentonite. Sa production, simple et peu coûteuse, utilise des broyeurs Raymond et des équipements de séchage conventionnels.
12. Préparation d'un revêtement d'étanchéité pour toiture en asphalte émulsionné à base d'amiante
Formulation:
Solution A (wt%): Bentonite sodique 15, eau 30, amiante 10, silicate de sodium 15.
Solution B (wt%): 10# asphalte 25, 100# asphalte 60, autres asphaltes 15.
13. Préparation du revêtement mural intérieur
Dans le mur intérieur “ 803 ” revêtement, La bentonite agit comme liant, adsorbant, émulsifiant et charge. La suspension de bentonite est préparée avec un rapport bentonite/eau de 1:1,15.
Exemple de formulation (parties en poids) :
“colle ” 801 » 70 ; suspension de bentonite 95,4 ; lithopone (300 mesh) 14 ; talc (300 mesh) 13,2 ; phosphate de tributyle 0,3 ; hexamétaphosphate de sodium 0,3 ; carboxyméthylcellulose 1 ; eau appropriée.
La bentonite remplace le pigment de dioxyde de titane, améliore la brillance, la résistance au frottement et à l'eau, et réduit la pollution au formaldéhyde.
14. Préparation de l'agent de purification de l'eau
La suspension de bentonite est mélangée à des floculants (par exemple, du chlorure d'aluminium, du sulfate d'aluminium ou du nitrate d'aluminium), filtrée, lavée, mélangée à un dispersant, déshydratée, séchée à 100–110°C et pulvérisée.
Exemple : Broyer 3 kg de bentonite à une granulométrie inférieure à 200 mesh, la disperser dans l’eau, laisser reposer 24 heures, agiter pendant 30 minutes, puis laisser reposer à nouveau plusieurs heures. Extraire la suspension supérieure et la filtrer. Redisperser le gâteau de filtration dans l’eau, le mélanger avec 10,2 g de sulfate d’aluminium pour le floculer, filtrer, déshydrater, mélanger avec de l’hexamétaphosphate de sodium, sécher à 100–110 °C et broyer jusqu’à la granulométrie requise. la taille des particules pour obtenir le produit de purification de l'eau.
15. Préparation d'un coagulant composite (pour les eaux usées d'impression et de teinture)
Matières premières : bentonite de sodium (40-80%), FeSO₄·7H₂O (10-15%), MnSO₄·7H₂O (0,6-30%).
Ce produit traite efficacement les eaux usées contenant des colorants, notamment les eaux usées contenant des colorants cationiques et réactifs, offrant une forte décoloration et une élimination élevée de la DCO.
16. Préparation d'un adoucissant et détergent liquide pour textiles
Formulation (wt%) :
dodécylbenzène sulfonate de sodium 7–11%; C12–13 alkyl polyoxyéthylène sulfonate 2–3%; agents auxiliaires (tripolyphosphate de sodium + carbonate de sodium 2–6:1) 5–20%; bentonite de sodium 12–15%; eau 50–70%.
Assure une viscosité stable et des propriétés nettoyantes et adoucissantes.
17. Préparation de l'agent extincteur
Formule : eau 100 parties ; bentonite 5 ; polyacrylamide 0,5 ; sulfate d'ammonium 10 ; bicarbonate de sodium 7 ; Aerosol-22 1.
L'agent s'écoule facilement, mouille rapidement les surfaces, libère du CO₂ et empêche la réinflammation.
18. La bentonite comme liant pour un composite de carbone activé à base de bois
Broyer le charbon actif à base de bois à -200 mesh, ajouter 5 à 75% (en poids) de bentonite à base de sodium ou de calcium, mélanger uniformément avec de l'eau appropriée, extruder, presser ou mouler en particules composites formées, sécher dans un four pour éliminer l'humidité, puis calciner à 371–982°C dans une atmosphère de gaz inerte (par exemple, N₂) pour obtenir un matériau composite de charbon actif à base de bois poreux formé.
Ce produit est utilisé dans les dispositifs de contrôle de la pollution par les vapeurs de carburant pour adsorber les vapeurs d'essence provenant des carburateurs ou des réservoirs de carburant des automobiles, ou comme catalyseur.
19. Préparation du matériau filtrant composite céramique poreux
Matières premières : serpentine (34–80%), bentonite (5–20%), sable de quartz (14–40%), dolomite/magnésite/craie (1–6%), eau 7–9%.
Après moulage et cuisson à 1250–1300°C pendant 2 à 3 heures, les produits présentent une perméabilité élevée, une résistance à la compression, une résistance aux acides et une résistance à la chaleur.
20. Préparation d'un additif minéral pour l'alimentation
La bentonite contient des oligo-éléments essentiels tels que K, Na, Ca, Mg, Al, Si, P, Fe, Mn, Ti et V. C'est un excellent additif alimentaire naturel.
L'ajout de 3 à 5 % de poudre de bentonite (granulométrie inférieure à 150 mesh) à l'alimentation des volailles peut augmenter la production d'œufs de 25 à 27 %, la prise de poids des poulets de chair de 8 % et le taux de survie de 6 à 7 %. Elle améliore la digestion, régule le métabolisme des protéines, apporte des nutriments et réduit l'utilisation d'antibiotiques.
Ensemble, ces technologies forment une chaîne industrielle complète couvrant la purification, la modification, l'activation, la formulation et la fabrication de produits fonctionnels, représentant ainsi toute l'étendue du traitement moderne de la bentonite.
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— Publié par Emily Chen