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微波在膨潤(rùn)土生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用
閱讀：2262 發(fā)布時(shí)間：2011-1-6膨潤(rùn)土微波烘干設(shè)備：
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*（Montmorillonite）類礦物為主要成分的巖石，是*礦物達(dá)到可利用含量的粘土或粘土巖。其中*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*的特性所決定，*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)，*的理論組成為SiO2—66.7%，Al2O3—28.3%，H2O—5%。
*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，*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+等陽離子置換，致使每個(gè)*晶胞帶0.66的靜電荷。這些離子屬于低電價(jià)大半徑陽離子，與結(jié)構(gòu)單元層之間的作用力較弱，所以*具有吸附陽離子和極性有機(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)土所能交換的陽離子數(shù)的總和。天然膨潤(rùn)土的陽離子交換量在70～140meq·100g-1。
*顆粒表面有未中和的酸基（SiO23-，HSO3+）或堿基[Al（OH）2+，Al（OH）2+，Al3+]，還可以在水溶液中發(fā)生電離，結(jié)構(gòu)單元層間帶負(fù)電荷，邊緣帶正電荷。因此可吸附金屬離子或點(diǎn)電荷的有機(jī)極性物質(zhì)。*晶粒具有較大的比表面積和孔隙度，同時(shí)由于層間作用力較弱，在溶劑的作用下發(fā)生層間剝離、膨脹、分離成更薄的單晶片而具有更大的內(nèi)表面積，伴隨巨大的表面自由能而導(dǎo)致巨大的吸附能力。
膨潤(rùn)土具有⑴膨脹性和親水性（親油性），⑵吸附性和陽離子交換性，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。
l 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。
l 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*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zui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。