中国粉体网讯 膨润土是以蒙脱石为主要成分、用途广、性能优良的粘土资源，有着“万用粘土”的美誉。天然产出的膨润土中, 根据蒙脱石晶层表面吸附离子的种类不同, 可将膨润土划分为钠基、钙基、镁基及铝（氢）基膨润土等不同类型，常见的是钙基和钠基膨润土。
我国膨润土矿产资源十分丰富, 分布广泛, 总储量居世界前列, 但多为钙基膨润土, 其吸附等理化性能和工艺技术性能明显差于钠基膨润土, 所以对膨润土的钠化改性是其深加工的一项重要研究内容。
钙基膨润土的钠化改性机理
以吸附 Ca2+ 为主的称为钙基膨润土；以吸附Na + 为主的称为钠基膨润土。钠基膨润土的物化性能明显优于钙基膨润土，主要表现为分散性、膨胀性、热稳定性高，阳离子交换容量大，胶体悬浮液触变性、粘度、润滑性好，因此其应用更为广泛。
钠化改性主要是利用蒙脱石片状结构具有阳离于交换的特点，把高价的钙镁等离子置换出来，调节其蒙脱石中交换性阳离子钠与钙的比值，以及二氧化硅与三氧化二铝、三氧化二铝及氧化镁的比值。钠化的过程为：
这是一个可逆交换反应，为了使反应向右反应，可提高 Na+的浓度或降低 Ca2+的浓度。一般条件下，上述反应不容易达到完全，因为钙基膨润土为片状晶形，它只能以叠晶几何体的形式悬浮于水中，进入层间的钠化反应较难进行。表层吸附的钠离子由于水化作用而形成了隔水膜，包裹着颗粒内部未钠化的钙基膨润土，如果这一层钠化模不能及时剥离，就会影响里层的钠化。因此钠化反应是否能够完全，关键在于钠化方法和条件。
钙基膨润土的钠化改型工艺
膨润土钠化处理属于膨润土矿物的初加工，加工量大同时对处理效果要求高，处理效果的好坏直接影响到其应用以及后续产品加工，在批量加工中选用合理钠化工艺又是膨润土钠化处理中的关键问题。一般的膨润土钠化方法分为干法、湿法和半干法。
湿法改型工艺
湿法改型工艺又称为悬浮液法，在水介质中添加钠盐并不断搅拌, 使膨润土充分分散、膨胀而实现钠化。该法易得到高质量的钠基膨润土。
来自蚌埠学院的王丽婷等公开一种钙基膨润土的改性方法，湿法提纯钙基膨润土后，在超声和微波协同作用下，先利用由磷酸三钠和碳酸钠组成的钠化剂进行钠化改性，再采用季铵盐有机改性；具体包括以下步骤：
本发明利用超声和微波的协同手段，提高膨润土的通透性和层间传质速率，进而加速钠化剂和季铵盐在膨润土层间的富集效应，明显缩短改性时间，并提高产物质量。
干法改型工艺
干法加工工艺是将碳酸钠加入膨润土中经挤压而成。常用的干法钠化方法有：堆场钠化法、轮碾钠化法、双螺旋混合挤压钠化法、螺旋阻流挤压法等。工业上比较成熟的方法是挤压钠化法，这种方法工艺路线简单，总投资少， 生产周期短，简单，便于生产。
来自宣化县立石膨润土加工有限公司的李秀明将钙基膨润土原矿晾晒至水份为13%~18%，每1000公斤原矿加入20公斤碱，通过搅拌机，搅拌均匀，进入破碎机把大块进行破碎处理，加水搅拌均匀，进入电加热挤压机，挤压机功率300W以上，压料温度为80°以上挤压15~30分钟完成后即可完成改型，膨胀比为1:30。此方法适用于将天然改机膨润土通过人工挤压改型为钠基膨润土的一种方式，改型成功后的钠基膨润土适用于涂料、腻子粉等产品中，作为一种黏合剂使用，具有工艺方法简单、添加剂少、成本低、加工快的优点。
半干法改型工艺
周磊等采用半干法工艺对矿粉进行钠化改性。其中，钠化剂粉末加入法工艺流程是：原土→干粉碳酸钠→加水碾压→存放→粉碎成粉→性能检测。钠化剂水溶液加入法工艺流程是：原土→碳酸钠水溶液→碾压→存放→粉碎成粉→性能检测。成功地制备了高膨胀容、高复用性的优质钠基膨润土。
钠化剂的选择及改性效果
使用不同的钠化剂对钙基膨润土改性有着重要影响。在选择改性剂时既要考虑改性剂钠化的彻底性，也要考虑改性剂使用过程中有无负面影响，同时还要考虑到改性剂的价格。
目前膨润土钠化改性的无机处理剂有：碳酸钠、草酸钠、焦磷酸钠、磷酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸锂、碳酸镍、氧化镁、氧化钙、碳酸镁等。刘洪杰等 的研究表明，利用Na2CO3作为钠化剂时，在其最佳浓度为4%，钠化时间为30 min，水浴温度为70℃时，钠化处理后的膨润土的钠离子含量由1.47%提升到 32%，达到了钠化改性的目的。姜巍、胡雪峰等研究了不同种钠化剂对钠化效果的影响，结果都表明 Na2CO3改性剂的效果要优于NaCl，经过Na2CO3钠化后的土的膨胀容和胶质价分别提升20mL/g 和 200mL/g 左右，钠化后的产品都能达到工业化使用的要求。
小结
钠基膨润土比钙基膨润土性能优越、经济价值高，从而钠基是膨润土深加工的基础。充分利用膨润土钠化的各种工艺条件的影响，通过控制工艺条件来改变钠基膨润土的物化性质，将产出不同性质的膨润土产品，以满足工业中的各种需要。
参考资料：
张国宏等.钠基膨润土及制备工艺研究进展
周磊等.钙基膨润土钠化工艺的研究
王抚抚等.膨润土的改性研究进展
许小龙.膨润土钠化改性和无机柱撑的研究
平仙隐.钙基膨润土的改性研究——作为以插层技术制备的纳米塑料的填充物
（中国粉体网编辑整理/三昧）
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