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实验原理沸石是一簇由<(Si,Al)O>四面体组成、具有架状结构的含水铝硅酸盐矿物。由于晶体结构的开放性以及含有大小不均匀的孔道和空腔,并具有很大的比表面积,因此,沸石具有很强的吸附能力。天然沸石架状结构中,存在着空腔和孔道,因四面体中铝置换硅,电价不平衡而导致补偿正电荷的需要。这些孔道和空腔常被碱金属离子或沸石水分子占据。沸石水是以中性水分子形式存在于沸石矿物晶格中的水,在矿物晶格中占有确定的位置,其含量有一个确定的上限值。当温度升至80100时,结晶水和吸附水逸出,在失水过程中并不导致晶格的破坏;在适当的外在条件下,可吸水并恢复原来的物理性质,从而在一定条件下可以重复循环。其吸附量比一般的固体颗粒大得多,这一特性能在工业生产中得以广泛应用.沸石的这种晶格结构还决定了它具备强的离子交换性和吸附性,我们用这些特性进行了制备干燥剂的实验。
在自然条件下由于沸石强的吸湿性,故筛分前先将沸石粉置恒温干燥箱内,温度为80.混料:先把803000目颗粒在105下烘干,然后以80目的沸石颗粒为基体,其余各目数的颗粒分别为骨架,以14混合,以此确定混合所得干燥剂的吸水效果。以水玻璃为基体作骨架的粘结剂:实验测得水玻璃的*佳比例为总量的30%.粘结造粒后分别过20、40、60目筛,获得不同粒径的沸石干燥剂。样品干燥处理:从沸石的差热、热重曲线分析看出,物料平衡水十分重要。沸石中的吸附水和沸石水的失去温度在3742425之间,所以我们固化时采用逐级升温的形式脱去沸石水,温度为80、110、180,各1h.活化得内表面积特别大的固体干燥剂,然后置干燥器中冷却至室温,加盖待用。
吸附水测试用滴定水法测饱和吸水率。当烧杯内的固体颗粒吸水后彼此连接在一起,且没有多余的水可以控出,则视为颗粒吸水饱和。干燥处理温度对造粒干燥剂吸水率的影响结果对比可知,经加温固化沸石干燥剂的饱和吸水率,比相应的未经加温固化的要高。
原矿酸处理改性后吸附测试:将天然红辉沸石经无机酸处理,用半径小的质子H置换晶格孔道中半径大的阳离子,如Na等,从而拓宽孔洞和通道,表面积明显增大,大幅度提高了其吸附容量。随盐酸浓度的增大,沸石原矿的吸水率在不断增大。当盐酸的浓度为15mol/L时,沸石原矿的吸水率*高;之后随盐酸浓度的增大,吸水率迅速下降。
活化温度的影响沸石因温度升高失去结构中的吸附水和沸石水,从而使其内部结构空间增大,孔道内表面积具有很强的静电力场和极性,会吸附外界的水分。由差热曲线分析和已知资料可知,红辉沸石的耐热性较差,其热稳定温度为300、结构完全破坏温度为500.我们从200至260,逐渐升高温度。随温度的升高,沸石吸水率不断缓慢升高.270时吸水率快速下降,但到280时吸水率有所回升,这可能由于沸石晶体结构有所改变所致。
活化时间的影响沸石原矿在110下活化处理。随不同活化时间,沸石的吸水率也有所不同。实验表明,15h时的吸水率为*高。测不同粒度干燥剂在不同时间的吸水率,结果发现,相同粒度的干燥剂随着空气相对湿度的增大,干燥剂的吸水率有明显的提高;随吸附时间的延长,吸水率呈缓慢提高趋势。吸附时间为40h时,发现解吸现象。
用本试验工艺条件制得了改性坡缕石粘土,可作耐水腻子粉的添料。经搅拌混合制得的非水泥基耐水腻子粉,具有高强度、高耐水性、高抗变黄性、抗碱性、抗冻性等特点,施工后受水受潮不起皮、不脱落、不长黑斑,使用寿命长。产品干粉状,直接加水搅拌即可使用;绿色环保,符合国际建材环保健康标准;施工性好,批刮来回自如。由此可知,该非水泥基耐水腻子的生产工艺完全可行。