Hỡnh 1.11. Đặc điểm của Na- bentonit và Ca- bentonit trong nước
Ca - bentonit
Na - bentonit
Na- bentonit cú đặc tớnh trương nở, tớnh xỳc biến, lưu biến, khả năng trao đổi ion tốt hơn so với Ca- bentonit (Hỡnh 1.11) nờn cú thể sử dụng tốt hơn trong nhiều lĩnh vực: làm khuụn đỳc, phụ gia trong sơn, mực in, .... Vỡ thế trong nhiều trường hợp người ta phải thực hiện quỏ trỡnh chuyển hoỏ Ca- bentonit về dạng Na- bentonit.
Hỡnh 1.12. Phản ứng xử lý Ca- bentonit để chuyển về dạng Na- bentonit
Hỡnh 1.13. Trộn Na2CO3 với
bentonit trong quỏ trỡnh kiềm hoỏ khụ (Hàn Quốc)
Hỡnh 1.14. Trộn Na2CO3 với
bentonit trong quỏ trỡnh kiềm hoỏ khụ (Hàn Quốc)
Quỏ trỡnh xử lý Ca- bentonit để chuyển về dạng Na- bentonit (Hỡnh 1.12) cú thể bằng phương phỏp ướt (xử lý với dung dịch muối natri: cacbonat, clorua, nitrat ...) hoặc khụ (trộn trực tiếp muối natri cacbonat rồi đem sấy trong cỏc lũ quay như trong Hỡnh 1.13 và 1.14).
Quỏ trỡnh hoạt húa bằng kiềm cũng dẫn tới hũa tan cỏc oxit lưỡng tớnh, tạo trờn bề mặt sột những lỗ trống và cỏc trung tõm hoạt động.
C M Na N N
Hỡnh 1.15. Kiềm hoỏ Ca- bentonit trong lũ quay (Hàn Quốc) Hoạt hoỏ bằng axit
Quỏ trỡnh làm sạch cơ học, ngay cả khi dựng thủy xiclon về cơ bản chỉ loại bỏ được cỏc tạp chất hạt thụ lẫn với hỗn hợp sột smectit, như thạch anh, felspat, mica.... Muốn làm sạch sõu sắc smectit phải thực hiện quỏ trỡnh xử lý bằng axit. Quỏ trỡnh hoạt húa bằng axit được thực hiện bằng cỏc axit loóng, trước hết là cỏc axit vụ cơ như H2SO4, HCl, H3PO4. Người ta cũng cú thể dựng cỏc axit hữu cơ như: axit axetic, axit oxalic...
Để cú thể thu được sột smectit làm chất tẩy trắng, quỏ trỡnh xử lý với axit phải được thực hiện trong nhiều giờ, thường phải đun núng hỗn hợp sột và axit trong khoảng 1- 15 giờ. Sau đú người ta thực hiện quỏ trỡnh lọc rửa để tỏch dung dịch cỏc muối hũa tan khỏi pha rắn.
Cỏc điều kiện thực hiện quỏ trỡnh hoạt húa phụ thuộc vỏo quặng đầu và được nghiờn cứu bởi nhiều tỏc giả. Hiệu quả quỏ trỡnh hoạt húa axit phụ thuộc vào tỷ lệ axit/bentonit, thời gian và nhiệt độ xử lý. Núi chung hỗn hợp sột ban đầu cú hàm lượng nước 25- 50% trọng lượng (tốt nhất là trong khoảng 28-48%) được trộn đều với axit (nồng độ 20-100% trọng lượng) theo một tỷ lệ (khoảng 10-60% trọng lượng) sao cho hỗn hợp cú độ đặc quỏnh thớch hợp đủ khả năng
định hỡnh. Hỗn hợp được giữ một vài ngày ở nhiệt độ 15-70 0C rồi đưa vào quỏ trỡnh rửa và lọc.
Trong quỏ trỡnh hoạt húa bằng axit thỡ trước hết cỏc ion kim loại kiềm và kiềm thổ giữa cỏc lớp sột được thay bằng H+. Sau đú là cỏc ion nhụm và sắt được tỏch khỏi khu vực biờn, nhờ đú làm mất tớnh định hướng của cỏc lớp và tạo thành một axit silicic vụ định hỡnh ở khu vực biờn của cỏc lớp.
Kết quả nghiờn cứu quỏ trỡnh hoạt húa axit cho thấy, sau 30 ngày giữ hỗn hợp hoạt húa tại nhiệt độ phũng, hàm lượng nhụm trong Ca-bentonit ban đầu giảm từ 9,5% xuống 7,6%, cũn hàm lượng sắt giảm từ 3,2% xuống 1,8%; bề mặt riờng của bentonit tăng gấp 3 lần, từ 70 m2/g lờn tới 210 m2/g. Quỏ trỡnh hoạt húa axit cũng làm giảm kớch thước hạt và tạo ra kớch thước hạt đồng đều hơn.
Như vậy nhờ quỏ trỡnh hoạt húa bằng axit, sột smectit được làm sạch triệt để khỏi cỏc tạp chất phi sột, ngoài ra nhiều đặc tớnh như bề mặt riờng, độ nhớt huyền phự, dung lượng trao đổi ion, độ trương nở ... cú nhiều thay đổi.