熱處理對柯爾堿膨潤土微觀結構和物化性能的影響

摘要：膨潤土的熱穩定性及其熱處理過程中微結構和性能的變化直接影響著膨潤土在礦物材料領域的應用,因此研究熱處理過程中膨潤土成分結構的演化以及表面性質的變化具有重要意義。目前對膨潤土的研究多集中在鈉化改型、有機化改性以及改型改性后的結構和性能方面,而對膨潤土熱處理過程中的微觀結構和物化性能變化研究有待加強。本文以新疆柯爾堿膨潤土為研究對象,在不同溫度下進行熱處理,利用X射線熒光光譜法分析原土的化學成分,通過同步熱分析、X射線衍射、紅外光譜以及掃描電鏡等技術對熱處理產物進行了物相分析和結構表征,并研究了比表面積、吸藍量及膠質價在升溫過程中的變化特征。結果表明:隨著熱處理溫度的升高,柯爾堿膨潤土的比表面積逐漸減少,物相組成和結構都發生了很大變化。加熱到600℃后,膨潤土的吸藍量和膠質價急劇下降,其主要成分蒙脫石八面體片中的羥基開始脫出,層狀結構發生破壞;800℃后蒙脫石相已經消失;1000℃時產生新的礦相--堇青石,粉末顆粒出現熔融現象;1200℃后轉變為方石英相,顆粒基本完全熔融,重結晶現象明顯。研究認為,600℃時柯爾堿膨潤土的膨脹性和分散性基本喪失,礦物物化性能失效。