膨潤(rùn)土環(huán)保礦物材料
Hit:260 發(fā)布時(shí)間：2019-12-20 16:53:02【Close】
膨潤(rùn)土是以蒙脫石為主要成分的一種粘土礦物，具有良好的膨脹性、粘接性、吸附性、觸變性、懸浮性、可塑性、潤(rùn)滑性、穩(wěn)定性、環(huán)境友好性和陽(yáng)離子交換性等性能，作為環(huán)保礦物材料在環(huán)境污染治理領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。 我國(guó)膨潤(rùn)土資源豐富，已經(jīng)探明儲(chǔ)量20多億噸，年開(kāi)采量不足已知儲(chǔ)量的2%。約占世界總量的60％左右。從省份分布上看，我國(guó)膨潤(rùn)土資源分布于23個(gè)省區(qū)，其中查明資源儲(chǔ)量超過(guò)億噸有廣西、新疆、內(nèi)蒙古、江蘇、安徽等10個(gè)省區(qū)。 1、膨潤(rùn)土的環(huán)境功能屬性 （1）膨脹性 膨潤(rùn)土具有較強(qiáng)的吸水能力，吸水后膨脹，晶層間距擴(kuò)大。鈉基膨潤(rùn)土吸水后膨脹倍數(shù)達(dá)到40倍以上。 （2）吸附性 膨潤(rùn)土是一種以蒙脫石為主要成分的2:1型礦物，具有較大的表面積和孔容，因而表面能很大，對(duì)氣體、有機(jī)物、重金屬等物質(zhì)具有較強(qiáng)的吸附性。另外，膨潤(rùn)土表面帶有電荷，可以通過(guò)靜電引力吸附帶相反電荷的物質(zhì)。 （3）陽(yáng)離子交換性 蒙脫石的可交換的陽(yáng)離子主要是指交換性鹽基離子（K+、Na+、Ca2+、Mg2+等），及部分晶體邊緣破鍵?？山粨Q陽(yáng)離子主要以靜電引力形式吸附于膨潤(rùn)土層間，可以與其他離子、有機(jī)物進(jìn)行交換。低膨脹倍的鈣基膨潤(rùn)土的陽(yáng)離子交換容量為50mmol/100g，而鈉基膨潤(rùn)土的陽(yáng)離子交換容量高達(dá)100mmol/100g左右。 （4）懸浮性和分散性 由于膨潤(rùn)土顆粒細(xì)小，本身帶有負(fù)電荷，存在靜電斥力作用，因此膨潤(rùn)土在水中可以保持良好的懸浮性。另外，晶體表面又帶有很多的金屬陽(yáng)離子和羥基親水基，因而具有親水性和分散性。 （5）穩(wěn)定性 膨潤(rùn)土具有良好的熱穩(wěn)定性，能耐300℃高溫（140℃逸出自由水和吸附水，300℃逸出層間水，500℃失去結(jié)晶水）。 （6）無(wú)毒性 膨潤(rùn)土對(duì)人、畜、植物均無(wú)腐蝕、無(wú)毒害，因此可用為醫(yī)藥載體、飼料添加劑、土壤改良劑及化肥載體。 2、膨潤(rùn)土環(huán)保礦物材料 膨潤(rùn)土防水毯 膨潤(rùn)土防水毯是膨潤(rùn)土顆粒按照一定質(zhì)量要求均勻平鋪在兩種土工織物之間，通過(guò)針刺等工藝制成含有微小空隙的一種復(fù)合型防水材料。 在垃圾填埋場(chǎng)使用膨潤(rùn)土防水毯一方面是阻止污染物進(jìn)入地下水中，徹底將垃圾與環(huán)境隔絕，危害人類(lèi)健康；另一方面也阻止有毒氣體的揮發(fā)。因此，許多國(guó)家逐漸都采用膨潤(rùn)土防水毯作為垃圾填埋場(chǎng)的防滲和液壓屏障材料，并且取得了效果顯著的結(jié)果。同樣的，在金屬尾礦庫(kù)也可以用膨潤(rùn)土防水毯作為襯墊來(lái)減少金屬離子的滲透。 膨潤(rùn)土造紙廢水處理材料 膨潤(rùn)土在處理造紙廢水時(shí)的優(yōu)勢(shì)在于吸附性能和脫色能力較強(qiáng)，但由于膨潤(rùn)土顆粒細(xì)小，懸浮勝、分散性較強(qiáng)，單獨(dú)使用時(shí)往往會(huì)存在絮凝物脫水性差的缺點(diǎn)，所以一般需要與其他助劑配合使用以降低脫水時(shí)間，縮短處理周期。 膨潤(rùn)土重金屬離子吸附材料 膨潤(rùn)土對(duì)水體中重金屬離子的去除機(jī)理是基于蒙脫石層間所吸附的陽(yáng)離子與水體中重金屬離子的交換作用，可用于含鉻、鈷、鎳、銅、鋅、鎘、汞、鉛等重金屬離子的去除。研究表明，通過(guò)對(duì)膨潤(rùn)土的改性可顯著提高其對(duì)重金屬離子的去除能力，改性膨潤(rùn)土陽(yáng)離子交換容量（CEC）越大，去除重金屬離子的能力越強(qiáng)。 膨潤(rùn)土放射性廢物處理材料 膨潤(rùn)土可用作核吸附劑，放射性核素在膨潤(rùn)土上的吸附有效的阻止了其在廢物處置時(shí)的遷移；地下水在膨潤(rùn)土中的移動(dòng)非常慢，也減緩了放射性核素在膨潤(rùn)土中的遷移。此外，有機(jī)土的熱穩(wěn)定性可達(dá)200℃，使其在核廢物工程屏蔽中有更好的利用。 膨潤(rùn)土貓砂 顆粒膨潤(rùn)土，也稱(chēng)貓砂，是由優(yōu)質(zhì)鈉基膨潤(rùn)土為原料，經(jīng)前處理、擠壓、供干、造粒、蹄分、后處理精制而成的一種粒狀產(chǎn)品，具有吸水性強(qiáng)、用量少、吸附力強(qiáng)、清潔無(wú)異味、潔凈除臭、無(wú)粉塵污染、易結(jié)團(tuán)、團(tuán)塊牢固、易清理等優(yōu)點(diǎn)，受到寵物飼養(yǎng)者的歡迎。適用于城市家庭寵物塾圈，有利于貓犬等家庭寵物的健康生長(zhǎng)及保持家庭環(huán)境清潔衛(wèi)生。 膨潤(rùn)土空氣污染治理材料 膨潤(rùn)土的比表面積大，吸附性強(qiáng)，經(jīng)簡(jiǎn)單的處理之后，可作為吸附過(guò)濾材料用于臭氣、毒氣及有害氣體NOx、SOx、H2S等的吸附過(guò)濾。 如日本等已有膨潤(rùn)土用于空氣凈化專(zhuān)利產(chǎn)品，包括：以蒙脫石為基質(zhì)制取室內(nèi)空氣凈化劑，膨潤(rùn)土與氫氧化鈣、含堿及堿土金屬氯酸鹽混合作凈化空氣的吸附劑，膨潤(rùn)土與MgO、CaCO3混合干燥制成顆粒作為空氣氧化硫分離劑，膨潤(rùn)土和鈷化物在800℃以上高溫下焙燒制成催化劑用于內(nèi)燃機(jī)廢氣凈化等。 膨潤(rùn)土土壤修復(fù)材料 在土壤中摻拌膨潤(rùn)土，可以刺激固氮細(xì)菌的固氮作用，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，也能抵抗有害的鐮刀菌枯桿菌病毒，進(jìn)入土壤中使各種殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、除草劑失去藥性毒性。膨潤(rùn)土對(duì)鉛的吸附力比對(duì)鈣的吸附力大2-3倍，對(duì)鉻的吸附作用較強(qiáng)。土壤中的粘土礦物，有機(jī)質(zhì)和土壤體可通過(guò)物理吸附和化學(xué)吸附作用，將有機(jī)農(nóng)藥固定，使農(nóng)藥的遷移能力和毒性降低。 利用土壤中廣泛分布的天然粘土特別是膨潤(rùn)土礦物治理土壤重金屬污染物，體現(xiàn)了利用天然礦物發(fā)揮自?xún)糇饔玫奶攸c(diǎn)，揭示了粘土礦物在環(huán)境演變和治理過(guò)程中的重要作用。 膨潤(rùn)土催化劑載體 由于層柱黏土的特殊結(jié)構(gòu)，使膨潤(rùn)土在具有氧化還原作用的催化過(guò)程中能夠容納轉(zhuǎn)換的金屬離子，并可改變其氧化態(tài)而作為催化劑的載體。因此，可用于制備鐵交聯(lián)膨潤(rùn)土、插層膨潤(rùn)土負(fù)載摻鐵TiO2光催化劑、TiO2/膨潤(rùn)土等廢水催化材料。 由上述可見(jiàn)，膨潤(rùn)土由于資源十分豐富，價(jià)格低廉，易獲得，改性或活化方法相對(duì)簡(jiǎn)單，具有較高的物理、化學(xué)和生物穩(wěn)定性，比較容易再生等特點(diǎn)，是治理水污染、重金屬污染等理想的環(huán)境礦物材料。 另外，將天然膨潤(rùn)土直接應(yīng)用于環(huán)境污染治理有一定的局限性，如吸附效果差，體系離子強(qiáng)度影響大等。因此，需要根據(jù)不同的需求，利用其結(jié)構(gòu)特征，對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性處理。通過(guò)對(duì)膨潤(rùn)土面性質(zhì)以及層間結(jié)構(gòu)的修飾，可以大大提高膨潤(rùn)土對(duì)污染物的吸附性和選擇性，更好的應(yīng)用于環(huán)境領(lǐng)域。
