Бентонит

Химический состав бентонитовых глин

gnbdtt — Sun, 10 Jul 2011 08:08:55 GMT

Химический состав бентонитовых глин
Соединение	Доля	Соединение	Доля
SiO2	58,25 %	MgO	3,62 %
Al2O3	14,27 %	P2O5	0,18 %
Fe2O3	4,37 %	S	0,14 %
FeO	0,5 %	K2O	1,2 %
Ti2O	0,36 %	Na2O	2,25 %
CaO	2,07 %	ППП	12,19 %

Бентониты

gnbdtt — Thu, 05 May 2011 06:39:30 GMT

Природные залегающие бентониты обычно имеют рН 6—9,5 (для 5 % водной суспензии после её отстаивания в течение 1 часа) и содержат менее 2 % карбоната натрия; общее содержание взаимозаменяемых натрия и кальция не превышает 80 мэ/100 г. Существуют два типа бентонитов:

кальциевый, с низкой степенью набухания;
натриевый, с высокой степенью набухания (скорость вспучивания менее 7 мл/г или более 12 мл/г).

Некоторые природные залегающие бентониты могут иметь характеристики, отличающиеся от этих значений; там, где это имеет место, обычно считается, что бентонит является активированным.

Бентонит, в котором главным обменным катионом является Na, получил название натриевого или щелочного бентонита. Бентонит, в котором в обменных катионах преобладает Ca, получил название кальциевого бентонита. Наиболее распространенными в природе являются кальциевые бентониты.

Сферы применения бентонитовой глины

Бентонитовая глина – один из ценных ископаемых материалов, нашедший свое применение в самых разных областях человеческой деятельности. Другое ее название – сукновальная глина, что связано с использованием таких глин для обезжиривания сукна. В современной промышленности бентонитовая глина используется, главным образом, в металлургии - для формирования железнорудных окатышей и изготовки формовочных смесей. Не менее важно использование бентонитовых глин при приготовлении буровых и строительных растворов, средств очистки нефтепродуктов, а также в качестве сырья для производства тепло- и гидроизоляционных материалов.

В чистом виде бентонитовая глина используется редко, чаще всего в промышленности и других областях хозяйства применяются бентонитовые глинопорошки. Этот материал получают путем сушки и мелкого дробления бентонитовой глины. Бентонитовые глинопопрошки добавляют в состав полимерных материалов, примешивают к бетонам, что повышает их водоадгедиозные свойства. На основе бентонитового порошка производятся наиболее доступные по стоимости буровые смеси, обладающие, к тому же, высокими эксплуатационными свойствами и обеспечивающие отличные результаты при вертикальном или горизонтальном бурении.

Бентонитовые глинопорошки в сочетании с огнеупорными материалами – основное сырье для изготовления природных формовочных смесей. В зависимости от пропорций глинопорошка и перлитов, такие смеси могут обладать различными свойствами. Формовочные смеси на основе бентонитовой глины отличаются высокой прочностью, оптимальной газонепроницаемостью, при этом легко формуются и экологически чисты.

Бентонитовая глина известна также как бентомат - материал, используемый для гидроизоляции различных объектов. Этот материал очень удобен в эксплуатации и может применяться практически при любых погодных условиях, в том числе – при отрицательных температурах. Гидроизоляционный щит, в составе которого присутствует бентонитовая глина, имеет длительный срок эксплуатации, выдерживает практически неограниченное количество циклов гидрации-дегидрации и легко переносит смену сезонов. Важное свойство гидроизоляционного экрана из бентонита состоит в том, что материал самостоятельно восстанавливается в случае получения повреждения.

Словарь терминов

gnbdtt — Tue, 26 Apr 2011 15:55:08 GMT

Активация бентонита - преобразование кальциевых бентонитов в натриевые путем их обработки натриевыми солями.

Барит - природный сульфат бария (ВаSO4). Основные технологические свойства, определяющие широкий спектр промышленного использования барита, - высокая плотность (4.3-4.6 г/см3), химическая инертность, низкая твердость (малая абразивность), способность поглощать рентгеновское излучение, большое содержание бария, белизна.

Барит для рентген-защиты - барит в силу своих физико-химических свойств является одним из наиболее эффективных материалов для рентген-защиты. Применяется при изготовлении баритовой штукатурки, баритобетона и входит в состав рентген-защитных средств коллективной и индивидуальной защиты.

Баритовый концентрат - продукция, готовая к применению. По способу извлечения (обогащения) из природной баритовой руды традиционно получают баритовый концентрат гравитационный и флотационный.

Баритовый концентрат гравитационный - баритовый концентрат, получаемый на Горно-Обогатительных Комбинатах методом гравитации.

Баритовый концентрат флотационный - баритовый концентрат, получаемый на Горно-Обогатительных Комбинатах методом флотации.

Баритовый песок - баритовый концентрат, служащий для приготовления баритобетона. Например, защитная баритовая штукатурка для рентген-кабинетов.

Баритовый утяжелитель буровых растворов - утяжелитель на основе баритового концентрата, имеющий высокую плотность (4.2 г/см3 и более). Широко применяется в практике буровых работ благодаря своим свойствам малой абразивности и химической инертности.

Бентонит - глина, содержащая не менее 70% минерала группы монтмориллонита.

Бентонит буровой - см. «Бентонит для бурения».

Бентонит для бестраншейного строительства (ГНБ) - бентонитовый порошок, используемый для приготовления глинистого раствора при строительстве по технологии горизонтально-направленного бурения.

Бентонит для строительства сооружений способом «стена в грунте» - бентонитовый порошок, используемый для приготовления глинистого раствора при строительстве сооружений по технологии «стена в грунте».

Бентонит для формовочных смесей - бентонитовый порошок, используемый для приготовления формовочных смесей (см. также «Формовочная смесь»).

Бентонит для щитовой проходки тоннелей - бентонитовый порошок, используемый для приготовления глинистого раствора при строительстве по технологии щитовой проходки тоннелей.

Бентонитовый порошок - продукт термической и механической (тонкий помол) переработки карьерной комовой глины с добавлением при необходимости соды и полимеров.

Бентоноиды - глины, содержащие менее 70% монтмориллонита

Буровые химические реагенты - химические соединения, предназначенные для регулирования реологических характеристик буровых растворов, а также охлаждения и смазки долота и бурильной колонны.

Выход раствора - показатель, определяющий объем бурового раствора требуемого качества, который может быть получен из единицы массы бентонитового порошка (м3/т).

Гидравлический разрыв пласта - метод создания трещин в горных породах, прилегающих к буровой скважине, за счет давления на забое скважины в результате закачки в породы вязкой жидкости, а также пропана.

Крахмал модифицированный - основа для стабилизаторов буровых глинистых растворов. Изготавливается высушиванием клейстера на вальцовых сушилках или обработкой крахмалов методом горячей экструзии.

Материалы для рентген-защиты - материалы, обеспечивающие высокую кратность ослабления (К) мощности дозы (D0) рентгеновского излучения.

Модификация бентонита - добавление в бентопорошок в процессе его производства химических реагентов, регулирующих качественные характеристики.

Монтмориллонит - высокодисперсный слоистый алюмосиликат. Содержание монтмориллонита в основном определяет промышленные свойства бентонита.

Горизонтально-направленное бурение (ГНБ) - метод бестраншейного строительства.

Объем фильтрата (показатель фильтрации) - см. «Показатель фильтрации»

Песок фракционированный - песок, разделенный на две или более фракции с использованием рассеивающего оборудования.

Пластичная вязкость - определяет составляющую сопротивления течению жидкости, вызванную механическим трением.

Показатель фильтрации (объем фильтрата) - характеризует способность раствора отфильтровываться на стенках скважины.

Предельное динамическое напряжение сдвига (точка Йелда - Yeld point) - определяет составляющую сопротивления течению жидкости, вызванную электрохимическими силами взаимодействия в буровой суспензии.

Реологические характеристики бурового раствора - прочностные и вязкостные характеристики бурового раствора.

Смазывающие добавки - химические соединения, предназначенные охлаждения и смазки бурового инструмента.

Стена в грунте - метод строительства сооружений, находящихся ниже уровня грунтовых вод.

Точка Йелда (предельное динамическое напряжение сдвига) - см. «Предельное динамическое напряжение сдвига»

Условная вязкость - характеризует гидравлическое сопротивление бурового раствора течению.

Формовочная смесь - смесь из песка и бентонитового порошка, используемая для изготовления форм отливок при литье из черного или цветного металлов.

Целлюлоза полианионная - анионный карбоксиметилированный полимер; эффективная добавка для снижения показателя скорости фильтрации различных буровых растворов.

Цемент сульфатостойкий - цемент для использования в бетонных смесях, устойчивых к агрессивным средам (например, при строительстве в морских портах).

Цемент утяжелительный - цемент с высоким содержанием барита для приготовления тяжелого бетона. Применяется как утяжелитель (например, кольца из тяжелого бетона на подводном газопроводе).

Щиты для радиационной защиты - щиты из баритобетона, обеспечивающие высокую кратность ослабления (К) мощности дозы (D0) ионизирующего излучения.

Возможные направления использования бентонита

gnbdtt — Tue, 05 Apr 2011 21:41:30 GMT

1. Винодельческая и сокоперерабатывающая промышленность

Бентонит успешно применяется на винодельческих и сокоперерабатывающих заводах Крыма и юга Украины для осветления соков, виноградных и фруктовых вин, виноматериалов.

2. Парфюмерная промышленность Применяется коллоидная фракция бентонита в производстве всевозможных паст, кремов, помад и других косметических средств. Активизированный кислотой бентонит может быть использован в качестве катализатора и сорбента в производстве различных душистых веществ.

3. Текстильная промышленность Бентонит успешно заменяет дорогостоящий крахмал при шлихтовании хлопчатобумажной основы, а также эффективно используется в процессе печатания ткани.

4. Бытовая химия Бентонит используется в производстве моющих, чистящих, отбеливающих порошков, жидкостей и паст, эмульсий, устойчивых суспензий, антикоррозионных составов для покрытия автомобилей и других транспортных средств. Бентонит заменяет пищевые жиры в мыловарении, что дает большой экономический эффект.

5. Окомкование железорудных концентратов Бентонит применяется для получения окатышей из железорудного концентрата, обеспечивая необходимую прочность окатыша.

6. Очистка нефтепродуктов Нефтеперерабатывающая промышленность использует бентониты для очистки нефтепродуктов от различных примесей: сернистых, азотистых, органических смол и др. Требования к бентониту для этих целей определяются ТУ 6-12-109-77.

7. Сельское хозяйство и животноводство Бентониты при внесении в "легкие" почвы в качестве мелиорирующего сорбента (3-8 т/га) улучшают структуру почв и повышают их плодородие. Добавка бентонита в корм животных и птиц (5-7%) повышает их продуктивность.

8. Порошки для буровых растворов Бентониты издавна используются для изготовления высококачественных промывочных глинистых растворов, применяемых при бурении скважин. Качество глинистых растворов имеет особо важное значение при глубоком бурении на нефть и газ. Требования к бентониту для этих целей лимитируются ТУ 39-044-74.

9. Буферные зоны могильников, санация территорий от загрязнения токсичными тяжелыми металлами и радионуклидами Бентонит широко используется при создании буферных зон вокруг токсичных веществ. Барьер из бентонита препятствует выносу токсичных веществ из зон захоронения. Контейнеры и стенки могильника герметизируются бентонитом. Высокая сорбционная способность бентонитов используется при санации территорий, загрязненых токсичными тяжелыми металлами и радионуклидами.

10. Здравоохранение В мировой практике известно применение бентонитов для лечения органов пищеварения, периферической нервной системы, заболеваний суставов, гинекологических и других заболеваний путем наружного и внутреннего содействия. Исследования, проводимые учеными Крымского медицинского института с 1992 года позволили не только подтвердить уже установленные факты и данные использования бентонита в лечебных целях, но и выявить новые терапевтические эффекты, в частности вывод токсичных тяжелых металлов и радионуклидов из организма человека, высокую эффективность лечения болезни печени, различных токсикозов.

Бентонит в человеческой деятельности

gnbdtt — Sat, 02 Apr 2011 20:33:48 GMT

Бентонит [по месторождению Бентон, США] - это природный глинистый материал, относится к классу алюмосиликатов, имеет высокую дисперсность, - размер кристаллов меньше 1 мкН., следствием чего является большая удельная поверхность. Особенности кристаллохимического строения бентонитов обуславливают наличие на их поверхности ионообменных катионов, достаточно сильно влияющих на физико-химические свойства минералов.

Бентонит нашел применение во многих областях человеческой деятельности, например, он используется при бурении, в том числе при горизонтально направленном бурении, в гражданском строительстве (при возведении объектов ниже уровня грунтовых вод - метод "стена в грунте"), в литейном производстве (для изготовления формовочных смесей), а также в быту, например, как основа наполнителя для туалета домашних животных.

Бентонит используется для приготовления буровых растворов. Такие растворы при бурении скважин обеспечивают удаление из забоя и из ствола скважины обломков разбуриваемых пород, а также препятствует осыпанию скважины. Качество бурения во многом зависит от физических и химических свойств раствора.

Так при горизонтально-направленном бурении от качества бурового раствора зависит: успешность строительства скважины, минимизация затрат времени, предотвращение аварий и осложнений, связанных с устойчивостью разбуриваемых грунтов, экологическая безопасность при применении.

Самые важные характеристики растворов - это плотность, выход раствора и реалогические свойства. Плотностью бурового раствора называют вес единицы его объема, которая обуславливает поддержание частиц бурового раствора во взвешенном состоянии. Чем больше плотность, тем выше несущая способность раствора.

Выход раствора - важный показатель качества бентонита. Его определяют минералогический состав, тонкость помола и технология модификации. Лучше для буровых растворов использовать глины с высоким содержанием монтмориллонита с преобладанием в обменном комплексе ионов калия и натрия.

К реологическим свойствам относят вязкость (влияет на подъемную силу бурового раствора), предел текучести (мера электрохимических сил притяжения в буровом растворе), показатель фильтрации (способность раствора отфильтровываться через стенки скважины), толщина фильтрационной корки (способность к созданию малопроницаемой фильтрационной корки на стенках скважины) и показатель седиментации (показатель стабильности бурового раствора).

По всем вышеперечисленным характеристикам бентонитовые буровые растворы полностью удовлетворяют всем требованиям горизонтально направленного бурения. Они укрепляют стенки канала в сыпучих обваливающихся грунтах, снижают просачивание воды через них путем формирования тонкого водонепроницаемого слоя, обеспечивают скольжение прокладываемого трубопровода по стенкам канала и охлаждение буровой головки и зонда в случае бурения в слежавшихся грунтах.

Бентонит в виноделии

gnbdtt — Sat, 02 Apr 2011 20:29:00 GMT

В виноделии бентонит используют для ускорения осветления сусла, виноматериалов и стабилизации вин против белковых помутнений. Основной компонент, бентонита (60—70%) — монтмориллонит Al2[Si4Oiol(OH)2 .nH20, который представляет собой листовой силикат с расширяющейся структурной ячейкой; обладает высокой набухаемостью и способен давать гелеобразную суспензию.

Бентонит задают в виноматериал в виде 20%-ной водной суспензии из расчета 1—4 г/л. Дозу определяют путем проведения пробной оклейки. Обычно производственную обработку Б. совмещают с деметаллизацией, оклейкой желатином или поливинилпирролидоном. Для ускорения образования осадка добавляют полиакриламид или полиоксиэтилен. При осветлении сусла бентонит повышает скорость оседания мутящих частиц, адсорбирует окислительные ферменты, удаляет микроорганизмы, снижает количество белка и др. веществ.

Осветление достигается путем совместного действия процессов флокуляции и адсорбции бентонитом мутящих частиц виноматериала, стабильность — вследствие адсорбции белка, конденсированных фенольных веществ, полисахаридов и др. соединений, которые при длительном хранении способны вступать в реакцию между собой и с другими компонентами вина или выпадать в осадок.

Бентонит также добавляют в тиражную смесь для улучшения условий ремюажа в производстве шампанского

Бентонит

gnbdtt — Sat, 02 Apr 2011 20:24:28 GMT

Бентонит [по м-нию Бентон, США] — монтмориллонитовая глина, редко аргиллит, обладающая резко выраженными коллоид., в том числе сорбционными, свойствами. Для щелочных Б. характерны высокая пластичность и разбухаемость. Кроме монтмориллонита в Б. часто присутствуют гидрослюды, смешаннослойные м-лы, каолинит, сепиолит, палыгорскит, кристобалит, цеолиты и др. м-лы. Б. образуются в результате диагенетических изменений вулк. стекла и пепла в водных басс., гл. обр. морских, при подводном и субаэральном выветривании и гидротерм. процессах, а также при седиментации в басс. кремнезема и карбонатов кальция. Все крупные м-ния бентонитовых глин образовались путем подводного разложения вулканогенных пеплов и туфов (Блэк-Хилс, Сандерс-Дефайанс в США; Гумбрийское в Грузии; Келесское в КазССР и др.). Близкие по свойствам к Б. глины Советского Союза имеют местные названия — асканит, гиляби, гумбрин, кил.

Бентонитовые глины (от назв. г. Форт-Бентон, Fort Benton, шт. Монтана, США, в р-не к-рого впервые была обнаружена эта глина * a. bentonite, bentonite clay, mineral soap; н. Bentonit; ф. bentonite; и. bentonita), - глины, состоящие а основном из минералов группы Монтмориллонит (реже Палыгорскит) и диспергирующиеся в воде до коллоидного состояния. Б. обладает повышенной связывающей способностью, высокой ёмкостью обменных оснований, сорбционной и каталитич. активностью. Кроме монтмориллонита в Б. в качестве примеси могут присутствовать гидрослюды, каолинит, палыгорскит, кристобалит, цеолиты и др. минералы. Щелочные Б. отличаются высокой пластичностью и разбухаемостью (примерно в 8 раз). Выделяются 3 пром.-генетич. типа м-ний Б.: гидротермально-метасоматический, вулкано- генно-осадочный и терригенно-осадочный. Первые два образованы в результате гидротермального метасоматоза или подводного преобразования вулканич. пеплов, туфов и др. вулканогенных и вулканогенно-осадочных пород; третий тип - переотложения и диагенетич. изменения продуктов размыва кор выветривания и раскристаллизации коллоидно-дисперсных продуктов. Цвет слабо изменённых Б. колеблется от белого до светло-зелёного и светло-синего, становясь по мере их выветривания кремовым, а затем жёлтым, красным или коричневым. Б. жирный и мылоподобный на ощупь. В СССР глины типа Б. имеют местные (на Кавказе, Ср. Азии) названия - аскангель, гиляби, гумбрин, кил.
В нар. х-ве Б. применяют широко: в горнодоб. пром-сти - для приготовления Буровых растворов; в литейном произ-ве - в качестве связующих и пластифицирующих добавок при получении формовочных смесей и облицовке вагранок шамотным кирпичом; в чёрной металлургии - для окомкования тонкодисперсного концентрата жел. руды; в керамич. произ-ве - для придания высокой прочности фарфоровым, фаянсовым и электрокерамич. изделиям; в стр-ве - для произ-ва высококачеств. керамзита; в пищевой пром-сти - для очистки питьевой воды, пива, соков, сиропов; в медицине и фармакологии - для изготовления таблеток, паст, кремов, присыпок; в с. х-ве - для улучшения структуры почвы в качестве носителя осн. питат. веществ. Активированный Б. используют в качестве катализатора при крекинге нефти и как адсорбент при очистке продуктов нефтепереработки и пр. Требования к Б. в СССР сводятся к определению дисперсности, размокания в воде, связывающей и адсорбционной способности. Качество Б., используемых в литейном произ-ве, регламентирует ГОСТ 3226-77 "Глины формовочные". Требования многочисл. потребителей Б. изложены в отраслевых стандартах и техн. условиях ОСТ (напр., ТУ 39-044-74 "Бентонитовые глины в качестве сырья для приготовления буровых растворов").
В СССР известны 24 м-ния Б. с балансовыми запасами, разведанных по пром. категориям (447,3 млн. т, 1982). Кроме того, 234,4 млн. т Б. учтено в балансе запасов по категории С2. Запасы Черкасского м-ния составляют 104,7 млн. т. Разрабатываются 12 м-ний (годовая добыча 2854 тыс. т в 1981; способы - подземный и открытый). За рубежом м-ния Б. известны в США (Блэк-Хилс, Сандерс-Дефайанс), Канаде, Великобритании и др. странах. Крупнейшим производителем и гл. экспортёром Б. является США - годовая добыча св. 4,2 млн. т (1981); в Греции добыто 419,5 тыс. т, Японии - 400 тыс. т, Италии - 230,8 тыс. т, Аргентине - 145 тыс. т, Испании - 110 тыс. т (1978). Мировая добыча (без социалистич. стран) св. 6 млн. т (1981).

Бентонит и экология

gnbdtt — Sun, 13 Mar 2011 20:32:14 GMT

Бентонит в экологических целях используется для очистки воды. Высококачественные бентопорошки из природного бентонита с уникально низким содержанием песка (менее 2%) обладают высокими адсорбционными свойствами, а после увлажнения приобретают и высокие водоудерживающие свойства. Благодаря этим качествам бентониты эффективно используют:

– для очистки сточных вод, для очистки питьевой воды, для адсорбции

– загрязнителей, для создания гидроизоляционных завес и при захоронении

– бытовых и промышленных отходов.

Экологическая чистота материала и его высокие сорбционные свойства позволяют поглощать токсичные вещества: тяжелые металлы, радионуклиды, органические токсины, бактерии, а обменная емкость составляет 70-100 мг-экв/100 г. Пластические свойства бентонита исключают нарушение гидроизоляции в результате осадки грунта и механических повреждений - разрыв «залечивается» благодаря пластическим свойствам бентонита. Самозалечивание механических повреждений, высокие гидроизоляционные свойства активированного бентонита (коэффициент фильтрации 10^-9 - 10^-11м/с); стабильность свойств с течением времени; возможность применения в сложных гидрогеологических условиях, в любое время года и практически при любых погодных условиях, материал выдерживает гидростатическое давление до 7 атм. – эти преимущества позволяют эффективно использовать его в экологических целях

Бентонит и окомкование

gnbdtt — Sun, 13 Mar 2011 20:29:48 GMT

Бентонит в металлургии используется в процессе окомкования при изготовлении железорудных окатышей. Для этого применяют:

- Бентонитовую глину активированную;
- Бентонитовую комовую глину;

Бентонит в сельском хозяйстве

gnbdtt — Sun, 13 Mar 2011 20:26:03 GMT

Бентонит в сельском хозяйстве используется для мелиорации почвы. Высококачественные бентопорошки из природного бентонита с уникально низким содержанием песка (менее 2%) обладают способностью адсорбировать из почвы различные вредные примеси: красящие пигменты, смолы, продукты нефтепереработки, растительные масла, животные жиры, продукты коксохимического производства, искусственного жидкого топлива, жидкие синтетические материалы.