¿Por qué la bentonita de sodio es mejor que la bentonita de calcio? por que bueno
Adsorción
La adsorción es un fenómeno natural de todas las sustancias sólidas. Al fenómeno de algunas moléculas que se acumulan en la superficie de la bentonita lo llamamos adsorción de bentonita. Este tipo de adsorción se ha utilizado ampliamente en la industria. Por ejemplo, el lodo de perforación a menudo utiliza las características de adsorción de los minerales de bentonita para ajustar los parámetros del lodo para lograr diferentes propósitos, como agregar un reductor de pérdida de fluido, es decir, un extremo del polímero se adsorbe en la superficie de las partículas de bentonita y el otro extremo del polímero se adsorbe en la superficie de las partículas de bentonita. El otro extremo se disuelve en el agua, haciendo que la bentonita Las partículas estén en contacto indirecto con las moléculas de agua. Forma un efecto puente, reduce el agua libre en el lodo, cambia los parámetros de rendimiento del lodo y logra el propósito de reducir la pérdida de filtración.
La adsorción de bentonita se puede dividir en tres tipos: adsorción física, adsorción química y adsorción por intercambio iónico.
l) Adsorción física. La adsorción física es causada por la atracción intermolecular entre el adsorbente y el adsorbato, que a menudo se denomina fuerza de van der Waals. La adsorción física es un proceso de adsorción reversible y la tasa de adsorción y la tasa de desorción están en equilibrio dinámico bajo ciertas condiciones. La razón principal de la adsorción física es que las moléculas superficiales de la bentonita tienen energía superficial. Dado que la bentonita está altamente dispersa en agua, el fenómeno de adsorción física es muy obvio.
Los factores que afectan la adsorción de los minerales de bentonita son:
1) Tipo de bentonita. La capacidad de adsorción de la bentonita de sodio es significativamente mayor que la de otros tipos de minerales de bentonita como el calcio.
2) Influencia del tamaño de partícula de bentonita. Según la teoría de la adsorción sólida, la capacidad de adsorción de los minerales de bentonita pulverizados mejora significativamente cuanto más finos son los minerales pulverizados, más fuerte es la adsorción.
3) La influencia del medio de solución. Según la teoría de la doble capa eléctrica, los cristales minerales de bentonita están cargados negativamente y el intercambio iónico se produce cuando se forma la doble capa eléctrica. Si la concentración de iones en la solución es demasiado alta, comprimirá la doble capa eléctrica de las partículas de bentonita, inhibirá la dispersión y difusión de la bentonita e incluso hará que la bentonita se condense y se fusione.
Escalabilidad
La bentonita se hincha cuando se expone al agua. La razón principal de este fenómeno natural es que el espacio entre las capas de cristales minerales de bentonita aumenta y las moléculas de agua ingresan a la capa de cristales minerales. Además, la razón de la expansión de la bentonita es el intercambio catiónico de los minerales de bentonita. La hinchabilidad está estrechamente relacionada con las propiedades de la bentonita y el contenido de montmorillonita. La propiedad de hinchamiento de la bentonita de sodio es significativamente más fuerte que la de la bentonita calcárea. La bentonita con alta pureza y alto contenido de montmorillonita tiene una propiedad de hinchamiento más fuerte. Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, si desea aprovechar principalmente la propiedad de expansión de los minerales de bentonita, al considerar el tipo de minerales de bentonita, primero debe elegir minerales de bentonita de sodio y luego considerar la bentonita de sodio con alto contenido de montmorillonita. En la fundición mecánica y en los pellets de mineral de hierro, los requisitos de expansión son mayores. Una gran cantidad de bentonita calcárea no puede cumplir con los requisitos de uso y la bentonita calcárea debe modificarse antes de su uso.
El grado de dispersión de la bentonita de sodio es mayor que el de la bentonita de calcio. La bentonita de sodio tiene una alta absorción de agua y una gran relación de expansión. Las razones de los diferentes resultados de la expansión de absorción de agua y la expansión de calcio de la bentonita de sodio son las siguientes:
1) Los cationes pueden unir las partículas de bentonita y restringir la dispersión de las partículas de bentonita. La densidad de carga de los iones multivalentes es mayor que la de los iones monovalentes y se genera una fuerte atracción electrostática entre las partículas, lo que le da a las partículas de bentonita una fuerte capacidad de conexión. Por lo tanto, la capacidad de dispersión de la bentonita de calcio es más débil que la de la bentonita de sodio.
2) Las cargas negativas generadas por el reemplazo de la red de montmorillonita absorberán iones con propiedades eléctricas opuestas para equilibrar las propiedades eléctricas de la solución. Estos iones eléctricamente opuestos existen en la solución en forma de iones hidratados, y las partículas de montmorillonita cargadas negativamente adsorben los cationes hidratados para formar una doble capa eléctrica. El espesor de la doble capa eléctrica es inversamente proporcional a la valencia secundaria del contraión, es decir, la valencia del catión es alta, la película de hidratación es delgada y el factor de expansión es bajo; sin embargo, los cationes tienen baja eficiencia de valencia, alta hidratación; espesor de película y alto factor de expansión.
3) El espesor del agua adsorbida en la capa cristalina de bentonita de sodio es de tres capas, y el espesor del agua adsorbida en la capa cristalina de bentonita de calcio es de cuatro capas. Bajo la acción de las moléculas de agua polares, debido a la pequeña atracción electrostática, puede producirse un gran espacio entre capas entre las capas cristalinas de bentonita de sodio. Sin embargo, la atracción electrostática entre las capas cristalinas de bentonita de calcio es grande y es difícil para las polares. moléculas de agua para entrar en las capas intermedias. Por lo tanto, la distancia intercristalina de la bentonita cálcica es significativamente menor que la de la bentonita sódica, lo que indica que la bentonita cálcica es más difícil de dispersar en agua y su coeficiente de expansión es menor que el de la bentonita sódica. Esencialmente, la propiedad de hinchamiento de la montmorillonita está controlada por su composición química. La montmorillonita con más iones de sodio puede continuar expandiéndose hasta convertirse en un estado de gel. La montmorillonita que contiene más iones de calcio solo puede expandirse desde un estado seco a un estado que contiene agua, lo cual es limitado. Después de comprender las razones profundamente arraigadas que afectan la expansión, podemos controlar de manera artificial y efectiva la expansión de los minerales de bentonita para lograr los mejores resultados de uso.
Rendimiento de pulpa
La tasa de pulpa son las partículas de bentonita dispersas en agua para formar una suspensión cuando la viscosidad aparente de la suspensión es 15 * 10-3ps·s, cada una. de cubos de lechada por tonelada de bentonita es un indicador importante de la calidad de la bentonita. En términos generales, el rendimiento de pulpa de la bentonita sódica es mejor que el de la bentonita calcárea.
Las propiedades de la montmorillonita están estrechamente relacionadas con los tipos de cationes intercambiables entre capas. Según los principales tipos de cationes intercambiables entre capas, la montmorillonita se suele dividir en montmorillonita de calcio y montmorillonita de sodio. En términos generales, la montmorillonita de sodio (o bentonita de sodio) funciona mejor que el calcio.