天津蓟县 301900 杜会琴 胡兆凤 膨润土又名斑脱岩，主要成分是蒙脱石，是一种由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体组成的层状粘土矿物。一般为白色、淡黄，因含铁量变化又呈浅灰、淡绿粉红、褐红、黑杂等色。比重2.4～2.8，熔点约1330～1430℃，无味或略具土味，呈干粉末状，有较高的吸附性，具油脂、腊状光泽，贝壳状断口或剧齿状断口；具滑感，多数致密坚硬，但亦有呈松散土状者，具泥质或沙质结构；具强吸湿性和膨胀性，可吸附本身重量8～15 倍的水，而体积会膨胀至其干体积的数倍，可达30 余倍。加水成胶溶液后，几乎能永远处于悬浮状态。烘干后，可加水再使其膨胀，往复处理，并不影响其性能。膨润土具有较强的阳离子交换能力；对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力，{zd0}吸附量可达5 倍于其自身重量。 根据蒙脱石所含的可交换阳离子种类、含量及结晶化学性质的不同，分为钠基、钙基、铝（氢）基等膨润土。 膨润土的应用领域非常广泛。自1920年美国开始应用膨润土代替一般粘土，用作铸造型砂粘结剂以来，其应用领域在机械、冶金、钻探、石油、化工、食品、环保等行业中不断扩展。据不xx统计，中国目前膨润土产品年产销量约270 万吨，其中用于铸造型砂100～110 万吨，用于钻井泥浆70 万吨，用于冶金球团45 万吨，用于油脂脱色（活性白土）20 万吨，用于其他20～30万吨。 世界上膨润土资源主要分布在中国、美国和原苏联。三国探明储量约占世界总储量的4/5，中国储量居世界xx，占世界总量的60%。 一、中国的膨润土资源与市场 中国膨润土矿产资源非常丰富，预测资源量在70亿吨以上，居世界xx，种类齐全，并有超大型矿床。已知膨润土资源分布于23 个省区，已发现矿点400 多处，探明矿山近百处，探明储量20 亿t 以上。 中国目前有矿山250 家左右，其中较大的国有企业30 多家，其它为小型乡镇企业。多数年产量在万t以下，万t 以上年产量的约有20来家。 中国目前生产的膨润土，从数量上看，供求基本平衡；但从品种上看，钙基膨润土供过于求，钠基膨润土供不应求；活性白土，因受硫酸原料供应限制和“三废”治理问题影响，阻碍了生产的发展，因此尚不能满足需要；有机膨润土的生产因受工艺技术水平不高，专用设备不配套，产品质量不稳定，加之生产有机覆盖剂价格昂贵，致使有机土生产成本过高等问题所困扰，一直未有大的发展。目前中国国内使用的有机膨润土仍以进口为主。 中国膨润土的进、出口量都非常小，出口量一般约占年产量的2～4％。进口量年仅数万t。虽然近年来有所增加，但多是低价出口优质原料和初级产品，高价进口成品。中国膨润土的主要出口国是日本、韩国、新加坡、泰国，其出口产品主要是钙基膨润土。而进口主要从美国等国家进口精加工的有机膨润土等产品。 中国膨润土资源丰富，但钙基者多，蒙脱石含量偏低，而采选加工方法较简单，产品质量受到影响。这是虽然资源丰富，但出口量甚小的主要原因，当然国际上资源也不缺乏。另外，国内市场对低级产品的容量也有一定限度。目前我国已有高蒙脱石含量的矿山。所以今后膨润土产品业的发展趋势显然是要加强膨润土的后续加工水平，并努力开拓新的消费领域和市场，力争生产高附加值的xx产品品种。 二、美国的膨润土产销概况 美国是世界上{zd0}的膨润土生产国，其消费量出口量也同样名列xx。据近年统计，美国膨润土年产量保持在400 万吨左右（世界产量约960 万吨），国内有十九家公司在十一个州的60 个矿山生产膨润土。以钠基膨润土量{zd0}，1998 年钠基土产量341 万吨，钙基土仅为41 万吨。 美国膨润土年消费量维持在400 万吨以上。出口膨润土主要销往欧洲、加拿大、日本、墨西哥、新加坡等。其中向加拿大和日本出口量{zd0}，约占出口量的25% 和20%。 美国国内钙基土价格为33.91美元／吨；钠基土的平均价格为42.92美元／吨；出口膨润土的平均价格为100.73美元／吨。 三、膨润土的综合利用工艺技术 膨润土矿的各种产品，对其蒙脱石的含量和属型都有要求，否则是达不到产品质量标准的。因此对膨润土的分选提纯是其综合利用的基础。膨润土选矿工艺提纯分干法和湿法。干法主要采用风选，世界上90% 以上的膨润土精矿均由风选获得。风选一般要求入料含蒙脱石量达80% 以上。 为了充分利用蒙脱石含量低于80% 的中低品位膨润土资源，采用湿法选矿工艺可获得高纯蒙脱石精矿。选择合适的分散剂，可在分选到提纯蒙脱石的同时达钠化改型的目的。湿法工艺以重选为主，用搅拌磨等磨矿设备超细磨，旋流器或离心机分级，磁选除掉磁性矿物。湿法工艺耗水量大，脱水干燥困难。 膨润土的深加工技术包括人工钠化改型、酸活化处理、有机覆盖处理等，以提高产品的某些技术指标，增加其使用价值。 人工钠化改型方法有悬浮液法、堆场钠化法、挤压法（轮碾挤压法、双螺旋挤压法、阻流挤压法、对辊挤压法等）。 酸活化分干法活化工艺和湿法活化工艺。
有机膨润土的制备工艺有湿法、干法和预凝胶法（其工艺流程图略）。 四、简要介绍一种间接烘干膨润土的干燥设备—火筒式滚筒干燥机 膨润土干燥主要采用直接干燥法、间接干燥法两种。 目前，我国一部分膨润土生产厂家采用直接干燥法，利用高温热管热风炉所产生的热源—纯净热空气，将物料进行脱水、烘干，直接干燥；一部分厂家采用间接干燥法，而火筒式滚筒干燥机是我国比较先进的间接干燥设备。 火筒式滚筒干燥机热源由固体燃烧炉提供。燃烧炉可以采用水平往复炉排或链条炉排两种型式，通过自身特有的两级燃烧和两级除尘结构，使燃料得到充分燃烧，提供优质高热值的烟气，热效率达到80% 以上。 1、干燥机的工作原理：热烟气直接输送至烘干机的中心火筒，在中心火筒尾部，热烟气经联通管进入抄板通道，{zh1}由排烟罩排出。湿物料流程是：由烟气进口端经加料管送入烘干机外筒与中心火筒间的环形通道中，被外筒内壁的抄板扬起撒落，在传导与辐射的双重作用下将水份蒸发掉。（见示意图）。
2、该烘干工艺的特点： （1）根据烘干温度要求，中心火筒可采用碳钢和不锈钢等不同材质。 （2）中心火筒外表面可根据传热量布置若干道纵翅片，任意调整换热面积。 （3）热烟气与湿物料互相隔离，xx保持了物料的xx本色。 （4）因热烟气与湿物料之间无传质传热过程，所以由排烟罩排出的废烟气可循环利用，有利于降低煤耗，从而降低生产成本。 （5）联通管上设有膨胀节，解决了因膨胀过大而引起联通管断裂的问题。 （6）排烟罩两侧采用钢胶密封，使烟气基本无泄露。 3、火筒式滚筒干燥机的优点： （1）设备处理能力大，生产能力能够达到不同企业所需要的产量。 （2）设备运行稳定，质量可靠，使用寿命5～8年。 （3）设备运行和维修费用低。 （4）结构紧凑效率高，能耗小，操作简单，价格低廉，经济实用，产品成本低。 （5）进、出料口设有前、后罩体，无粉尘，符合国家环保要求。 在整个系统中，配备了具有电力驱动、控制、监测等功能的电控设备，保证系统正常工作。且该机已通过多家企业使用，得到了用户的好评，受到各大企业的青睐，在2001 年至2005 年，连续出口印度尼西亚十二台，所生产的膨润土用于动、植物油的脱色和净化。 五、结束语 膨润土是当今世界上应用范围较广和经济价值较高的粘土矿物之一。在未来的发展中，工业发达国家仍将以膨润土资源综合利用、选矿提纯以及深加工技术作为研究重点，同时积极进行膨润土应用领域的开发，尤其是在油类净化、石油蒸馏催化剂、环境保护及人工钠基膨润土、活性白土、有机膨润土等方面的研究。 今后，中国膨润土将根据国内外市场需求，调整产品结构，合理利用资源，重点发展人工改性钠基膨润土、有机膨润土和活性白土等系列产品,改变对外贸易中的低出高进局面。 中国膨润土资源丰富，按已探明的可采储量预测，xx可以满足21世纪国内对膨润土的生产需要。 参考文献： 1、王箴，化工辞典[M]. 化学工业出版社，1979，第二版，733～734. 2、膨润土 中国膨润土专家网[OL]. 3、覃佩诚，钙基膨润土钠化改型的生产实践[J]. 中国非金属矿工业导刊，2003，（6），28～30.
