蒙脫石的“三明治晶體結構” 自然界的膨潤土(Bentonite)絕大部分為鈣基膨潤土。鈣基膨潤土較鈉基膨潤土性能差，所以生產(chǎn)廠(chǎng)常用人工鈉化的方法將鈣基膨潤土改型為鈉基膨潤土。為了應用上的方便，便將鈉基膨潤土區分為在人工鈉基膨潤土和天然鈉基膨潤土。
1 膨潤土的鈉化技術(shù)
膨潤土的鈉化改性技術(shù)見(jiàn)著(zhù)于文獻或公開(kāi)的技術(shù)大致如下：
懸浮液法是在大水箱中加入10%以下的鈣土和相應比例（鈣土質(zhì)量的5%~7%）的碳酸鈉（純堿）攪拌成漿液，進(jìn)行鈣鈉交換。在低濃度下的鈉化效果差，鈉交換率不高。
堆場(chǎng)鈉化法如意大利SAMIP-PONTINE公司是在原礦堆場(chǎng)中把2%~4%的碳酸鈉粉撒到含水大于30%的原礦中，翻動(dòng)、拌和、混合、碾壓，再堆積老化10天，然后干燥，粉磨成產(chǎn)品。
輪碾鈉化法以原聯(lián)邦德國SUD-CHIMIE公司為代表，將濕的原土、碳酸鈉粉和少量丹寧置于輪碾機內混合、碾壓，再在空氣中老化10天。
雙螺旋鈉化為日本國峰公司的鈣土改性設備。原土預經(jīng)干燥，粉碎成5~l0mm的顆粒，加入碳酸鈉粉，先在約6m長(cháng)的雙螺旋混合機中混勻，再進(jìn)入另一臺長(cháng)6~8m的雙螺旋混煉機中，加水混煉成含水30%~40%的軟泥，經(jīng)切片裝置切片成形后，送入轉筒干燥，粉磨成產(chǎn)品。
美國發(fā)表過(guò)類(lèi)似日本鈉化工藝處理低品級天然鈉土升級的專(zhuān)利，但未見(jiàn)工業(yè)化。
上述種種鈉化改性基本是處于一種低品級膨潤土的改性方法，最終產(chǎn)品也僅限于鑄造、鉆井泥漿、鐵礦球團、干燥劑、污水處理、建筑工程防水材料等行業(yè)，產(chǎn)品的附加值也不高。目前隨著(zhù)膨潤土行業(yè)的快速發(fā)展，簡(jiǎn)單的低品味膨潤土鈉化產(chǎn)品已遠不能滿(mǎn)足日益增長(cháng)的需求。
2 人工鈉基膨潤土和天然鈉基膨潤土的區別
鈉基膨潤土是根據蒙脫石層間可交換陽(yáng)離子種類(lèi)、含量來(lái)劃分的，堿性系數大于或等于1的為鈉基膨潤土，小于1的為鈣基膨潤土。鈉基膨潤土也是相對而言的。
廣義上講，人工鈉基膨潤土和天然鈉基膨潤土是有區別的。這方面的數據很多：如由差熱分析實(shí)驗證明天然鈉基膨潤土的失效溫度為638℃，鈣基膨潤土為316℃。人工鈉基膨潤土由于鈉化條件不一，失效溫度不一，但都低于天然鈉基膨潤土；天然鈉基膨潤土的膨脹力比人工鈉基膨潤土大；天然鈉基膨潤土比人工鈉基膨潤土c軸有序度高，晶粒較細，分散性強。
3 人工鈉基膨潤土一定可以代替天然鈉基膨潤土
一般鈉基膨潤土較之鈣基或鎂基膨潤土的物理化學(xué)性質(zhì)和工藝技術(shù)性能優(yōu)越。主要表現在：吸水速度慢，但吸水率和膨脹倍數大；陽(yáng)離子交換量高；在水介質(zhì)中分散性好，膠質(zhì)價(jià)高；它的膠體懸浮液觸變性、粘度、潤滑性好，pH值高；熱穩定性好；有較高的可塑性和較強的粘結性；熱濕拉強度和干壓強度高。所以鈉基膨潤土的使用價(jià)值和經(jīng)濟價(jià)值較高。人工鈉基膨潤土的理化性能除取決于它所含的蒙脫石種類(lèi)和含量外，還取決于人工鈉化的方法和人工鈉化程度。
自然界存在的膨潤土絕大部分為鈣基膨潤土，世界膨潤土資源鈣基膨潤土約占70~80%，我國膨潤土90%為鈣基膨潤土，而且品位低占多數。膨潤土礦石質(zhì)量的一般工業(yè)要求以礦石中蒙脫石含量來(lái)衡量，邊界品位≥ 40%，工業(yè)平均品位≥50%，蒙脫石含量小于上述指標的礦石就不稱(chēng)為膨潤土了，但蒙脫石含量為30%-50%甚至更低的原礦總要利用，目前國內已有低品位的原礦經(jīng)人工鈉化處理可達到使用要求的例子，這說(shuō)明了人工鈉化技術(shù)的重要性。
目前人工鈉化改型劑主要是Na2CO3，最近有些廠(chǎng)家用NaF作改型劑，用NaF作改型劑效果比Na2CO3好的多，但NaF有毒，用NaF作改型劑，不屬于綠色化工。目前我國膨潤土年產(chǎn)量已超過(guò)290萬(wàn)噸，人工鈉基膨潤土占78％，如全部用NaF作改型劑，按1%加入量就是2.26萬(wàn)噸，污染太大，且用NaF作改型劑人工鈉基膨潤土的毒理實(shí)驗也未見(jiàn)報道。
4 人工鈉基膨潤土可滿(mǎn)足更多應用要求
人工鈉基膨潤土可滿(mǎn)足更多應用要求，天然鈉基膨潤土有局限性。
人工鈉化干法和濕法技術(shù)都有發(fā)展。干法鈉化技術(shù)現已增加微波法可干法提純，技術(shù)先進(jìn)。濕法鈉化技術(shù)早已和提純工藝相結合，是強化膨潤土的工藝性能最重要的手段。膨潤土的工業(yè)應用主要取決于蒙脫石的工藝性能，而蒙脫石的各種工藝性能又取決于其晶體結構、構造、化學(xué)組成、晶體化學(xué)性質(zhì)等。與蒙脫石伴生的各種非目的礦物，劣化了礦石的工藝性能。提純提高礦石中蒙脫石的質(zhì)量分數，充分除去伴生的各種礦物，如石英、玻屑、沸石、方解石、長(cháng)石、黃鐵礦等，強化膨潤土某些所需要的工藝性能。
人工鈉化、人工提純的鈉基膨潤土可滿(mǎn)足納米有機膨潤土、功能性膨潤土、蒙脫石干燥劑等更多領(lǐng)域應用要求。
作者：許家亮1，鄭再宏2，李月芬3，王沖3（1浙江三鼎科技有限公司，浙江紹興， 312071；2臨安市思特富化工機電設備有限公司，浙江臨安，311300；3臨安福龍吸附劑廠(chǎng)，浙江臨安）
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