摘要：科技在快速的发展，社会在不断的进步，本文以某层状非金属矿物—膨润土为试验原料，选用加水量24%，氯化钙1.0%，氯化镁0.5%，高分子材料添加量0.2%，造粒时间5min，分级粒径为1.0～2.0mm的工艺，制备出成本低廉，吸湿率17.99%，回收率98%以上的高品质膨润土干燥剂产品。通过吸湿率动态分析方法试验，确定了影响吸湿率的主要因素和最佳工艺条件。
关键词：层状非金属；膨润土；吸湿率；回收率；干燥剂
引言
非金属矿相对金属矿而言，主要指可作为非金属原料或利用其特有的物理、化学性质和工艺特性为人类的经济活动服务的矿产资源。广泛应用于石油、化工、冶金、建筑、机械、农业、环保、医药等行业，并越来越多地用于国防、航天、通信等高科技领域。我国非金属矿种众多，用途多样，随着科技进步，不断有新的非金属矿种出现。本文主要对非金属矿种历史沿革进行了梳理，总结了各阶段非金属矿种特点，为适应矿业市场发展需要，建议重新修订“矿产资源分类细目”中非金属矿种，并提出了修订建议。
1机理研究
1）吸附机理层状非金属矿物膨润土是通过物理或化学方式将水分子吸附在自身的结构中或吸收水分子并改变其化学结构。膨润土具有无数蜂窝状的空隙，表面积大，交换容量大，吸附性能佳，能吸附相当于自身体积8～20倍的水。引起膨润土吸附膨胀的动力是层间交换性阳离子和晶层表面的水化能。硅氧四面体晶格表面上裸露的氧原子可与水分子通过氢键键合，颗粒表面静电场越大，吸附能力也越高。2）造粒机理试验采用高效混合制粒装置进行颗粒整形。通过液体的表面张力，形成细小的颗粒，可根据具体情况造粒为0.5～3mm粒径的球形颗粒。
2各阶段非金属矿种特点
1）《绿皮本》非金属矿种特点①矿产大类是按冶金、化工和建材行业分为3类；②分出大量原料类和用途类矿种，如水泥原料（石灰岩、粘土等）、玻璃原料（石英砂岩、石英砂等）、陶瓷原料（高岭土、长石、石英等）、陶粒原料、铸石原料（辉绿岩、玄武岩等）、膨胀珍珠岩原料（珍珠岩、松脂岩、黑曜岩）、铸型用砂等，满足当时国家地质部门和工业部门矿种分类需要；③有些矿产名称如耐酸石材、耐碱石材等，这些特殊时期矿种已不适合现在的矿种分类命名；④泥炭划为燃料矿产，地蜡、天然沥青划为非金属矿产。2）《实施细则》非金属矿种特点①非金属矿产按矿物和岩石分为2类，不再按冶金、化工、建材行业分为3大类；②按用途主矿种进一步划分亚矿种，如石灰岩按用途进一步分为9个亚矿种（电石用灰岩、制碱用灰岩、化肥用灰岩、熔剂用灰岩、玻璃用灰岩、水泥用灰岩、建筑用灰岩、制灰用灰岩、饰面用灰岩）；③与《绿皮本》相比，天然沥青划为能源矿产，泥炭划为非金属矿产。3）《储量通报》非金属矿种特点①《储量通报》中沿用《实施细则》的矿种和分类；②与《实施细则》相比，新增非金属矿产3种，亚矿种14种，多为建筑和饰面用亚矿种；③天然沥青划为能源矿产，泥炭划为非金属矿产。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆4）《手册》非金属矿种特点①非金属矿产分为工业矿物和工业岩石2类，专门设立宝玉石矿产大类；②与《实施细则》相比，新增工业矿物12种，工业岩石10种；③新增的金红石、锆石、锂辉石、锂云母、天青石矿产为金属矿产，与菱镁矿一样也具有显著的非金属矿的特点，在非金属矿应用领域的用量大于金属矿领域的用量；④饰面用石材的矿种分为花岗石饰面石材、大理石饰面石材、板石饰面石材；⑤将天然沥青（含地蜡）、泥炭划为能源矿产。
3试验过程与讨论
吸湿率是表征干燥剂质量指标的重要参数，吸湿率低，产品干燥性能差。因此，在本次试验研究中，重点对干燥剂的吸湿率和回收率指标进行测试、表征。选取试样10g进行吸湿性能的测试，并对试样测试后的回收率进行统计。其中，膨润土干燥剂试样因在生产实践过程中，颗粒形态、强度对后期回收率有一定影响，测试过程也会因为干燥剂颗粒的散落对再次重复使用造成影响。因此，根据实际情况，在测试中考核了试样回收率指标。膨润土干燥剂回收率在本文中指的是测试样品在反复称量、测试后，再次可以重复使用的干燥剂颗粒的比率。1）加水量对吸湿效果的影响造粒中加水量的控制尤为重要，加水过多，吸湿效果相对较低，造粒效果也不明显；加水过少，产量低，颗粒强度不高，所造颗粒不致密，易碎，给后期使用和重复回收利用带来不便。固定添加剂氯化钙为1.0%，高分子添加剂为0.2%，造粒时间10min，产品粒径为0.5～2.0mm，考察加水量对干燥剂吸湿效果的影响，测试温度25℃，湿度40%。2）高分子材料对吸湿效果的影响固定加水量24%，氯化钙为1.0%，氯化镁为0.5%，造粒时间5min，产品粒径为0.5～2.0mm，高分子材料对吸湿性的影响见表4。高分子材料的添加对干燥剂颗粒的粘结起了一定的作用，不添加高分子材料，吸湿性不强，随高分子添加剂的增加，吸湿速率先上升后下降，这是由于高分子材料虽对吸湿性有一定的作用，但过量添加会降低吸湿速率。通过表4测试结果可知，将高分子材料的添加量确定为0.2%。3）造粒粒径对吸湿效果的影响固定加水量24%，氯化钙为1.0%，氯化镁为0.5%，造粒时间5min，高分子材料添加量0.2%。干燥剂半成品制作完成后，进行烘干处理。
结语
本膨润土干燥剂无毒、无味、无腐蚀性，化学性能稳定，可再生重复使用、吸湿性好，成本低廉。本试验研究采用的原料属安山岩钙基膨润土，无需提纯处理。本干燥剂属于绿色环保型产品。
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论文作者:孙伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
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