벤토나이트 가공은 벤토나이트에 적용되는 종합적인 업그레이드, 정제, 변형 및 고부가가치 응용 기술을 의미합니다. 벤토나이트, 벤토나이트는 주로 몬트모릴로나이트로 구성된 함수 점토암입니다. 벤토나이트는 뛰어난 팽창성, 흡착성, 양이온 교환 능력, 촉매 활성, 결합 성능, 현탁 안정성 및 가소성을 지니고 있어 "만능 점토"로 널리 알려져 있습니다.“
천연 벤토나이트는 종종 석영, 장석, 운모와 같은 맥석 광물을 함유하고 있습니다. 따라서 선광, 정제 및 가감 현대 산업 생산의 요구를 충족하기 위해서는 일반적으로 다양한 공정이 필요합니다.
1. 칼슘 벤토나이트로부터 나트륨 벤토나이트 제조
나트륨 벤토나이트의 기술적 성능은 칼슘 벤토나이트보다 훨씬 우수합니다. 그러나 대부분의 광상에서는 칼슘 벤토나이트가 주를 이룹니다. 따라서 나트륨 활성화는 벤토나이트 가공의 주요 기술 중 하나입니다.
나트륨 개질은 몬트모릴로나이트 층간의 교환 가능한 Ca²⁺ 또는 Mg²⁺를 Na⁺로 치환하여 칼슘 벤토나이트를 나트륨 벤토나이트로 변환하는 과정입니다. 이온 교환 반응을 유도하기 위해 나트륨염(일반적으로 Na₂CO₃)을 첨가합니다. 주요 방법으로는 현탁법(습식 공정), 저장 숙성법, 압출법 등이 있습니다.
2. 칼슘 벤토나이트로부터 리튬 벤토나이트 제조
리튬벤토나이트는 유기 용매에서 겔을 형성할 수 있으며 유기벤토나이트를 대체할 수 있습니다. 인공 리튬화는 주요 제조 방법입니다.
리튬 이온은 몬트모릴로나이트 층 사이의 교환 가능한 Ca²⁺ 또는 Mg²⁺를 대체하여 칼슘 벤토나이트를 리튬 벤토나이트로 변환합니다.
3. 벤토나이트의 산 활성화를 통한 활성 표백토 생산
나트륨 벤토나이트는 칼슘 벤토나이트나 마그네슘 벤토나이트보다 물리화학적 특성이 우수하지만, 비표면적과 흡착 능력은 산 활성화 제품에 비해 여전히 떨어집니다. 따라서 활성 표백토는 고급 벤토나이트 가공에서 중요한 제품군으로 남아 있습니다.
활성 표백토는 점토(주로 벤토나이트)를 무기산이나 염으로 처리하여 생산됩니다. 미세 기공 구조, 넓은 비표면적, 강력한 흡착 능력을 지닌 다공성 백색 내지 회백색 분말입니다.
생산 공정에는 습식, 건식 및 반습식 방법이 있습니다. 습식 방법은 탈색력이 높고 품질이 안정적이어서 가장 널리 사용됩니다.
4. 유기벤토나이트의 제조
유기벤토나이트는 몬트모릴로나이트의 교환성 양이온을 유기 암모늄 양이온으로 치환하여 생성됩니다. 이러한 유기 암모늄 양이온은 몬트모릴로나이트 표면을 덮어 수분 흡착 중심을 차단하고 친수성을 제거하여 물질을 소수성 및 친유성 복합체로 변환합니다.
준비 방법에는 습식, 건식 및 사전 겔화 공정이 포함됩니다.
5. 무기 겔의 제조
무기 겔은 벤토나이트 가공 공정에서 정제, 나트륨 개질, 인산염 개질 및 겔화 단계를 거쳐 생산되는 고부가가치 콜로이드 제품입니다. 점증성, 요변성, 전해질 저항성, 내산성 및 내알칼리성 등의 특성을 지니고 있으며, 생활용품, 의약품, 세제, 세라믹, 유리, 제지, 주조 및 배터리 산업 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
6. 기둥형 몬트모릴로나이트의 제조
기둥형 몬트모릴로나이트는 몬트모릴로나이트의 층간 공간에 기둥형 가교제를 “기둥 모양”으로 삽입하여 층간 간격을 증가시킴으로써 제조됩니다. 이는 큰 기공 크기, 높은 표면적, 높은 미세 기공률, 강한 표면 산성도 및 우수한 열 안정성을 특징으로 합니다. 이러한 특성으로 인해 기둥형 몬트모릴로나이트는 새로운 이온-분자체이자 산업적으로 광범위한 전망을 가진 고효율 촉매로 활용될 수 있습니다.
7. 벤토나이트 건조제의 제조
벤토나이트 제습제는 미국, 영국, 프랑스 등 여러 국가에서 널리 사용됩니다. 벤토나이트는 넓은 표면적, 강력한 흡습성, 무독성, 무취, 비부식성, 재사용성 등의 특징을 가지고 있습니다. 실리카겔을 대체할 수 있으며 군사, 제약, 식품 산업 등 다양한 분야에서 활용됩니다.
8. 광물 탈색제 준비 및 명확히 하기 대리인
정제 및 변형 과정을 거친 벤토나이트는 포도당, 글루탐산나트륨, 주류 및 기타 제품의 탈색 및 정화제로 사용될 수 있습니다.
9. 합성 제올라이트의 제조
높은 실리카 및 알루미나 함량으로 인해 벤토나이트는 합성 제올라이트 분자체의 원료로 사용될 수 있습니다. 산 처리(일반적으로 H₂SO₄ 사용) 후, 활성 규산은 강알칼리 용액에서 알루민산나트륨과 반응하여 제올라이트를 형성합니다.
10. 샴푸 제조
정제 및 변형된 고품질 벤토나이트를 샴푸에 첨가하면 점성과 점도가 향상되고 세정력이 강화됩니다. 이를 통해 세정 및 컨디셔닝 기능을 동시에 수행할 수 있습니다.
11. 시추 이수 준비
벤토나이트는 다음 공식을 사용하여 복합 무기염으로 처리됩니다. 탄산나트륨 2%, 마그네슘염 0.5%, 폴리머(카르복시메틸셀룰로오스) 0.5% (4:1:1)로 구성됩니다. 본 제품은 API 등급 벤토나이트 기준을 충족합니다. 일반적인 레이몬드 밀과 건조 장비를 사용하여 공정이 간단하고 투자 비용이 저렴합니다.
12. 석면 유화 아스팔트 방수 지붕 코팅제 제조
공식화:
솔루션 A (wt%): 벤토나이트나트륨 15, 물 30, 석면 10, 규산나트륨 15.
솔루션 B (wt%): 10# 아스팔트 25, 100# 아스팔트 60, 기타 아스팔트 15.
13. 실내 벽면 마감 준비
“803” 내부 벽 코팅, 벤토나이트는 결합제, 흡착제, 유화제 및 충전제 역할을 합니다. 벤토나이트 슬러리는 벤토나이트와 물의 비율을 1:1.15로 하여 제조합니다.
예시 배합식 (중량부):
“"801" 접착제 70; 벤토나이트 슬러리 95.4; 리토폰(300메쉬) 14; 활석(300메쉬) 13.2; 트리부틸 포스페이트 0.3; 헥사메타인산나트륨 0.3; 카르복시메틸셀룰로오스 1; 적정량의 물.
벤토나이트는 이산화티타늄 안료를 대체하여 광택, 내마모성 및 내수성을 향상시키고 포름알데히드 오염을 줄입니다.
14. 정수제 제조
벤토나이트 슬러리를 응집제(예: 염화알루미늄, 황산알루미늄 또는 질산알루미늄)와 혼합하고, 여과하고, 세척하고, 분산제와 혼합하고, 탈수하고, 100~110°C에서 건조시킨 후 분쇄합니다.
예시: 벤토나이트 3kg을 -200메쉬 크기로 분쇄하여 물에 분산시킨 후 24시간 동안 방치한다. 30분간 교반한 후 다시 수시간 동안 방치한다. 상층액을 추출하여 여과한다. 여과 케이크를 물에 다시 분산시키고 황산알루미늄 10.2g을 첨가하여 응집시킨다. 여과하고 탈수시킨 후, 육메타인산나트륨을 첨가하여 100~110°C에서 건조시킨 후 필요한 크기로 분쇄한다. 입자 크기 정수 제품을 얻기 위해.
15. 복합 응집제 제조 (인쇄 및 염색 폐수 처리용)
원료: 벤토나이트나트륨(40–80%), FeSO₄·7H2O(10–15%), MnSO₄·7H2O(0.6–30%).
본 제품은 염료 함유 폐수, 특히 양이온성 및 반응성 염료 폐수를 효과적으로 처리하며, 강력한 탈색 및 높은 COD 제거율을 제공합니다.
16. 액체 섬유유연제 및 세제의 제조
제형(wt%):
도데실벤젠술폰산나트륨 7–11%; C12–13 알킬 폴리옥시에틸렌술폰산나트륨 2–3%; 보조제(트리폴리인산나트륨 + 탄산나트륨 2–6:1) 5–20%; 벤토나이트나트륨 12–15%; 물 50–70%.
안정적인 점도, 세척 및 연화 효과를 제공합니다.
17. 소화제 준비
성분: 물 100부; 벤토나이트 5부; 폴리아크릴아미드 0.5부; 황산암모늄 10부; 탄산수소나트륨 7부; 에어로졸-22 1부.
이 소화제는 유동성이 좋고, 표면을 빠르게 적시며, 이산화탄소를 방출하고, 재발화를 방지합니다.
18. 목재 기반 활성탄 복합재료의 결합제로서의 벤토나이트
목재 활성탄을 -200메쉬로 분쇄하고, 나트륨계 또는 칼슘계 벤토나이트 5–75%(중량비)를 첨가하고, 적당량의 물과 고르게 혼합한 후, 압출, 압착 또는 성형하여 복합 입자를 성형하고, 오븐에서 건조하여 수분을 제거한 다음, 불활성 가스(예: N₂) 분위기에서 371–982°C로 소성하여 성형된 다공성 목재 활성탄 복합재료를 얻는다.
이 제품은 자동차 기화기나 연료 탱크에서 발생하는 휘발유 증기를 흡착하는 연료 증기 오염 제어 장치에 사용되거나 촉매로 사용됩니다.
19. 다공성 세라믹 복합 필터 재료의 제조
원료: 사문석(34–80%), 벤토나이트(5–20%), 석영 모래(14–40%), 백운석/자철석/백악(1–6%), 물(7–9%).
성형 후 1250~1300°C에서 2~3시간 동안 소성하면 제품은 높은 투과성, 압축 강도, 내산성 및 내열성을 나타냅니다.
20. 무기질 사료 첨가제 제조
벤토나이트는 K, Na, Ca, Mg, Al, Si, P, Fe, Mn, Ti, V와 같은 필수 미량 원소를 함유하고 있으며, 탁월한 천연 사료 첨가제입니다.
가금류 사료에 벤토나이트 분말(-150 메쉬) 3~5%를 첨가하면 계란 생산량을 25~27%, 육계 체중 증가량을 8%, 생존율을 6~7% 증가시킬 수 있습니다. 벤토나이트는 소화를 개선하고 단백질 대사를 조절하며 영양소를 보충하고 항생제 사용량을 줄이는 데 도움이 됩니다.
이러한 기술들을 종합하면 정제, 변형, 활성화, 배합 및 기능성 제품 제조를 포괄하는 완전한 산업 사슬이 형성되며, 이는 현대 벤토나이트 가공의 모든 범위를 나타냅니다.
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— 게시자 에밀리 첸