膨润土干燥剂制备及研究

蒙脱石八面体中的Al3+和四面体中的Si4+往往部分（或全部）被其它阳离子置换，形成一些吸附及亲水特性，膨润土用于吸湿干燥具有现实意义。

1 膨润土的物理特性和化学成份

膨润土系以蒙脱石为主要成份的粘土岩，颜色有白、浅灰、浅粉红、肉红、绿黄、砖红、褐红色等。油脂光泽、蜡状光泽或土状光泽。具贝壳状或锯齿状断口。有松散如土者，但致密坚硬者居多。吸湿性强，zui大吸水量为其体积的8～15倍。吸湿膨胀倍数从几倍到三十余倍，可塑性强，有较好的粘结性，在阳光下晒干后成干裂碎块。

蒙脱石晶层间吸附水份或有机分子后，随着吸附量的增加，晶层间距（d001）加大。晶层间距的变化范围自9.6?到21?，吸附有机大分子时晶层间距可增大到48?。蒙脱石晶层间距加大，表现为膨润土体积膨胀。

蒙脱石的理论化学成份（%）：SiO2，66.7；Al2O3，28.3；H2O，5。国内几种膨润土的化学成份，见表2。

表2 国内几种膨润土的化学成份（%）

2 膨润土干燥剂制备

2.1 实验部分

原矿经人工选矿，物理及化学湿法提纯。样品通过模具（普通挤出机）挤压出球状或圆柱形颗粒，直径在1～3mm左右，烘干温度控制在110～180℃，破碎过筛（合格粒度0.5～3mm，破碎设备为φ80cm普通磨盘式破碎机）、包装。工艺流程见图1。产品在25℃、相对湿度40%的条件下，测定24、48h静态吸湿率，要求吸湿率大于14%。

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选用的添加剂有CaCl2、MgSO4、Na2SO4、CaSO4、Na2CO3等，加入量在0.5%～1.0%左右，主要目的是提高干燥剂吸湿性能，但要防止表面返湿、粘手等不良现象。

由于仪器、仪表、药品、皮革等的防潮，都需要小包装的干燥剂，因此包装规格有5g、10g、20g以至100g等规格；我们选用杭州标准干燥剂用纸和无纺布作为小包装材料，它们既有孔隙吸湿的功能，又可在110℃下再生干燥。

膨润土干燥剂的制作成本与原矿质量有关：直接加工制作成本在1000元/吨左右，提纯后加工制作成本在2000元/吨左右。

2.2 结果与讨论

膨润土干燥剂按干燥剂的标准（美军标MIL-D3464E）要求：在25℃、相对湿度40%的条件下，48h吸湿率大于15%，水溶液pH为6.0～8.5，铜片腐蚀试验合格。

我们将本次实验生产的膨润土干燥剂，与硅胶、国外干燥剂进行了吸湿效果对比，试验数据见表3。

表3 膨润土干燥剂的对比试验结果

*均为未提纯原矿。

2.2.1 烘干温度对膨润土干燥剂吸湿率的影响：实验发现干燥温度超过200℃后，干燥剂的吸湿能力有所下降；当超过300℃后，干燥剂的吸湿能力明显下降（表4）。

表4 烘干温度对膨润土干燥剂吸湿率的影响

2.2.2 提纯对吸湿率的影响：蒙脱石含量的高低对吸附的效果有密切关系，故在选定原矿后，应进行湿法提纯来提高蒙脱石的含量。从吸水机理考虑，原矿是钙、镁、锂基膨润土中的任何一种。

我们对浙江临安、吉林九台、安徽黄山膨润土三种原矿进行了提纯试验，制得的干燥剂吸湿效果明显提高，实验结果见表5。

表5 提纯对膨润土干燥剂吸湿率的影响

25℃、RH40%、48h。

2.2.3 添加剂对膨润土干燥剂吸湿率提高的影响：前面已经列举了我们实验中常用的几种添加剂，原矿的条件不同，选用的添加剂种类也不同。实验中我们选择了CaCl2作为添加剂，加入量为0.5～1.0%，干燥剂吸湿率提高1%左右。

3 膨润土干燥剂的再生利用

我们将膨润土干燥剂通过48h测试吸湿，然后放到湿度大于70%的25～35℃室内大环境中自然吸湿，在110℃下再生干燥4h，再测试它的吸湿率，其吸湿率为新鲜干燥剂的95%以上。

4 小 结

膨润土干燥剂在美、英、法等国已广泛应用，它具有吸湿量大、吸水速度快、成本低、无腐蚀等优点。目前国内常见的主要为多孔硅胶干燥剂，这种干燥剂成本高、低分压下吸水慢，并带微酸性。我们开发的膨润土干燥剂产品，近几年来国内和出口销售量递增，经济效益显著。同时，较低档次的膨润土干燥剂，还可作为宠物的干燥、除臭剂，该产品国内、港澳、中国台湾和出口泰国、新加坡及东南亚地区。

膨润土干燥剂除上述优点优于通常使用的硅胶干燥剂外，还具有以下特点：在同一吸湿条件下，吸湿有效时间长；价格低廉，售价是硅胶的1/3；加工工艺简单；安全、环保。值得一提的是：袋装膨润土干燥剂包装规格，可视用户需要而定；另外，质量较好的原矿，可直接破碎加工成干燥剂，这样的加工成本可降低，该产品虽单位吸湿率较低，但可用增加包装量来提高吸湿效果。