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 膨潤土在造紙工業中的應用
信息來源: 發布時間2015-1-16

    膨潤土在造紙行業的潛在應用范圍非常廣泛。膨潤土獨特的性質可以在造紙工藝流程中通過多種途徑創造可觀的效益。本文旨在介紹膨潤土的特點及其在造紙行業中應用的優勢。
    膨潤土是一種天然粘土,主要有蒙脫石礦物質組成。它通過采礦工業獲取。大部分膨潤土都是火山碎屑經數百萬年的分解轉化形成的。這些礦物的顆粒是非常細小的(<2μm),而且也很。ǎ1nm)。膨潤土的主要特點在于其遇水溶脹的特性和對水極強的吸附能力。
    圖1為蒙脫土的化學結構,其晶體結構中的晶胞是由兩層硅氧四面體中間夾一層鋁氧八面體構成,層間的金屬陽離子可以通過原子置換發生替代(Mg2+替換Al3+或者Al3+替換Si4+),這就使得蒙脫石表面呈現負電性,但是晶胞的邊緣也會根據pH值的情況帶正電荷。

 
    在干燥條件下,各層間通過靜電力可以聚集在一起。但實際中,靜電力很弱,使得中間層的金屬陽離子極易發生取代。此外,水分子極易被引入層間結構,導致材料整體發生膨脹。膨潤土可以吸附自身質量十倍的水。
    如果膨潤土被水分子浸入,那么堆棧的片晶可以發生擴展,直至整個材料完全分散成單片狀態。此時,膨潤土在分散相中的比表面積可以達到700-800m2/g。較高的比表面積以及較高的電性使得膨潤土具備出色的特性,在吸附、絮凝以及脫水領域有著重要的應用。
    大多數天然膨潤土為鈣基膨潤土。他們的層間通常是Ca2+或Mg2+,溶脹性能較低。市場上最常見的產品是活性白土,是指層間陽離子經“堿活化”獲得的一種膨潤土。天然鈉基膨潤土,如較為有名的懷俄明膨潤土(其他礦床出產的類似土),其存量較低。中間的金屬陽離子為Na+,通常也會有一定量的Ca2+或Mg2+。
    由于具備較高的比表面積和優良的電荷平衡特性,膨潤土可以利用其吸附特性吸附在工藝物料流中的污染物。膨潤土同樣可以被用于凈化水體,例如在微量的浮選單位中或廢水處理系統中通聚合物作用形成聚集體。膨潤土可以形成一類優秀的“垃圾捕捉器”,以吸附污染物,如樹脂,膠粘物或瀝青,并形成沉淀,排出循環體系之外。
    膨潤土可以在微觀尺度上絮凝造紙原料,從而最大限度的提高紙的質量和紙的性能。如施膠劑和染料這類添加劑均被證明可以有效的附著在膨潤土片材上,在實際應用中,即可保證質量,又能節省成本。此外,通過添加膨潤土,也可以提高細粉、填料和漿料的留著率。
    膨潤土顆粒的獨特結構,可以用于改善脫水性能。通過添加膨潤土微粒系統可以有效增加漿料的脫水時間。同樣的方法,膨潤土可以極大的緩解污泥出現的脫水的情況。
    而有些膨潤土可以有效的改善成紙的透明度,并利用其吸附特性改善成紙的可印性。

    膨潤土在造紙工業中的應用如圖2所示。

 


 

 


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