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膨润土行业调研

膨润土市场调研报告

 

第一章      概述

第一节      定义

     膨润土(Bentonite)又名膨土岩、斑脱石、甘土、皂土、陶土、白泥,俗名称观音土,是以蒙脱石为主要成份的粘土矿物,其化学成份相当稳定,被誉为“万能石”。蒙脱石是由二层共顶联接的硅氧四面体片夹一层共棱联接的铝(镁)氧(氢氧)八面体片,构成2:1型含结晶水的硅酸盐矿物,是粘土类矿物大家庭中晶体结构变异最强的矿物之一。蒙脱石可呈各种颜色如黄绿、黄白、灰、白色等等。可以成致密块状,也可为松散的土状,用手指搓磨时有滑感,小块体加水后体积胀大,在水中呈悬浮状,水少时呈糊状。

    膨润土的层间阳离子种类决定膨润土的类型,层间阳离子为Na+时称钠基膨润土;层间阳离子为Ca+时称钙基膨润土;层间阳离子为H+时称氢基膨润土(活性白土);层间阳离子为有机阳离子时称有机膨润土。

    膨润土具有很强的吸湿性,能吸附相当于自身体积8~20倍的水而膨胀至30倍;在水介质中能分散呈胶体悬浮液,并具有一定的粘滞性、触变性和润滑性,它和泥沙等的掺和物具有可塑性和粘结性,有较强的阳离子交换能力和吸附能力。

膨润土的化学分子式为:Al2O3·4(SiO2)·H2O,分子量360.31,CAS No.:1302-78-9,其分子结构式如下:

 

    膨润土由于有良好的物理化学性能,可做粘结剂、悬浮剂、触变剂、稳定剂、净化脱色剂、充填料、饲料、催化剂等,广泛用于农业、轻工业及化妆品、药品等领域,所以蒙脱石是一种用途广泛的天然矿物材料。

 

 

 

 

 

 

第二节      概述

    膨润土是一种极有价值、多用途的非金属矿物,膨润土及其加工产品具有优良的工艺性能,如分散悬浮性、触变性、流变性、吸附性、膨润性、可塑性、黏结性、阳离子交换性等,可用作黏结剂、悬浮剂、触变剂、增塑剂、增稠剂、润滑剂、絮凝剂、稳定剂催化剂、净化脱色剂、澄清剂、填充剂、吸附剂、化工载体等,广泛应用于石油、冶金、化工、铸造、建筑、塑料、橡胶、涂料、轻工、环保等领域。

    天然膨润土一般多为钙基膨润土,其物化性质不甚理想,如将其加工成钠基膨润土、提纯膨润土、颗粒膨润土、有机膨润土、活性白土(颗粒白土)、白炭黑等膨润土深加工产品,可广泛用于石油化工、油脂、医药、建筑、日化、纺织、涂料、冶金、环保等各领域中。

钠基膨润土

    自然界产出的膨润土,绝大部分为钙基膨润土。钙基膨润土较钠基膨润土性能差,所以生产厂常用人工钠化的方法将钙基膨润土改型为钠基膨润土。钠基膨润土在铸造行业、钻井泥浆、铁矿球团、干燥剂、污水处理、建筑工程防水材料、涂料等7种行业需求用量较大。

提纯膨润土

    由于天然膨润土一般品位低,如用于高档商品必须提纯。提纯后的膨润土按纯度可分为通用型提纯膨润土、高纯度提纯膨润土(蒙脱石含量大于96%)、纳米膨润土。制备纳米级蒙脱土的膨润土,应是蒙脱石含量>95%。纳米级有机膨润土蒙脱土,要求膨润土蒙脱石纯度在98%以上。高纯度提纯膨润土是纳米级膨润土的前提。

    高纯度提纯膨润土和纳米膨润土可以直接药用。膨润土用于急、慢性腹泻(尤以对儿童急性腹泻)时也叫蒙脱石散,进口药名还叫思密达(smecta)。由于蒙脱石散服后不易吸收,不进入血液循环,应用期间十分安全,无毒性反应。膨润土对若干毒品有解毒作用。目前,蒙脱石辅助治疗有机磷农药中毒患者中毒疗效满意。膨润土还是一种良好的冶癣药物。另外,用蒙脱石可制取治氟骨症药片,同时可改良高氟水,具有降氟的作用。

    膨润土除直接药用外,还是药物的吸着剂和药膏药丸的粘结剂。现代医学证明,在中西药物中加入膨润土后,可增加有效物质的稳定性。

高白膨润土

    高白膨润土是白度最少在80以上的高纯度钠(钙)基膨润土。高白膨润土受益于其高亮度和白度以及较高水平的化学纯度,在日化用品、陶瓷、造纸、涂料、制酒、食品等许多方面深受欢迎。

    日化用品:高白膨润土在肥皂、洗衣粉、洗净剂作织物软化剂、柔顺剂,吸收溶解的杂质,防止织物表面结壳和渣滓的堆积,减少沸石在织物上的沉积;可使流体介质中污物和其它颗粒保持悬浮状态;吸附油类及其它杂质,甚至可使细菌凝结。在牙膏、化妆品中作凝胶剂,可替代国外进口的牙膏用增稠剂、触变剂---合成硅酸铝镁。高白膨润土用于化妆品,具有去污、解毒、止庠、美容、保温等性能。高白膨润土在陶瓷中用作塑性填料,特别是在需要烧结后高白度的产品中。其流变和可膨胀特性使得陶瓷灰膏具有了可塑性并增加了强度,同时在膏体中使水的悬胶体稳定,同时,其干粘合性为焙烧后的最终产品提供一种高结合强度和抗弯曲的能力。在陶瓷釉料中,高白膨润土还用作增塑剂和增稠剂,为釉料和支持物提供强度、可塑性和高粘着性,有利于球磨;在造纸工业,高白膨润土可用作多功能白色矿物填料;在涂料中作粘滞调节剂和白色矿物填料,可部分或全部代替钛白粉。此外,高白膨润土还可用在高档胶粘剂、聚合物、油漆中。

活性白土(颗粒白土)

    活性白土是用膨润土为原料,经活化处理,再经水漂洗、干燥制成的吸附剂,外观为乳白色粉末,无臭,无味,无毒,吸附性能很强,能吸附有色物质及有机物质。在空气中易吸潮,放置过久会降低吸附性能。但是,加热至300摄氏度以上便开始失去结晶水,是结构发生变化,影响褪色效果。活性白土不溶于水、有机溶剂和各种油类中,几乎完全溶于热烧碱和盐酸中,相对密度2.3~2.5,在水及油中膨润极小。广泛用于矿物油、动植物油脂、制蜡及有机液体的脱色精制。还可用作水分干燥剂,内服药物碱解毒剂,维生素A、B吸附剂,润滑油重合接触剂,汽油气相精制剂等,还可用作中温聚合催化剂、高温聚合剂和制造颗粒白土的原料。

有机膨润土(改性膨润土)

    一般地说,有机膨润土(胺化土)是将钠基膨润土用有机胺盐覆盖而得。有机膨润土主要用于油漆油墨、石油钻井、聚合物活性填充剂等领域。

    有机膨润土是有机液体的有效胶凝剂。在液态有机系统中加入相当少量的有机膨润土,将大大影响其流变性,粘度增大,流动性改变,系统成为触变的。有机膨润土主要用于油漆、印刷油墨、润滑油、化妆品及其他许多工业部门,以控制粘度和流动性,使生产更容易、储存稳定性及使用性能更好。在环氧树脂、酚醛树脂、沥青等合成树脂及Fe、Pb、Zn等系列颜料油漆中,可作防沉助剂,具有防止颜料沉底结块、耐腐蚀、加厚涂层等;用于溶剂性油墨可作增稠助剂,以调整油墨的粘度和稠度,防止油墨渗散,提高触变性。

    有机膨润土用于石油钻井,可作配制油基泥浆和助卡剂,增加泥浆的稠度、提高泥浆分散性和悬浮性。

    有机膨润土是用作轮胎、胶板等橡胶及部分塑料制品的填料。有机膨润土用作橡胶填料,是国际上八十年代新技术,原独联体、美、英等国家广泛应用。吉林化学工业公司研究院经过三年的研制,成功地开发出生产橡胶用有机膨润土(也叫改性膨润土)技术方法。产品在桦甸、吉林、长春、吉化等轮胎厂进行试用,效果显著,不仅轮胎使用寿命延长,轮胎生产成本也大大降低。橡胶用有机膨润土(改性膨润土)得到橡胶企业的认同和欢迎,市场潜力巨大。此后,浙江的丰虹、华特开发出有机膨润土及超细/纳米有机膨润土,为有机膨润土(改性膨润土)的应用提供原料的保障。

    纳米级有机膨润土还用于尼龙、聚酯、聚烯烃(乙烯、丙烯、苯乙烯、氯乙烯)和环氧树脂等塑料的纳米改性,改善其耐热性、强度、耐磨性气体阻隔性和比重。纳米级有机膨润土在橡胶中应用主要用于橡胶制品的纳米改性,改善其气密性,定伸引力和耐磨性、防腐性、耐侯性、耐化学性。聚氨酯弹性体/蒙脱土纳米复合材料、三元乙丙橡胶/蒙脱土纳米复合材料都得到很好的研究。

膨润土白炭黑

    白炭黑即水合二氧化硅,是微细粉末状或超细粒子状的二氧化硅。是用于彩色、浅色橡胶制品的主要补强填料之一,是德国在40年代作为炭黑的代用品开发出来的,现在已广泛地用于橡胶、制鞋、塑料、油漆、造纸、合成树脂和油脂等工业部门,其中橡胶、制鞋用量最大。以膨润土为主要原料生产白炭黑生产工艺新颖先进,流程合理,低能耗,原料价格低廉易得,是国家鼓励开发的国家级重点新产品,具有强劲的市场竞争优势。我国膨润土资源非常丰富,居世界首位,分布广,易开采,但目前仅仅提供初级产品,效益低。利用膨润土生产白炭黑,增加膨润土的附加值,且成本低,为白炭黑在更广泛的领域应用创造了条件。

4A沸石

    4A沸石是具有四面体骨架结构的硅铝酸盐晶体,其合成方法有水玻璃法、天然沸石法、活性白土法、膨润土法、高岭土法和煤矸石法。水玻璃法工艺成熟,容易控制,产品质量好,但成本高。活性白土法、高岭土法和煤矸石法生产4A沸石需要高温焙烧原矿石,能源损耗较大,同时,对环境也会产生一定程度的污染。用天然沸石生产4A沸石,不需要高温焙烧,但需要加入含铝的成分。膨润土法利用天然蒙脱土为原料,成本大大降低,污染小,产品质量稳定可靠。

    4A沸石是无磷洗涤剂广泛采用的一种代磷助剂。洗衣粉中的洗涤助剂--三聚磷酸钠,对江河、湖泊等水域产生了“营养富集”污染。2000年,国家环保避将含磷洗衣粉列为禁止使用的产品。目前,我国年沸石用量已超过30万吨,但我国现在生产4A沸石的生产量仅有5万吨左右,可见,国内4A沸石需求缺口非常大。此外,4A沸石还可用于石油催化裂化、吸附干燥等方面。因此,4A沸石具有广阔的市场前景,尤其用膨润土合成洗涤剂助剂4A沸石更有潜力。

无机铝盐

    用膨润土可以生产氯化铝或硫酸铝。硫酸铝是一种白色结晶体,比重为1.69,广泛应用于糊料净水造纸、印染、制革、木材防护及消防药剂等工业部门。


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