【正文】 800 t，價值 l 130萬美元。歐洲是美國以外世界又一大膨潤土市場，其需求大都由本地區(qū)膨潤土生產(chǎn)國的出口來滿足。我國膨潤土出 El量近年增長較快， 2020年為 14． 07萬 t，至 2020年已翻了一番，達到 28． 56萬 t唧 o。由于目前我國膨潤土資源開發(fā)水平較低，因此膨潤土深加工產(chǎn)品 (活性白土、納米膨潤土 )尚需進口，年進口量為 3～ 4萬 t舊引，進口均價是出口平均 價的 2倍左右。 國外市場預測 全球膨潤土開采加工主要集中在美洲和歐洲，企業(yè)規(guī)模較大，許多企業(yè)跨國或跨地區(qū)開采加工銷售，資源配制合理，近年來不斷向美洲和歐洲以外地區(qū)擴展。企業(yè)開發(fā)能力較強，產(chǎn)品系列化，深度加工比例和產(chǎn)品均價逐年上升。 國外膨潤土生產(chǎn)的資本和技術力量多比較集中，膨潤土工業(yè)大多由勘探、開采、加工直到生產(chǎn)各類檔次系列產(chǎn)品的聯(lián)合企業(yè)所組成，如美國、英國、希臘和日本等都有國際性聯(lián)合企業(yè)，并由這些聯(lián)合企業(yè)影響著世界的膨潤土工業(yè)。這些因素均將導致世界膨潤土需求的進一步擴大。但我國膨潤土資源開發(fā)應用的技術水平還比較低，規(guī)模生產(chǎn)的膨潤土產(chǎn)品不多?？傊?，目前環(huán)境保護已成為當今世界普遍關注的重大問題之一。 原料說明 原料名稱： 蒙脫石 又稱 微晶高嶺石 或 膠嶺石 。nH 2O。 )和一層夾于其間的鋁氧八面體片[Al(MgFe)O。 ]構 成的 2： 1型層狀硅酸鹽礦物。蒙脫石晶格中存在陽離子類質同象替代現(xiàn)象，導致自然界中有不同類型的膨 潤土，并且不同產(chǎn)地膨潤土的化學成分及性能也有明顯差異。 形態(tài) ： 呈土狀 隱晶質 塊狀， 電鏡 下為細小鱗片狀 物理性質 : 硬度 2～ 。甚柔軟。加水膨脹，體積能增加幾倍，并變成糊狀物。 熱分析：在 80～ 250176。一般鈉蒙脫石 脫水 溫度較低，且為單吸熱谷，鈣蒙脫石脫水溫度較高，并出現(xiàn)復合谷。C 之間，脫結構水。C ， 晶格 完全破壞。 1. 4 膨潤土介紹 的性質 別名 :膨土巖；皂土；斑脫巖 組成 :(Na,Ca)(Al,Mg,Fe)2[(Si,Al)4O10](OH)2 CAS 號： 1302789 密度： 2~3g/cm3 沸點： 176。C 蒸氣壓： at 25176。 膨潤土礦一般為白色 , 淡黃 , 因含鐵量變化又呈淺灰、淡綠、粉紅、黑雜等色 , 具蠟狀、 土 狀 , 油脂光澤。化學組分主要是 SiO Al2O H2O。此外 , Ca、 Na、 Mg 常以不同含量存在于膨潤土中 , 膨潤土的 Na2O和 CaO 含量對膨潤土的物化性能和工藝技術特性影響頗大 , 一般鈉基膨潤土優(yōu)于鈣基膨潤土 , 主要表現(xiàn)在吸水率和膨脹倍數(shù)大 , 陽離子交換量高 , 在水介質中分散性好 , 膠質價高 , 其膠體懸浮液觸變性、粘度、潤滑性好 , pH 值高。在水介質中能分散呈膠體懸浮液，并具有一定的粘滯性、觸變性和潤滑性，它和泥沙等的摻和物具有 可塑性 和粘結性，有較強的陽離子交換能力和吸附能力。 (三 ) 鑄造型砂粘結用膨潤土質量標準 據(jù)中華人民共和國建材行業(yè)標準 JC/T5291995，鑄造型砂粘結用膨潤土質量標準見表 (四 ) 精細陶瓷和建筑陶瓷用膨潤土 為原蘇聯(lián)Г OCT703275 標準。 2 膨潤土 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模 產(chǎn)品品種、規(guī)格及擬建規(guī)模 產(chǎn)品品種：膨潤土 擬建規(guī)模： 30 萬噸 /年 年操作日： 312 天 生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn) 30萬噸膨潤土。設置一條生產(chǎn)線。 312 = 960t/天，每天生產(chǎn)時間為 8小時。 8=120t. 剩余時間可以對生產(chǎn)設備進行維護，檢修。 主要原輔助材料消耗、主要設施情況一覽表 序號 項目名稱 內容 備注 1 占地面積 13500 m2 屬于工業(yè)用地 2 建筑面積 7500 m2 / 3 總投資 400 萬元 / 4 生產(chǎn)規(guī)模 年產(chǎn) 30 萬噸膨潤土 / 5 工作制度 每天工作 8 小時，年工作天數(shù)為312 天 / 6 勞動定員 100 人 / 消耗 情況一覽表 序號 名稱 年消耗量 單價（元 /噸） 合計（萬元） 1 膨潤土 30 萬噸 150 元 4500 2 純堿 6000 噸 1500 元 90 3 合計 —— —— 4590 序號 建設內容 建筑面積（ m2） 備注 1 車間 4500 單層鋼結構 2 辦公用房 500 單層轉混結構 3 倉庫 1500 4 宿舍 1000 5 合計 7500 3 工藝流程介紹 膨潤土選礦 地 質 勘 查 將膨潤土礦床劃分為如下四個勘探類型： (1) 第Ⅰ勘探類型 主礦層呈層狀，形態(tài)規(guī)則，延展規(guī)模屬大型；礦層厚度、礦石蒙脫石含量穩(wěn)定；內部結構、地質構造簡單。 (2) 第Ⅱ勘探類型 主礦層呈層狀、似層狀，形態(tài)規(guī)則 至較規(guī)則，延展規(guī)模中至大型 。屬于本類型的實例有吉林劉房子、浙江平山、內蒙古高廟子、安徽新潭、福建武平、遼寧黑山等礦床。礦層 (體 )厚度、礦石蒙脫石含量較穩(wěn)定至不穩(wěn)定；內部結構、地質構造較簡單 至復雜。 (4) 第Ⅳ勘探類型 主礦層 (體 )呈似層狀、透鏡狀、脈狀、藕節(jié)狀，形態(tài)規(guī)則至不規(guī)則，延展規(guī)模??；厚度變化穩(wěn)定至不穩(wěn)定；內部結構、地質構造簡單至復雜。 工業(yè)指標 膨潤土是一種多用途礦產(chǎn)，其質量和應用領域主要取決于不同屬性、屬型礦石的蒙脫石含量。 原礦中蒙脫石含量要求如下：邊界品位大于或等于 40%(單樣 )；工業(yè)平均品位大于或等于 50%(單工程 )。 可采厚度 1～ 2m。露采剝采比不大于 4∶ 1，露采邊坡角 50176。露采最終底盤最小寬度大于或等于 20m。 選礦 膨潤土選礦方法一般分為干法和濕法兩種。 干法選礦一般用來處理原礦質量較好的膨潤土。 膨潤土干法選礦流程一般為：原礦→手選→初步干燥→初碎→干燥→粉磨→分級→包裝 濕法選礦一般用來處理蒙脫石含量 30%～ 80%的低品位膨潤土。 膨潤土濕法選礦流程一般為：原礦→制漿→除砂→分級→脫水→干燥→粉磨→包裝。 膨潤土改型包括鈣基膨潤土人工鈉化、活性白土及有機膨潤土的制備等。干法是將含鈉試劑(一般為碳酸鈉 )加入到鈣基土中，經(jīng)過混碾和擠壓、 NaCa 置換反應而轉化為鈉基膨潤土。 鈣基膨潤土人工鈉化的流程一般為：鈣基土原礦→破碎→加入碳酸鈉 (濕法還需加水 )→混合擠壓→回轉爐干燥→碾磨→空氣分級→ 鈉基土產(chǎn)品。濕法是在混合擠 壓成條前，添加鹽酸 (或硫酸 )、水及分散劑，并充分攪拌分散；干法則只需加入鹽酸 (或硫酸 )，再充分攪拌即可。 有機膨潤土加工的一般流程為：原礦→粉碎→分散→改型 (鈉化 )→提純→加銨鹽覆蓋→漂洗→脫水→烘干→粉碎→包裝。 由于鈉基膨潤土比鈣基膨潤土有更好的膨脹性和陽離子交換性，而且還是許多其他膨潤土深加工產(chǎn)品的基礎原料，所以對鈣基土的鈉化改性很有必要 。 鈉化改性主要是利用蒙脫石片狀結構具有陽離于交換的特點，把高價的鈣鎂等離子置換出來，調節(jié)其蒙脫石中交換性陽離子鈉與鈣的比值，以 及二氧化硅與三氧化二鋁 、 三氧化二鋁及氧化鎂的比值 [1]。研究表明 : 鈣基膨潤土在自然條件下聚集關態(tài)存在。鈣基膨潤土的鈉化改型近年來取得了許多進展 , 歸納起來 , 人工鈉化處理的主要方法有以下幾種 : ( 1) 懸浮法。 ( 2) 陳化法。整個礦石含水量控制在 30% 左右 , 堆放時間 7~ 10d, 并常翻動拌合 , 老化后干燥 , 磨粉。 ( 3) 擠壓法。這種方法是目 前最常用的 , 已取得了較好的效果。由于擠壓摩擦產(chǎn)生 了大量熱能 , 加快了離子運動速度 , 擴大了運動范圍 , 從而增加了反應機會與陽離子交換過速度。這有利于吸附相反電荷的 Na+ 離子 , 從而增加了鈉化反應的進行 鈉化流程 在生產(chǎn)中廣泛使用半干法對鈣基膨潤土進行鈉化改性，可分為鈉化劑粉末加入法和鈉化劑水溶液加入法 。鈉化劑水溶液加入法工藝流程是：原土 → 碳酸鈉水溶液 → 碾壓 → 存放→ 粉碎成粉 → 性能檢測 。 膨脹容是表征粘土礦物水化特性的參數(shù)，而蒙脫石是水化性能最強的粘土礦物之一 。 因此 應 采用膨脹容和復用性來檢驗鈉基土的質量 。 復用性越好，鈉基膨潤土的有效膨潤土含量越高，則實際生產(chǎn)中的經(jīng)濟性也越高 。 鈉化劑水溶液加入法工藝下各因素的影響及試驗結果分別見表 表 2和表 3所示，各影響因素與膨脹容的關系見圖 1（ 圖中膨脹倍為同一水平下 3次試驗結果的算術平均值） 。 本設計用鈉化劑水溶液加入法工藝 鈣基膨潤土人工鈉化的流程一般為：鈣基土原礦→破碎→加入碳酸鈉(濕法還需加水 )→混合擠壓→回轉爐干燥→碾磨→空氣分級→鈉基土產(chǎn)品 。設備選型既是保證產(chǎn)品質量的關鍵和體現(xiàn)生產(chǎn)水平的標準，又是工藝布置的基礎，并且為動力配電、水汽用量計算提供依據(jù)。若有幾種產(chǎn)品都需要共同的設備，在不同時間使用時，應按處理量最大的品種所需的臺數(shù)來確定。一般后道工序設備的生產(chǎn)能力要略大于前道，以防物料擠壓。 設備選型思路 安全、核心及重點主要類設備 :依照高可靠性、高技術、高質量、高穩(wěn)定性適應高效率生產(chǎn)的的設備，選用知名廠家的一流設備。 一般設備：不屬于安全、核心及重點主要類及輔助設備，可選用國內中等水平設備。轉筒干燥機（烘干機）主要由筒體裝置前后托輪裝置、進出料裝置、傳動裝置與齒輪罩等部件組成。主要用于選礦、建材、冶金、化工等部門烘干一定濕度或粒度的物料。 回轉圓筒干燥器是一種處理大量物料干燥的干燥器。在化工行業(yè)中，如硫酸按、硫化堿、安福粉、硝酸 銨、尿素、草 酸 、重 鉻 酸鉀、聚氯乙烯、二氧化 錳 、碳 酸 鈣、磷酸 銨 、硝酸磷肥、鈣鎂磷肥、磷礦、普通過磷酸鈣、重過磷酸鈣、磷酸三鈉、三聚磷酸鈉等的干 燥， 大多使用回轉圓筒干燥器。 需要干燥的濕物 料 由皮帶運輸機或斗式提升機送到 料斗， 然后經(jīng)料斗的加料機構通過加料管進入進料 端。 干燥器圓筒是一個與水平線 略 成傾斜的旋轉圓筒。隨著圓筒的轉動， 物料受重力作用運行到較低的一端。在圓筒內壁上裝有抄板，它的作用是把物料抄起來又灑 ， 使物料與氣流的接觸表面增 大， 以提高 干 燥速率并促進物 料 前進。 載 熱體經(jīng)干燥器以后，一般需經(jīng)旋風除塵器將氣體內所帶物 料捕 集下 來。 回轉圓筒干燥器一 般 適用于 顆粒狀物料， 也可用部分 摻 入 干 物料的辦法干操 粘 性 膏 狀物料或含水量較高的 物 料，并 已成功地用于溶液物料 (料漿 )的造粒干燥中。干燥器長度一 般 在 2— 30 m，也有長 50m 甚至更長的。所處理的 物料 含水量范圍為 3~25%，也有高達 50%的。 物 料在干燥器內的停留時間在 5分鐘到 2小時。 0m／ s 范圍；對粒徑為 l~5mm 的物料，氣速在 1． 2~2． 2m／ s 范圍內。缺點是設備復雜龐大、一次性投資大、占地面積大、填充系數(shù)小、熱損失較大。即水分主要從粒子表面蒸發(fā)而無降速階段。這時粒于內部的水分繼續(xù)向表面擴散，當較子再露出料層與氣流接觸時，粒子表面又有自由水分存在，使粒于溫度一直維持在氣流的溫球溫度附近。 筒壁和抄板與氣流接觸時被加熱，面與物料接觸時被冷卻，但由于變化周期較短，溫度變化幅度很小，所以筒壁濕度基本上可以認為是一常數(shù)。根據(jù)許多資料表明，熱傳導的熱量所占比例很小，只有在分格式轉筒中才占 30%左右。在化工干燥作業(yè)中 ，氣體溫度一般不太高，故輻射的熱量在最佳條件下不超過物料在干燥器中所得熱量的 6%，所以在大多數(shù)場合下，在熱力計算中可以不予考慮。水分從物料內部以液態(tài)或氣態(tài)擴散，透過物料層而達到表面，然后水汽通過物料表面的氣膜而擴散到載熱體的主體，這是一個傳質過程。干燥過程得以進行的條件， 是必須使被干燥物料表面所產(chǎn)生水汽或其他蒸氣的壓力大于載熱體中 水汽或其他蒸氣的分壓，壓差越大，干燥過程進行得越迅速。所以，在回轉圓筒干燥器中都設有鼓風機或引風機。因此需要烘干的物料，從進料箱、進料溜進入筒體，即被螺旋抄板推向后。 轉筒干燥機特點： 結構簡單，操作方便 ； 適應范圍廣，可以用它干燥顆粒狀的物料，附著性大的物料用它干燥也很有利 操作彈性大，生產(chǎn)上允許產(chǎn)量有較大波動，不致影響產(chǎn)品的質量； 生產(chǎn)能力大，可以連續(xù)操作 故障少，維修費用低。 、流向的選擇 濕物 料和載熱體流向有并流和逆流兩種，也有逆、并流合用的。干燥過程中濕含量高的物料與溫度最高而濕含量 小的載熱體在進口端相遇，此處干燥推動力大。所以并流的特點是推動力沿物料移動方向逐漸減少。并流方式適用于下列物料的干燥 (1)物料在濕度較大時，允許快速干燥而不會發(fā)生裂紋或焦化現(xiàn)象。 (3)干燥后的物料吸濕性很小，否則干燥后的物料會從載熱體中吸回水分，降低產(chǎn)品質量。在入口處，濕度高的物料與濕度大、溫度低的載熱體接觸，在出口處，濕度低的物料與濕度高的濕度小的載熱體相接觸，因此干燥器內各部分的干燥推動力相差不大，分布比較均勻。 (2)干燥后的物料可以耐高濕，不會發(fā) 生分解、氧化等現(xiàn)象。 (4)要求干燥速