膨潤土潤滑脂 2

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膨潤土潤滑脂是一類重要的非皂基潤滑脂，是用改性膨潤土稠化礦物潤滑油或合成潤滑油制備的高溫潤滑產(chǎn)品。用于生產(chǎn)膨潤土潤滑脂稠化劑，是經(jīng)陽離子表面活性劑改性的蒙脫石，蒙脫石晶體的相轉(zhuǎn)變溫度在700℃以上，它比皂基潤滑脂的稠化劑具有跟高的相轉(zhuǎn)變溫度，但是陽離子表面活性劑高溫分解，基礎(chǔ)油高溫?fù)]發(fā)。所以，它的使用溫度受到很大限制。膨潤土潤滑脂的應(yīng)用

膨潤土潤滑脂不但具有良好的耐熱性，同時還具有良好的的機械安定性和膠體安定性，所以廣泛應(yīng)用于冶金設(shè)備、鑄造及軋鋼設(shè)備、礦山重型設(shè)備、大型汽車、鐵道柴油機車，航空設(shè)備的軸承等等。膨潤土的結(jié)構(gòu)和礦物學(xué)性質(zhì)

生產(chǎn)膨潤土潤滑脂稠化劑是經(jīng)陽離子表面活性劑覆蓋生成的親有機性膨潤土，所以，生產(chǎn)有機膨潤土主要原料膨潤土礦石和陽離子表面活性劑。蒙脫石的結(jié)構(gòu)膨潤土的分類與比較膨潤土與有機化合物的反應(yīng)目的（1）通過對反應(yīng)和生成物的觀察和分析，鑒定黏土礦物和有機化合物的分子組成及機構(gòu)；（2）改良土壤和改變處于生產(chǎn)過程中的黏土-水性體的膠體性質(zhì)或流變性質(zhì)；（3）制取有工業(yè)價值的有機黏土復(fù)合物。反應(yīng)類型及對比有機膨潤土覆蓋劑的制備有機陽離子覆蓋劑有機陽離子覆蓋劑分類1.氨類有機陽離子覆蓋劑2.季銨鹽類覆蓋劑多元胺覆蓋劑雜環(huán)氨基化合物覆蓋劑脂肪酸氨基酰胺覆蓋劑極性有機分子覆蓋劑有機膨潤土的生產(chǎn)工藝過程膨潤土的提純膨潤土的提純方法一般分為物理提純方法和化學(xué)提純方法。物理提純方法即選礦提純方法，又分為手選、風(fēng)選（干法提純）和水選（濕法提純）等。(1)手選手選主要用于原礦蒙脫石含量較高的膨潤土。在采礦場由人工將礦石中的大塊廢石挑選出來，也可以根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)指標(biāo)要求分地段、分層位采礦，分別堆放，單獨加工。其加工流程如下：膨潤土原礦破碎干燥手選粉磨包裝根據(jù)膨潤土的原礦情況，軟質(zhì)膨潤土無須破碎，硬質(zhì)膨潤土則須利用顎式破碎機或雷蒙磨將其破碎至粒徑（Φ）為2cm左右的碎塊；然后采用自然或加熱干燥去除水分（水含量≤12%~6%）；手選或用振動篩剔除Φ≥2cm的大塊；最后利用雷蒙磨將細(xì)粒礦石粉碎（約200目）。

風(fēng)選（干法提純）是目前普遍使用的膨潤土提純方法，該法適用于蒙脫石含量高（蒙脫石含量大于80％）、粒度較細(xì)而脈石礦物石英、長石較粗的礦石。其工藝流程如下：膨潤土原礦自然干燥氣流干燥破碎粉磨包裝風(fēng)選分級首先，通過自然干燥，使原礦的水分從40％降至25％以下；然后將原礦破碎至3～4cm；進(jìn)一步采用干燥機干燥使膨潤土的水分含量小于6％～12％。為防止因蒙脫石結(jié)構(gòu)變化而引起膨潤土的性能改變，烘干溫度應(yīng)低于250℃，且時間不易過長。利用雷蒙磨將其粉磨至100～325目后，采用氣流分級機進(jìn)行分級，同時去除長石、石英等砂質(zhì)礦物，即得最終產(chǎn)品。對于原礦中蒙脫石含量只在30％～80％的低品位膨潤土或所含長石、石英的粒度較細(xì)的膨潤土，要獲得更高純度的膨潤土或蒙脫石，往往采用濕法提純。工藝流程如下：膨潤土原土破碎制漿（加分散劑）沉降分離懸浮液離心分離（加絮凝劑）過濾干燥打散解聚包裝

膨潤土提純的程度與膨潤土原礦的物相組成、結(jié)構(gòu)、粒度等直接相關(guān)。因此，濕法提純的影響因素較多，例如不同的固－液比、離心機的轉(zhuǎn)數(shù)和離心時間、加入分散劑（絮凝劑）的類型和用量以及膨潤土礦漿的溫度等都會影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，必須根據(jù)原土的礦物特征選擇適宜的提純方法。膨潤土的改型蒙脫石結(jié)構(gòu)單元層中的Si4+可被Al3+置換，八面體層內(nèi)的Al3+常被Mg2+、Ca2+、Fe3+、Zn2+、Li+、Na+等置換，從而使晶格中電荷不平衡，產(chǎn)生剩余負(fù)電荷，使其具有吸附陽離子和交換性陰離子的能力，有較高的水化能。由于這種性能，使蒙脫石層間充滿nH2O層間水及可交換陽離子，對于不同成因與產(chǎn)地的膨潤土，其蒙脫石層間可交換性陽離子的種類與交換容量（CEC）有較大的差別。其中，高價陽離子（Ca2+、Mg2+等）水化膜薄，膨脹倍數(shù)低，CEC小；低價陽離子（Na+、K+等）水化膜厚，膨脹倍數(shù)高，CEC大。鈉基膨潤土較鈣基膨潤土具有更高的吸水率和熱穩(wěn)定性能，更強的可塑性和粘結(jié)性，以及更優(yōu)異的膠體懸浮液觸變性、潤滑性。因此，鈣基膨潤土的鈉化改型是提高其應(yīng)用價值和經(jīng)濟價值的有效途徑之一。膨潤土的改性膨潤土的表面改性是指用物理、化學(xué)、機械等方法對其表面進(jìn)行處理，根據(jù)應(yīng)用的需要有目的地改變膨潤土礦物表面的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，如表面結(jié)構(gòu)、表面能、電性、吸附性能和反應(yīng)活性等，以滿足其在不同技術(shù)或領(lǐng)域中的應(yīng)用，從而提高膨潤土的性能及使用價值。常用的膨潤土改性措施有機械力活化、熱活化、酸活化和有機活化等、膨潤土的提純、活化與鈉化改型的聯(lián)合處理工藝原礦鈉鹽增白劑、螯合劑、緩沖劑手選干燥粗碎浸泡崩解粗雜離心提純攪拌制漿重力提純礦漿酸活化劑鈉鹽分散劑細(xì)雜精礦漿過濾脫水干燥粉碎產(chǎn)品→→→→→（4）膨潤土原礦進(jìn)行酸化、鈉化、有機化的聯(lián)合工藝流程如圖所示。鈉基膨潤土膨潤土原土風(fēng)干破碎酸化合物溶液罐離子交換反應(yīng)器改型產(chǎn)品日曬粉磨散裝產(chǎn)品干燥包裝堿化合物水有機活化劑有機膨潤土膨潤土的改型-人工鋰化鋰基膨潤土能夠在有機溶劑中成膠，代替有機膨潤土。鋰基膨潤土在水中、低級醇及低級酮中有優(yōu)良的膨脹性、增稠性和懸浮性，因而被廣泛用于建筑涂料，乳膠漆，鑄造涂料等產(chǎn)品中取代各種有機纖維素懸浮劑。我國目前生產(chǎn)的鋰基膨潤土主要用作鑄造耐火涂料的懸浮劑。然而，天然鋰基膨潤土資源很少，因此，人工鋰化是制備鋰基膨潤土的主要方法之一。人工鋰化是用鋰離子置換蒙脫石層間可交換Ca2+，Mg2+等陽離子，將鈣基膨潤土改型為鋰基膨潤土。其反應(yīng)機理為：

Ca（Mg）-膨潤土+Li2CO3→Li-膨潤土+Ca（或Mg）CO3Ca（Mg）-膨潤土+LiCl→Li-膨潤土+Ca（或Mg）Cl2

一般用Li2CO3進(jìn)行改型。制備工藝：提純膨潤土加水制成膏漿→加酸活化→加改型劑（碳酸鋰溶液）混碾→陳化→過濾→干燥（溫度小于120℃）→粉磨包裝。

鋰鹽的加入量直接關(guān)系到改型效果，根據(jù)膨潤土原料的陽離子交換容量確定鋰鹽的加入量，一般不超過5%。一定范圍內(nèi)，隨鋰鹽加入量的增加制得的改性膨潤土的膨脹值增大；但鋰鹽加入量超過一定值后，膨脹值不再增加。鋰基膨潤土制備工藝如圖所示。膨潤土原礦崩解漿化粗濾靜置干燥破碎酸化過濾鋰化過濾干燥鋰基膨潤土溶液鋰化劑溶液酸水砂石上清液活性白土的制備（活化）經(jīng)過酸化處理的膨潤土稱作活性白土又稱漂白土，分子式為H2Al2（SiO3）4·H2O，是一種具有微孔結(jié)構(gòu)，比表面積大的多孔型白色-灰白色粉末，具有強的吸附性。酸化反應(yīng)，實際上是一個溶解雜質(zhì)，離子交換以及部分結(jié)構(gòu)破壞的過程。在酸化過程中，一些碳酸鹽類等可被酸溶解的雜質(zhì)礦物溶解后，提高了原料中的蒙脫石含量；小半徑高活性的H+取代蒙脫石層間可交換陽離子Ca2+、Mg2+、K+、Na+等，改變蒙脫石礦物晶體的表面積電位，增加其吸附特性；在不改變蒙脫石層狀結(jié)構(gòu)骨架的情況下，強酸將蒙脫石八面體層邊緣的部分Mg2+、Al3+、Fe3+、Fe2+，以及四面體層中邊緣部分的Si4+溶出，使蒙脫石晶格“松散”，晶體層兩端孔道增大，增加其比表面積，可從原土的80m2/g增至200-400m2/g。因此經(jīng)酸化處理的膨潤土具有強的化學(xué)活性和吸附性。

活性白土能脫去（吸附）油脂色素（包括α胡蘿卜素、β胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素、棉酚、氧化色素、蛋白質(zhì)分解物、血紅素、酶…等）、高分子有機大分子。這種能力主要不是通過離子交換吸附，而是物理吸附?；钚园淄猎诠I(yè)上應(yīng)用很廣，主要用于石油產(chǎn)品精煉、脫色，在油脂工業(yè)中用于食用菜油的脫色，還有肥皂、塑料、樹脂等方面的脫色等用途，如在煉油工業(yè)中凈化汽油、煤油和其它礦物油、石蠟、凡士林等。在催化蒸餾石油時，使用活化膨潤土可起到催化作用，使碳化物分解。在催化工業(yè)中膨潤土被用來凈化粗苯，在300～450℃時，可作為催化劑載體?；钚耘驖櫷辆哂腥榛饔?、親和炭粒以及去污效力強，還起到改善肥皂效率的一種分散劑作用、可代替部分油脂。在油脂加工工業(yè)中，活性膨潤土除具有脫色作用外，還可清除加工油脂時所產(chǎn)生的不純物。目前有些國家還用活性膨潤土作人造奶油和其它人造油的凈化劑。有機膨潤土的制備有機膨潤土的制備有濕法、干法和預(yù)凝膠法三類。（1）濕法分散膨潤土經(jīng)改型、提純、精制，用長碳鏈有機陽離子取代蒙脫石晶層間金屬離子，使層間距擴大至1.7~3.0nm，形成疏水的有機復(fù)合物，再經(jīng)脫水、干燥、破碎成粉末產(chǎn)品。（2）干法將含水量20%~30%的精選鈉蒙脫石與有機覆蓋劑直接混合，用專門的加熱混合器混合均勻，再經(jīng)擠壓，制成含一定水分的有機膨潤土；也可進(jìn)一步烘燥、破碎成粉狀產(chǎn)品，或?qū)⒑欢ㄋ挠袡C膨潤土直接分散于有機溶劑中（如柴油），制成凝膠或乳膠體產(chǎn)品。（3）預(yù)凝膠法類似濕法，是將膨潤土分離、改型提純。在有機覆蓋過程中加入疏水有機溶劑（如礦物油），把疏水的蒙脫石復(fù)合物萃取進(jìn)入有機油，分離出水相，再蒸發(fā)出去殘留水分，直接制成有機膨潤土預(yù)凝膠。有機膨潤土的應(yīng)用

有機膨潤土，是由有機離子或中性分子以共價鍵、離子鍵、氫鍵、偶極鍵以及德華力、庫倫力與蒙脫石結(jié)合成的蒙脫石有機復(fù)合物。各種膨潤土均具有親水疏油性，使其廣泛應(yīng)用在有機溶劑中失去了在水溶液中