泥浆用膨润土配料试验分析

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1、泥浆用膨润土配料试验分析师连波葫芦岛市南票祥泰膨润土厂摘要；膨润土经钠化，加入增效剂，再加入适量的增稠剂，能够生产出达到国标的优质泥浆用膨润土原料。探讨了以南票祥泰膨润土为基料，钠化改性剂，增效剂与增稠剂的最佳用量及部分配料的作用机理。关键词语；膨润土，改性，钠化剂，增效剂，增稠剂，用量，作用机理。膨润土是以蒙脱石为主要成分的层状铝硅酸盐粘土矿物，其晶胞由两层硅氧四面体中间加一层铝氧八面体构成，四面体与八面体之间共享氧原子形成高度有序的准2维片层，具有很大的比表面积，且其中的硅铝离子可以被镁铁锂等低价离子代替，从而造成膨润土层间电价不饱和

2、，使层间带永久负电荷。这种负电荷通常由层间具有交换性的水合阳离子来平衡。因此膨润土具有良好的离子交换性，吸水性，膨胀性，粘结性，吸附性等一系列很有价值的特性。利用其离子很好的交换性能，对天然钙基膨润土进行钠化处理，其产品水化性能变优，可做钻井泥浆材料。但是近些年来发现，有的钙基膨润土经常规钠化处理，其造浆性能不理想，钠化后性能不稳定，而且有钙基化的倾向，分散性变差，易陈降分层等。本试验采用复合改方法，利用协同效应，改善膨润土的钠化效果，再添加少量有机物来提高膨润土的综合造浆性能。1.实验部分1.1主要原材料和仪器设钙基膨润土，来自本厂，蒙

3、脱石含量为65%--85%;复合改性剂：钠化剂+增效剂+增粘剂；高速搅拌器，11000转/分钟；六速旋转粘度仪，测定范围为0--150毫帕秒；滤失量仪：容积为200--400毫升。1.2试验方法1.2.1钙基膨润土的复合改性；湿法，称取一定份数钙基膨润土试验样，根据膨润土的含量与所测阳离子的交换容量的大小，按计算量称取试验份数的改性剂，在混料机中混均，然后用对辊挤压机改性钠化，于105度条件下烘干，磨细至200目得钠化膨润土。干法，将加工好的钙基膨润土粉，根据加入改性的计算量，将改性剂加入到膨润土粉中，陈化一个星期搅拌匀均。（膨润土细料中

4、应当保存一定量的水份）1.2.2改性膨润土造浆性能试验；（1）改性膨润土的制备：称取22.5克改性膨润土试样，倒入盛有350毫升蒸馏水的泥浆搅拌杯中，在高速搅拌机上搅拌20分钟，取下，在室温为25度的条件下封存16小时后，备做泥浆流变性试验。（2）表观粘度的测试：将上述膨润土泥浆悬浮液倒入泥浆杯中，在高速搅拌机上搅拌5分钟，取下立即测定600转及300转时的粘度值。动切力YP(Pa)按下式计算；YP=0.5（2Ф600-Ф300）。（3)滤失量的测定；将上述膨润土泥浆悬浮液，放入泥浆杯中，用高速搅拌机搅拌1分钟，取下立即倒入滤失仪泥浆盒中

5、，装于滤失仪器上，在0.69KPa的压力条件下，分别读取7.5分钟与30分钟时量筒中滤液的体积，滤失量FL（ml)按下式计算；FL=2（V30-V7.5).2.结果与讨论2.1；钠化改性剂的选择；采用湿态钠化法，选用的改性剂为碳酸钠，氯化钠，硅酸钠，氢氧化钠。用量为改性膨润土量的4%.改性剂碳酸钠氯化钠硅酸钠氢氧化钠600与300读数29/2214.5/813/7.527/21FL13.218.217.016.5通过上述试验使用碳酸钠是最为理想的改性钠化剂。2.2；增效剂的确定；对上述使用碳酸钠改性的膨润土样，添加不同的增效剂试验，选用的

6、增效剂有SL-1，SL-2，SL-3，SL-4,分别为无机化合物。将选用的增效剂加入到钠化膨润粉中，搅拌均匀。加量为钠化膨润土量的1%。同时加入增粘剂为2.2%。做泥浆性能分析。增效剂SL-1SL-2SL-3SL-4600/300读数30.5/2523/1625/1622/14FL11.812.013.812.2通过上面的试验分析得用SL-1增效剂最为适合本试验样的增效效果。2.3湿干态钠化试验比较；碳酸钠加量为4.8%，分别做湿干态钠化，其余添加剂为干态分别加入到不同的钠化土粉中，搅拌均匀，增效剂加量为2%。增粘剂加量为1.5%。方法即

7、时粘度陈化粘度FL湿态22/1434/2613.2干态15/1033/2614.2通过对干态与湿态钠化膨润土试验分析得知；在增效剂与增粘剂相同的条件下，干态钠化膨润土的即时粘度与湿态钠化的膨润土即时粘度相差较大，干态较适合泥浆陈陈化后使用，在陈化后的泥浆指标与湿态没有太大的差别。2.4湿态钠化时，增效剂加在钠化前与加在钠化后的效果比较；碳酸钠加量为4.8%，增效剂加量为2%，增粘剂为1.5.%.方法即时粘度陈化粘度FL钠化时加20/1330/2215.5钠化后加14.5/9.532/25.513.0试验得知；增效剂加在钠化后比加在钠化前要

8、好的多。钠化前加入其增效效果不明显。2.5对于干态改性泥浆土碳酸钠最佳用量试验；增效剂用量为1.2%增粘剂用量为2%。试验分析。碳酸钠用量3.3%4.3%5.3%6.3%陈化粘度27/1828