钠质膨润土晶层吸附水的厚度是三层,钙质膨润土晶层吸附水的厚度是四层。在极性水分子的作用下,由于静电引力较小,钠质膨润土晶层之间可以产生较大的晶层间距,而钙质膨润土由于晶层间的朴电引力较大,极性水分子不易进入晶层之间,因此,钙质膨润土晶层间产生的距离明显比钠质膨润土小,表现在钙质膨润土比钠质膨润土难于在水中分散、膨胀倍数低。实质上,蒙脱石的膨胀性受其化学成分控制,含钠离子多的蒙脱石可以待续不断地膨胀,直至成为一种凝胶状态。含钙离子多的蒙脱石只能从干操状态到含水状态膨胀是有限度的。我们在了解了影响膨润上膨胀性的深层次的原因后,可以人为有效地控制膨润土矿物的膨胀性能,使之达到佳使用效果。
膨润土遇水有明显的膨胀性能,与盐酸溶液混匀后,膨胀后所占有的体积,称为膨胀倍,以毫升/克样表示。它与胶质价一样,与膨润土的属型和蒙脱石的含量密切相关,同一属型的膨润土。含蒙脱石愈多,膨胀倍愈高。所以,膨胀倍也是鉴定膨润土矿石属型和估价膨润土质量的技术指标之一。
主要仪器与***:带塞量筒(100毫升,直径约25毫米) ;盐酸溶液(1N),取83毫升盐酸加水稀释至1000毫升,摇匀。
具体操作步骤:称取1.000克试样于加入30~40毫升水的100毫升带塞量筒内,再加水至75毫升刻度处;盖紧塞子摇晃3分钟,使试样充分散开与水混匀,在光亮处观察,无明显颗粒团块即可;打开塞子,加入25毫升lN盐酸溶液,再塞上塞子,摇晃1分钟;将量筒放置于不受振动的台面上,静置24小时,读出沉淀物界面的刻度值,即为膨胀倍,以毫升/克样表示。
膨润土的膨胀性能好,摇动分散的程度对结果有明显的影响。所以,在充分摇散的前提下,应严格控制摇动的时间;酸性膨润土的膨胀倍有的小于5毫升/克样,而量筒无小于5毫升刻度,无法准确读数,则可以5毫升/克样表示。
膨润土的主要用途之一是作为钻井液材料。一般产品名称为:钻井膨润土、钻井泥浆膨润土、钻井液用膨润土,API膨润土等等,要知道测量膨润土造浆性的主要指标之一是制浆速度,我们测试一般选用人工钠基膨润土作为造浆材料,因为一般钠质膨润土的造浆性能比钙质膨润土要好,测算膨润土造浆率即膨润土的单位重量可以配制成悬浮体积(m3 / t),表观粘度为15mPa·s。
仪器:高速搅拌器 六速旋转粘度计
方法:配置3份350ml膨润土悬浮液,每份悬浮液含有不同质量的土样。使其视粘度在(10--25)x10-3Pa?s之间。
三个样分别高速搅拌20分钟,静止24小时。再搅拌5分钟。用六速旋转粘度计进行视粘度测试。 在半数坐标纸上做视粘度与悬浮液浓度(g膨润土/100ml悬浮液)的半系图。绘出通过3点的视粘度直线。确定15mPa?s视粘度的悬浮液浓度。
通过造浆率对照表求的相当的造浆率。
通过实验测试我们知道钻井用人工钠基膨润土的造浆率高,那么膨润土作为钻井造浆材料的应用与作用有哪些呢?
利用膨润土的造浆率一般作为钻井造浆材料,该产品应用的完整名字为“钻井泥浆膨润土”它的作用有几下几个重要作用:
(1)清理井壁以清除杂物。保持孔壁清洁,***钻头钻压,减少磨损,提高施工效率。
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