膨润土吸附可以分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三种类型。
l)物理吸附。物理吸附是靠吸附剂与吸附质之间分子间引力产生的,即我们常说的范德华力产生的。物理吸附是一种可逆的吸附过程,吸附速度与脱附速度在一定条件下呈动态平衡。产生物理吸附的主要原因是膨润土表面分子其有表面能。由于膨润土在水中高度分散,物理吸附现象十分明显。
2)化学吸附。化学吸附是靠吸附剂与吸附质之间的化学键力而产生的,化学吸附作用一般不可逆。在钻井泥浆中应用化学处理剂就是化学吸附作用的典型例子,如铁铬木质素磺酸盐加入到膨润土泥浆中就是利用铬离子在膨润土晶体的边缘上发生整合吸附。这种化学吸附作用明显比物理吸附作用要稳定。因此用铁铬木质素磺酸盐处理的膨润土泥浆具有较高的抗温能力,可作为地热和超深井的抗高温泥浆体系。
3)离子交换吸附。膨润土矿物晶体一般带负电荷,因此在膨润土颗粒表面要吸附等当量的相反电荷的阳离子。吸附的阳离子可以和溶液中的阳离子发生交换作用,这种作用称为离子交换吸附。离子交换吸附的特点是:同号离子相互交换,等电量相互交换。离子交换吸附的反应是可逆的,吸附和脱附的速度受离子浓度的影响,这种影响符合质量作用定律。
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。
【知识简介】
工地钻井、打桩或顶管施工的朋友在配置钻井泥浆的时候难免会遇到各种问题,的是膨润土泥浆的配合比如何控制是每个工友的必备基础知识,那么正确的膨润土泥浆配合比应该是多少呢?以下是膨润土泥浆与水的配合比的实用案例
【配浆比例】
工友钻井配浆实用工程案例(仅供参考):
普通地质层膨润土泥浆与水的配合比:
纯土地质层膨润土泥浆配合比应控制在:膨润土 12%, 纯碱 0.6%, 掺加剂 CMC 适量即可。(辽宁地质勘探)
松散地质层膨润土泥浆配合比应控制在:膨润土 12%, 纯碱 1.0%, 掺加剂 CMC 适量即可。(滨海海水钻井)
半沙半土地层膨润土泥浆与水的配合比:膨润土 12%, 纯碱 1.5%, 掺加剂 CMC 适量即可。(济青高铁打桩)
纯砂地质层膨润土泥浆配合比应控制在:膨润土 18%, 纯碱 3.0%, 掺加剂 CMC 适量即可。(威海桩基钻孔)
岩石地质层膨润土泥浆配合比应控制在:膨润土20%, 纯碱 5.0%, 掺加剂 CMC 适量即可。(肥城深井钻井)
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【怎样提高膨润土泥浆的粘性】
一般增加泥浆粘度主要通过使用细度规格为200目的人工钠质膨润土粉配置泥浆,我们可以通过增加泥浆中的膨润土含量与水的比例,再加入提粘剂、降失水剂和防絮凝剂(稀释剂)即可达到增粘效果。
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