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微波膨潤(rùn)土烘干設(shè)備簡(jiǎn)介 膨潤(rùn)土(Bentonite)也叫斑脫巖或膨土巖,十七世紀(jì)末美國(guó)地質(zhì)學(xué)家Knight發(fā)現(xiàn)并以美國(guó)俄明州落基山河附近膨潤(rùn)土產(chǎn)地—Fort Benton命名為Bentontie。膨潤(rùn)土是以蒙脫石(Montmorillonite)類礦物為主要成分的巖石,是蒙脫石礦物達(dá)到可利用含量的粘土或粘土巖。其中蒙脫石含量為30%~80%,相對(duì)密度為2.4~2.8,熔點(diǎn)1330℃~1430℃。膨潤(rùn)土的性質(zhì)主要由蒙脫石的特性所決定,蒙脫石是2:1型的層狀硅酸鹽,屬單斜晶系。結(jié)構(gòu)單元層由兩片頂角朝里的Si-O4四面體片夾一層Al-O4(OH)2八面體片形成,四面體與八面體靠共用的氧原子連接,結(jié)構(gòu)化學(xué)式為Al2(OH)2Si4O10。不存在層間分子時(shí),蒙脫石的理論組成為SiO2—66.7%,Al2O3—28.3%,H2O—5%。
蒙脫石的特殊晶體結(jié)構(gòu)決定了其應(yīng)用前途。由于層內(nèi)發(fā)生同晶替代現(xiàn)象,蒙脫石的Si-O4四面體和Al-O4(OH)2八面體中的硅離子、鋁離子被Ca2+、Mg2+、Na+等陽(yáng)離子置換,致使每個(gè)蒙脫石晶胞帶0.66的靜電荷。這些離子屬于低電價(jià)大半徑陽(yáng)離子,與結(jié)構(gòu)單元層之間的作用力較弱,所以蒙脫石具有吸附陽(yáng)離子和極性有機(jī)分子的能力并能把這些離子保持在可交換狀態(tài)。膨潤(rùn)土離子交換性能的表征參數(shù)稱為CEC—離子交換容量,定義為每100g膨潤(rùn)土所能交換的陽(yáng)離子數(shù)的總和。天然膨潤(rùn)土的陽(yáng)離子交換量在70~140meq·100g-1。
膨潤(rùn)土具有⑴膨脹性和親水性(親油性),⑵吸附性和陽(yáng)離子交換性,⑶催化活性,⑷分散性和懸浮性,⑸粘接性和觸變性,⑹穩(wěn)定性和無毒性。 膨潤(rùn)土的改性方法 1、 膨潤(rùn)土的鈉化改性是在一定的條件下通過加入改性劑及一定加工處理(擠壓、碾壓),使鈣基膨潤(rùn)土轉(zhuǎn)變?yōu)殁c基膨潤(rùn)土的加工過程。主要方法有⑴懸浮液法,⑵陳化法,⑶擠壓法。 2、 膨潤(rùn)土的微波改性活化,微波是一種電磁波,可改變離子遷移和偶極子的轉(zhuǎn)動(dòng)情況但不引起分子結(jié)構(gòu)的改變,屬于非離子化的輻射能。微波的加熱機(jī)理為離子傳導(dǎo)和偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)。離子傳導(dǎo)是電磁場(chǎng)中可離解離子的導(dǎo)電移動(dòng),形成電流,由于介質(zhì)對(duì)離子的阻礙而產(chǎn)生熱效應(yīng)。溶液中所有的離子都起導(dǎo)電作用,其大小與介質(zhì)中離子的濃度與遷移率有關(guān)。因此,離子遷移產(chǎn)生的微波能量損失依賴于離子的大小、電荷量和導(dǎo)電性,并受離子與溶液分子之間的相互作用的影響。在2450MHz的電場(chǎng)中,偶極子以4.9×109次/s的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。由于分子的熱運(yùn)動(dòng)相鄰分子的作用,使偶極子隨外加電場(chǎng)方向的改變而做規(guī)則擺動(dòng)時(shí)受到干擾和阻礙,使雜亂無章運(yùn)動(dòng)的分子獲得能量并以熱的形式表現(xiàn)出來,介質(zhì)的外呢度也隨之升高。偶極子加熱的效率與介質(zhì)的馳豫時(shí)間、溫度、粘度有關(guān),溫度與介質(zhì)離子的遷移率、濃度、介質(zhì)的馳豫時(shí)間決定。
微波活化效率 微波是頻率為300MHz~300GHz的電磁波,加熱的特點(diǎn)是可在不同深處同時(shí)加熱(體加熱),使材料加熱更快速更均勻。膨潤(rùn)土通過微波活化后的失重率對(duì)比和吸附率的對(duì)比,得出微波設(shè)備的最佳焙燒活化時(shí)間是8min,是原有生產(chǎn)工藝上普通馬弗爐的20倍。當(dāng)微波活化時(shí)間對(duì)膨潤(rùn)土活化理性有很大的影響,短時(shí)間內(nèi)微波加熱使原膨潤(rùn)土內(nèi)表面吸附水和層間水迅速汽化逸出,促進(jìn)孔隙的形成和結(jié)構(gòu)的通暢。隨加熱時(shí)間的延長(zhǎng),水分減少,孔隙數(shù)量達(dá)到最大值。進(jìn)一步延長(zhǎng)加熱活化時(shí)間,樣品溫度升高,樣品粉化,孔隙和通道數(shù)量減少。微波設(shè)備加熱活化過程是樣品內(nèi)孔隙和通道結(jié)構(gòu)變化的過程,從而影響改性后樣品的吸附特性和效果。
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