La lavorazione della bentonite si riferisce alle tecnologie complete di miglioramento, purificazione, modifica e applicazione ad alto valore applicate a bentonite, una roccia argillosa idrata composta principalmente da montmorillonite. La bentonite possiede eccellenti capacità di rigonfiamento, adsorbimento, capacità di scambio cationico, attività catalitica, capacità di legame, stabilità in sospensione e plasticità. È ampiamente conosciuta come "argilla multiuso".“
La bentonite naturale contiene spesso minerali di ganga come quarzo, feldspato e mica. Pertanto, l'arricchimento, la purificazione e modifica di solito sono necessari processi per soddisfare le esigenze della moderna produzione industriale.
1. Preparazione della bentonite di sodio dalla bentonite di calcio
Le prestazioni tecnologiche della bentonite sodica sono significativamente superiori a quelle della bentonite calcica. Tuttavia, la bentonite calcica prevale nella maggior parte dei giacimenti. Pertanto, l'attivazione sodica è una delle principali tecnologie di lavorazione della bentonite.
La modificazione con sodio sostituisce Ca²⁺ o Mg²⁺ scambiabili nell'interstrato di montmorillonite con Na⁺, convertendo la bentonite calcica in bentonite sodica. I sali di sodio (tipicamente Na₂CO₃) vengono aggiunti per innescare le reazioni di scambio ionico. I metodi principali includono il metodo della sospensione (processo a umido), il metodo dell'invecchiamento in riserva e il metodo dell'estrusione.
2. Preparazione della bentonite di litio dalla bentonite di calcio
La bentonite di litio può formare gel in solventi organici e può sostituire l'organobentonite. La litiazione artificiale è il metodo di preparazione principale.
Gli ioni di litio sostituiscono il Ca²⁺ o il Mg²⁺ scambiabili tra gli strati di montmorillonite, convertendo la bentonite di calcio in bentonite di litio.
3. Attivazione acida della bentonite per produrre terra sbiancante attivata
Sebbene la bentonite sodica abbia proprietà fisico-chimiche migliori della bentonite di calcio o magnesio, la sua area superficiale specifica e la sua capacità di adsorbimento sono comunque inferiori a quelle dei prodotti attivati con acido. Pertanto, la terra decolorante attivata rimane un'importante linea di prodotti nella lavorazione avanzata della bentonite.
La terra decolorante attivata è prodotta mediante trattamento con acido inorganico o sale dell'argilla (principalmente bentonite). Si tratta di una polvere porosa di colore bianco-grigiastro con una struttura microporosa, un'ampia superficie specifica e un'elevata capacità di adsorbimento.
I processi di produzione includono metodi a umido, a secco e semi-umido. Il metodo a umido offre un maggiore potere decolorante e una qualità stabile ed è il più ampiamente adottato.
4. Preparazione dell'organobentonite
L'organobentonite viene prodotta sostituendo i cationi scambiabili presenti nella montmorillonite con cationi organici di ammonio. Questi ricoprono la superficie della montmorillonite, bloccano i centri di adsorbimento dell'acqua, eliminano l'idrofilia e convertono il materiale in un complesso idrofobico e organofilo.
I metodi di preparazione includono processi a umido, a secco e pre-gel.
5. Preparazione del gel inorganico
Il gel inorganico è un prodotto colloidale di alto valore ottenuto attraverso fasi di purificazione, modificazione del sodio, modificazione della fosfatazione e gelificazione all'interno del flusso di lavoro di lavorazione della bentonite. Presenta proprietà addensanti, tissotropiche, resistenti agli elettroliti, agli acidi e agli alcali. È ampiamente utilizzato nell'industria chimica, farmaceutica, dei detergenti, della ceramica, del vetro, della carta, della fonderia e delle batterie.
6. Preparazione della montmorillonite a pilastri
La montmorillonite a pilastri viene prodotta inserendo agenti di formazione di pilastri (reticolanti) nello spazio interstrato della montmorillonite, in modo da aumentare la spaziatura basale. Presenta grandi dimensioni dei pori, elevata area superficiale, elevata microporosità, elevata acidità superficiale e buona stabilità termica. Si tratta di un nuovo setaccio ionico-molecolare e di un catalizzatore altamente efficiente con ampie prospettive industriali.
7. Preparazione dell'essiccante bentonitico
Gli essiccanti a base di bentonite sono ampiamente utilizzati negli Stati Uniti, nel Regno Unito, in Francia e in altri paesi. Sono caratterizzati da un'elevata area superficiale, un forte assorbimento dell'umidità, atossicità, inodore, non corrosivi e riutilizzabili. Possono sostituire il gel di silice e sono utilizzati nell'industria militare, farmaceutica e alimentare.
8. Preparazione del Decolorante Minerale e Chiarire Agente
Dopo la purificazione e la modifica, la bentonite può essere utilizzata come agente decolorante e chiarificante per glucosio, glutammato monosodico, bevande alcoliche e altri prodotti.
9. Preparazione della zeolite sintetica
Grazie al suo elevato contenuto di silice e allumina, la bentonite può essere utilizzata come materia prima per setacci molecolari sintetici in zeolite. Dopo il trattamento acido (tipicamente con H₂SO₄), l'acido silicico attivo reagisce con l'alluminato di sodio in soluzione fortemente alcalina per formare la zeolite.
10. Preparazione dello shampoo
L'aggiunta di bentonite purificata e modificata di alta qualità allo shampoo ne migliora la tissotropia e la viscosità, potenziando al contempo l'efficacia del lavaggio. Permette di combinare funzioni detergenti e condizionanti.
11. Preparazione del fango di perforazione
La bentonite viene trattata con sali inorganici compositi utilizzando la formula: carbonato di sodio 2%, sale di magnesio 0,5%, polimero (carbossimetilcellulosa) 0,5% (4:1:1). Il prodotto soddisfa gli standard API per la bentonite. La produzione utilizza mulini Raymond e apparecchiature di essiccazione convenzionali, con un processo semplice e un investimento contenuto.
12. Preparazione del rivestimento impermeabile per coperture in asfalto emulsionato di amianto
Formulazione:
Soluzione A (wt%): Bentonite sodica 15, acqua 30, amianto 10, silicato di sodio 15.
Soluzione B (wt%): asfalto 10# 25, asfalto 100# 60, altro asfalto 15.
13. Preparazione del rivestimento murale interno
Nella parete interna “803” rivestimento, La bentonite svolge la funzione di legante, assorbente, emulsionante e riempitivo. La sospensione di bentonite viene preparata con un rapporto bentonite/acqua di 1:1,15.
Esempio di formulazione (parti in peso):
“Colla ”801” 70; sospensione bentonitica 95,4; litopone (300 mesh) 14; talco (300 mesh) 13,2; tributil fosfato 0,3; esametafosfato di sodio 0,3; carbossimetilcellulosa 1; acqua appropriata.
La bentonite sostituisce il pigmento di biossido di titanio, migliora la lucentezza, la resistenza allo sfregamento e all'acqua e riduce l'inquinamento da formaldeide.
14. Preparazione dell'agente di purificazione dell'acqua
La sospensione di bentonite viene miscelata con flocculanti (ad esempio cloruro di alluminio, solfato di alluminio o nitrato di alluminio), filtrata, lavata, miscelata con disperdente, disidratata, essiccata a 100–110 °C e polverizzata.
Esempio: frantumare 3 kg di bentonite a -200 mesh, disperderli in acqua, lasciare riposare per 24 ore, agitare per 30 minuti, quindi lasciare riposare nuovamente per diverse ore. Estrarre la sospensione superiore e filtrarla. Ridisperdere la torta di filtrazione in acqua, mescolare con 10,2 g di solfato di alluminio per flocculare, filtrare, disidratare, mescolare con esametafosfato di sodio, essiccare a 100-110 °C e frantumare fino alla densità desiderata. dimensione delle particelle per ottenere il prodotto purificatore dell'acqua.
15. Preparazione del coagulante composito (per le acque reflue di stampa e tintura)
Materie prime: bentonite di sodio (40–80%), FeSO₄·7H₂O (10–15%), MnSO₄·7H₂O (0,6–30%).
Il prodotto tratta efficacemente le acque reflue contenenti coloranti, in particolare quelle contenenti coloranti cationici e reattivi, garantendo una forte decolorazione e un'elevata rimozione del COD.
16. Preparazione dell'ammorbidente e del detersivo liquido per tessuti
Formulazione (wt%):
Dodecilbenzensolfonato di sodio 7–11%; C12–13 alchil poliossietilensolfonato 2–3%; agenti ausiliari (tripolifosfato di sodio + carbonato di sodio 2–6:1) 5–20%; bentonite di sodio 12–15%; acqua 50–70%.
Fornisce viscosità stabile, effetti pulenti e ammorbidenti.
17. Preparazione dell'agente estinguente
Formula: acqua 100 parti; bentonite 5; poliacrilammide 0,5; solfato di ammonio 10; bicarbonato di sodio 7; Aerosol-22 1.
L'agente scorre facilmente, bagna rapidamente le superfici, rilascia CO₂ e impedisce la riaccensione.
18. Bentonite come legante per compositi di carbone attivo a base di legno
Macinare il carbone attivo a base di legno fino a -200 mesh, aggiungere 5–75% (in peso) di bentonite a base di sodio o di calcio, mescolare uniformemente con acqua appropriata, estrudere, pressare o modellare in particelle composite sagomate, essiccare in un forno per rimuovere l'umidità, quindi calcinare a 371–982 °C in un'atmosfera di gas inerte (ad esempio, N₂) per ottenere un materiale composito di carbone attivo a base di legno poroso sagomato.
Questo prodotto viene utilizzato nei dispositivi di controllo dell'inquinamento da vapori di carburante per assorbire i vapori di benzina dai carburatori o dai serbatoi di carburante delle automobili, oppure come catalizzatore.
19. Preparazione del materiale filtrante composito ceramico poroso
Materie prime: serpentino (34–80%), bentonite (5–20%), sabbia di quarzo (14–40%), dolomite/magnesite/gesso (1–6%), acqua 7–9%.
Dopo lo stampaggio e la cottura a 1250–1300 °C per 2–3 ore, i prodotti presentano elevata permeabilità, resistenza alla compressione, resistenza agli acidi e resistenza al calore.
20. Preparazione dell'additivo minerale per mangimi
La bentonite contiene oligoelementi essenziali quali K, Na, Ca, Mg, Al, Si, P, Fe, Mn, Ti e V. È un eccellente additivo naturale per mangimi.
L'aggiunta di polvere di bentonite 3–5% (-150 mesh) al mangime per pollame può aumentare la produzione di uova di 25–27%, l'aumento di peso dei polli da carne di 8% e il tasso di sopravvivenza di 6–7%. Migliora la digestione, regola il metabolismo proteico, integra i nutrienti e riduce l'uso di antibiotici.
Insieme, queste tecnologie formano una filiera industriale completa che comprende la purificazione, la modifica, l'attivazione, la composizione e la produzione di prodotti funzionali, rappresentando l'intero ambito della moderna lavorazione della bentonite.
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— Pubblicato da Emily Chen