湿法脱硫石灰石粉标准

石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工程通用技术规范石灰石粉的细度宜保证325目90%过筛率。6.4.2脱硫用生石灰和电石渣的CaO含量应不小于80%。96.4.3单套石灰石/石灰卸料系统出力应满足6h~8h完成输送脱硫工程1d的石灰石。

石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工程通用技术规范石灰石粉的细度宜保证325目90%过筛率。6.4.2脱硫用生石灰和电石渣的CaO含量应不小于80%。96.4.3单套石灰石/石灰卸料系统出力应满足6h~8h完成输送脱硫工程1d的石灰石。

石灰石粉仓附属设备技术规范书.doc_淘豆网脱硫吸收剂采购石灰石粉，粒度≤63µm,250目90%过筛率。由汽车运进厂内。脱硫用石灰石粉由售粉厂家用自卸密闭罐车运至电厂。（最终以买方提供的值为准）。石灰石分析资。

火电厂采用石灰石石膏湿法烟气脱硫使用设计技术规程和技术规范应注。石灰石粉细度，在规范有规定：对燃用中低含硫的燃料石灰石粉细度应保证250目90%过筛率，对燃用高中含硫的燃料石灰石粉细度宜保证325目90%过筛率。据编者了解在。

中华人民共和国国家环境保护标准90%，石灰石粉的细度应保证250目90%过筛率。5.2.2脱硫剂浆液的制备脱硫剂浆液制备系统应设置脱硫剂的计量装置，脱硫剂浆液的浓度应控制在工艺允许的范围内，。

招标辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司2014年度物资采购-脱硫。石灰石粉粒径标准0.1mm过筛率（%）0.2mm过筛率（%）0.3mm过筛率（%）0.4mm过筛率（%）0.5mm过筛率（%）1mm过筛率（%）0.1mm以下所占百分比（%）0.1-0.2。

第6章 样品加工

目数，就是孔数，就是每平方英寸上的孔数目。目数越大，孔径越小。一般来说，目数×孔径（微米数）＝15000。比如，400目的筛网的孔径为38微米左右；500目的筛网的孔径是30微米左右。

过筛率是一百分数，是颗粒透过某目数筛占总质量的百分数，看具体要求一般90%以上合格，纯的话96%以上

用途及工业要求

天然的岩石矿物是极不均匀的。将天然的地质样品变成可供实验室分析的分析试样，这个过程称之为样品加工或样品制备，俗称碎样。

样品加工是分析工作必不可少的重要组成部分，它不仅是分析工作的第一步，而且是分析质量保证的重要环节。分析中的误差可以通过不同的分析方法、不同的分析人员或不同实验室的相互比对发现，而样品加工不当引入的误差是分析工作本身无法消除的。分析工作者也许并不直接参与样品加工，然而必须懂得样品加工的重要性，了解样品加工的方法和程序，知道样品加工的基本要求和加工过程中可能存在的误差来源。

6.1 样品加工的原则和基本要求

采用经济有效的加工方法，将岩石矿物等地质样品经过破碎、过筛混匀、缩分，制备成代表性、均匀性合格的分析试样，这就是样品加工的原则。

样品加工的基本要求是: ① 加工后的试样应保证与原始样品的物质组分及其含量不发生变化，即试样的代表性不变。这就要求加工过程中不应有损失或沾污，且要防止诸如加工过程中因发热而引起的某些成分 ( 如亚铁、硫) 氧化而导致的成分含量变化这在样品加工中实际上极难完全做到，采取适当的措施将这些影响降低至最小是可以办到的。② 加工后的试样应该有良好的均匀性。欲使加工后的试样绝对均匀是不可能的，但是在一定的取样量前提下，试样待测组分的均匀性应满足分析工作的需要，无疑是必须达到的基本要求。③ 加工后的试样必须达到规定的粒度要求，便于后续分析工作的试样分解和测定。④ 样品加工的方法应根据不同矿种和不同的分析要求，采取不同的加工方法，确保样品加工的质量。

6.2 样品缩分公式———切乔特公式

6.2.1 切乔特公式及其物理意义

在地质样品的加工过程中，必然要经过破碎和缩分。如何保证缩分后样品的代表性，实际工作中通常使用切乔特公式判断，这是一个经验公式，可用下式表示:

Q=Kd2

式中: Q 为样品最低可靠质量，kgd 为样品中最大颗粒直径，mmK 为根据样品特性确定的缩分系数，它为一常数，必要时可通过试验求得。

6.2.2 样品的最低可靠质量 Q

样品加工的过程是样品粒度和质量不断减小的过程。在一定的样品粒度下，确保样品化学成分不变所需的样品最小质量，称之为样品的最低可靠质量，也可理解是确保样品缩分前后化学成分不变的样品最小质量。在样品加工过程中，凡样品质量大于最低可靠质量的，上述意义下是合格样品反之，则违犯了样品加工的规定，是不允许的。

从切乔特公式可以看出，影响 Q 值的主要因素是 K 值和样品的最大粒径。与 K 值大小相关的因素，如样品种类、待测元素的含量及其分布的均匀程度、分析精密度和准确度的要求等均会影响 K 值。样品的粒度越细，样品的最低可靠质量 Q 就越小。

6.2.3 缩分系数 K 值及其确定

不同种类样品的 K 值并不相同，见表 6.1。大多数的岩石矿物的 K 值在 0.1 ～0.5 之间，通常采用 0.2。待测组分的含量越低，分布越不均匀，所取的 K 值就越大分析质量要求越高的试样，也必须取较高的 K 值，以便将试样均匀性引起的误差降低至可以忽略的水平。

样品粒径 ( d) 及不同 K 值情况下的 Q 值列于表 6.2。

表 6.1 主要岩石矿物的缩分系数 ( K 值)

表 6.2 d、Q 与 K 的对应值

续表

严格地讲，K值应该针对特定的矿种和特定的测定组分进行试验而确定。对已经勘探的矿床，从最典型的矿石中取全巷或剥层样1000～2000kg，将其粉碎至10mm左右的颗粒，并缩分成若干个部分样品(通常分为8～16个部分)，然后进一步粉碎，选用不同K值缩分，缩分过程中不丢弃任何一份样品，最终制成分析试样。对每组分析试样进行待测组分的测定，根据测定结果的平均偏差确定最合理的系数K。以后该矿床的样品加工就采用该K值。

6.2.4 切乔特公式应用中特别需要注意的问题

鉴于切乔特公式是一个经验的公式，它有一定的局限性对于组成极其复杂、化学成分多变且含量变化悬殊的岩石矿物这一特定的对象而言，下列问题是需要重视的。

1)同一样品的不同组分，其K值差别可能很大。如石英砂中的SiO2，即使取很小的K值，也能保证分析结果有良好的重现性。对Cr2O3或TFe而言，要保证样品的代表性，其缩分系数K值就要大得多。

2)以元素状态或独立矿物存在的痕量元素，其K值与大多数其他组分的K值会有很大的差异在某些情况下，切乔特公式不适用。例如金矿石，其中金很可能以自然金粒形态存在，分布极不均匀，且金有良好的延展性，金不能与基岩介质同步粉碎。若用基岩介质的最大颗粒直接代替金粒，显然是不合适的。

3)以K=0.2计算，样品粒度为200目(0.074mm)时，由切乔特公式求得可靠的最低样品质量为1.0925g。因此，取K值为0.2时得到200目分析试样也不是绝对均匀的当取样量小于1g时，某些组分的不均匀性就有可能出现。但是，在近代的岩石矿物分析中，取样量低于1g是常见的做法，分析结果表明样品的均匀性并没有问题，可能的解释是由于样品加工中的K值一般都取得较大。加工后的试样粒度往往不是200目，而是-200目，即试样粒度小于0.074mm。尽管如此，分析工作者必须清醒地认识到，分析时的取样与样品加工中的缩分是性质完全相同的，是在更细粒度下的缩分，它对样品代表性仍然是有影响的。近代大型仪器分析取样量有不断减少的趋势，其潜在的取样代表性风险不容低估。

对于样品加工问题的研究远远落后于分析技术的研究。事实上，分析技术的发展对样品加工提出了更高的要求，这点常常被忽视。

6.3 一般岩石矿物样品的加工

样品加工一般可分为3个阶段，即粗碎、中碎和细碎。每个阶段又包括破碎、过筛、混匀和缩分4道工序。根据样品的质量和原始样品的情况，每件样品不一定都要经过3个阶段或4道工序。样品加工过程中应当留存相应的副样。

6.3.1 样品加工流程

一般样品加工的流程如图6.1所示。

图6.1 一般样品加工流程

6.3.2 关于样品加工的粒度要求

按照《地质矿产实验室测试质量管理规范》(DZ/T0130—2006)规定，各类岩石矿物样品加工后的试样粒度应符合表6.3的要求。

表6.3 分析试样的粒度要求

如果样品矿种不明，则加工后的试样粒度一般为0.097～0.074mm。

试样粒度是样品加工中的重要指标，其原因是它直接与试样的均匀性有关试样越细，其均匀性越好，取样误差越小。另外，粒度越细，试样分析越方便。但是，某些矿种的样品加工粒度又不宜太细。例如黄铁矿，粒度越细，硫的氧化越严重，导致分析结果失真。因此，样品的加工粒度要求应视样品的类型而定，凡是在加工过程中组分不易变化或丢失的样品，加工粒度最好碎至200目。当然在金属的加工机械中粉碎，粒度越细，被污染的可能性就越大。

6.4 金矿和铂族元素样品的加工

6.4.1 金矿样品的特性

金矿样品中金往往以自然金形态存在，嵌布极不均匀。由于金含量低、强度大、延展性好，故样品的加工存在一定的困难，尤其是含粗粒、巨粒金的样品。

6.4.2 不同粒级金矿样品加工

6.4.2.1 金矿样品粒级的划分

矿石中自然金的粒度不一，样品加工的难易程度也不同，加工流程也不同。

金矿粒级的划分见表6.4。

表6.4 金矿粒级的划分

金粒度也可以用实验方法大致确定，常用的方法是人工重砂法和筛上残金比法。

人工重砂法是将原样在颚式破碎机破碎至全部通过18目筛(样品粒度为1.00mm)后，缩分一半，继续加工为分析试样另一半做人工重砂，进行自然金粒度分布情况的测定。为了使结果有一定的代表性，同一矿区或矿点的样品应多做几件人工重砂测定，重要的零星样品也可采用此法。

筛上残金比法是称取40～80g粒度为0.075mm的分析副样，用振动筛机过筛或水析过筛，筛上残留试样的质量为称取分析副样质量的0.5%～3.5%时，取下，烘干，称量。筛上残留试样的质量占过筛试样全部质量的百分比为A分别测定筛上试样和过筛试样中的含金量，筛上残金的量占过筛样全部金的百分比为B。

B/A＜1.5，可判定为微、细粒金矿，属易加工金样

B/A为1.5～4，可判定中粒级金矿，属可加工金样

B/A＞4，可判定为粗粒金矿或巨粒级金矿，属难加工金样。

6.4.2.2 不同粒级金矿样品的加工流程

不同粒级的金矿样品应该选用不同的加工流程，并兼顾不同的分析取样量。流程中的关键是确定第一次缩分时的样品粒度。有条件的矿区，应通过试验确定。图6.2给出了不同粒级金矿样品加工流程，以供使用中参考。

6.4.3 金矿样品加工的特殊措施

为了保证金矿样品的加工质量，卡林型金矿可按一般样品加工流程进行，K值可取0.2～0.4其他金矿除按图6.2的流程加工外，还应采取以下措施。

1)避免使用对辊式破碎机。

2)中碎时采用圆盘式破碎机，适当调大进料和出料粒度，细碎采用棒磨机。

3)延长棒磨时间。

4)对于基岩介质(即脉石)较软的金矿样品，可以定量加入不含待测元素的石英岩或石英砂，增加样品自磨效果，减少粘结但必须注意根据加入的石英岩或石英砂量和样品量，校正最终分析结果。

5)缩分后样品量不应少于500g。

6)样品粉碎至粒度为0.075mm后，可以不过筛，避免过筛造成贫化效应，使金的结果偏低。

7)对于巨粒金样品，也可以在样品破碎后分别测定筛上物和筛下物，最终以质量为权重，加权平均后求得试样中金含量。

图6.2 不同粒级金矿样品加工流程

6.4.4 金矿样品加工质量检查

6.4.4.1 用分析结果的精密度检查

称取相同质量(例如20g)试样由同一分析者同时进行3份以上平行分析，从分析结果的精密度判定加工质量再取不同量的试样进行分析，视其精密度是否符合要求。

6.4.4.2 用副样检查

在第一次缩分时，将应弃去的一半样品保留，平行加工成另一试样。然后对两份试样进行平行分析，以检查制样是否有代表性和第一次缩分的粒度和留样量是否合适。

6.4.5 铂族元素矿样品加工

铂族矿样品加工可参照金矿样品的加工方法。

6.5 特殊样品加工

6.5.1 黄铁矿和测定亚铁样品加工

中碎后通过18目筛(粒度1.00mm)的样品，直接用棒磨机或圆盘细碎机加工至0.149mm(100目)。使用圆盘机加工时不能将磨盘调得过紧，以免磨盘发热引起硫或亚铁氧化。若磨盘发热，则应停止磨样，待其温度下降后再继续磨样。也可以采用水冷方式控制磨盘温度，副样应装入玻璃瓶中密封保存。测定亚铁的分析试样不烘样。

6.5.2 铬铁矿样品加工

由于铬铁比值是评价铬铁矿石质量的重要指标，因此加工时应防止铁质混入。宜采用高强度锰钢磨盘或镶合金磨盘加工至0.177～0.149mm后，再用玛瑙球磨机或玛瑙研钵研细至0.074mm。

6.5.3 玻璃及陶瓷原料所用的石英砂、石英岩、高岭土、黏土、瓷土等样品加工

这类样品加工中应严格避免铁、铬等影响颜色的元素的污染。致密的石英岩硬度大，不易粉碎，可其将在800℃灼烧1h，然后迅速置于冷水中骤冷，碎裂后风干，再破碎。也可用多层洁净耐磨布包裹后撞击使其破碎。少量石英砂或水晶等样品的研磨宜在玛瑙研钵中进行，也可使用玛瑙球磨机或翡翠盘磨机加工，过筛应采用尼龙筛，筛的边框应为塑料材料，盛样器皿和分样工具也应采用塑料制品。

6.5.4 岩盐、芒硝、石膏样品加工

此类样品的特殊性在于其水分的不稳定。为避免水分的损失，样品应尽可能就地及时加工并进行分析。若需长途送样，样品应瓶装后尽快运送。实验室收样后立即粗碎，迅速置于搪瓷盘中称量。然后于40～50℃烘6～8h，必要时可延长至20h烘干后再称量，计算样品在过程中失去的水分。然后再继续加工，在加工过程中仍应防止水分变化，故应尽快将样品加工完成并立即装瓶密封。此类样品应留粗副样，装瓶密封保存。

石膏样品的制样粒度为0.125mm，对不含芒硝、岩盐的样品于55℃烘样2h，含芒硝、岩盐的样品不烘样立即装瓶。

岩盐样品的制样粒度为0.149mm。

6.5.5 云母、石棉样品加工

云母多呈片状、鳞片状或板状，石棉为纤维状，这类样品可先用剪刀剪碎，再在玛瑙研钵中磨细。也可以先灼烧使云母变脆，再粉碎，混匀。还可采用棒磨机粉碎至0.125mm。

6.5.6 沸石样品加工

沸石样品不烘样，留存的副样也应装瓶密封。沸石测定不同项目要求的粒度不一，需要分步粉碎，其加工流程见图6.3。

6.5.7 膨润土样品加工

膨润土系蒙脱石为主的黏土类矿物，极易吸水，而其层间水又不稳定。样品加工前于105℃烘干，然后尽快进行粗碎和中碎。加工至粒度为1.00mm后留副样，于塑料瓶中密封保存。正样置于洁净的搪瓷盘中，再于105℃烘干，细碎至0.074mm，供可交换阳离子和阳离子交换总量、脱色率、吸蓝量、胶质价、膨胀容积、pH值等项目分析用。进行X射线衍射分析、差热分析和红外光谱分析的试样则不烘样，以免失去层间水。

6.5.8 物相分析样品加工

供物相分析的试样对粒度要求较严，为了获得相对可靠的分析结果，试样的粒度应尽可能均匀一致制样时磨盘不要调得过紧，应逐步破碎，多次过筛避免过粉碎。物相分析的试样粒度视矿物和分相的要求不同也不尽一致。一般为0.149mm，不烘样。硫化物高的样品宜用手工磨细或棒磨机细碎。有些样品的物相分析试样粒度要求为0.097mm或更细。

图6.3 沸石样品加工推荐流程

6.5.9 单矿物样品加工

因样品量很少，可用玛瑙研钵直接研磨至0.074mm，防止沾污和损失。

6.5.10 组合分析样品加工

组合样是由多件或几十件样按采样长度比计算得到的每件单样应称取的质量组合而成。组合样的质量不少于200g。应先将其置于磨盘调得较松的圆盘细碎机中细碎，然后选用比原样粒度稍粗的筛子过筛，再充分混匀、缩分、粉碎至所需的粒度。也可将组合后的样品直接装入棒磨筒中棒磨至所需粒度。如不需要对组合样粉碎，也可用棒磨机棒磨样30min使其初步混匀。

组合样的加工关键是必须混匀。

6.5.11 水系沉积物、土壤样品和煤样加工

水系沉积物和土壤样品一般不烘样。可在刚玉或玛瑙碎样机中加工至粒度为0.074mm的分析试样，加工后的试样质量应不少于加工样品质量的90%，不过筛，凭手感检查粒度是否达到要求。

煤样加工按GB/T474执行。

6.6 样品加工中的质量控制

样品加工应尽可能防止引入误差，否则误差将被带至后续的分析工作中，严重时将导致分析结果全部无效。

6.6.1 防止污染是样品加工质量保证的首要条件

样品加工中的污染是指在加工过程中，引入了样品之外的外来物质，即改变了样品的成分，从而导致了待测组分的分析结果与原样的真实结果存在显著性差异。其后果是分析结果失真，无效。从广义的角度看，加工过程中样品某个组分的损失使该组分的测定结果偏低也是一种污染，只不过是负污染。加工样品时，引入的污染杂质即使不是待测组分，对待测组分也无干扰，但由于其改变了样品的组成，实际上对样品进行了“稀释”，也是不允许的。

严格地讲，样品加工中的污染是不能避免的。“无污染制样”只是一种理想。它仅是指加工引入的污染可以控制在能够容忍的水平下的一种相对概念。防止污染意味着必须付出相应的成本。在满足分析结果要求的准确度前提下，应尽量减少加工成本是应当遵循的原则。

试样加工中的污染来源是多方面的。多数污染是可以防止的，如样品交叉污染、样品加工室的环境污染、制样人员佩戴金属饰品引起的污染等。有些污染只要严格执行加工规程也可以避免，如高纯石英砂和水晶样品严格禁止使用铁质机械粉碎即可防止铁的污染。唯独大部分岩石矿物样品加工时因碎样设备材料的磨损而引入的污染是无法避免的。铁或其合金类的加工设备在长时间使用后，必然会引入铁或其他金属元素，刚玉材料的加工设备必然会引入铝等元素污染。对多数样品而言，这种污染尚可接受如果引入的元素正好是样品中要求测定的痕量组分，则必须变更碎样设备。

6.6.2 严格控制样品加工的损耗率

在样品加工过程中，样品的损失是必然的，粗碎时样品的蹦跳、细碎时排风除尘和碎样机粘结残留均会引起损耗。必须认识到，样品的损耗可能会影响样品的代表性，故应控制损耗率。损耗率的计算公式为:

岩石矿物分析第一分册基础知识和通用技术

损耗率按粗碎、中碎和细碎3个阶段计算，应分别小于3%、5%和7%。

细碎时若排风量过大，会引起密度高的金属矿物相对富集，从而使样品的代表性受到影响。

6.6.3 高度重视缩分对样品加工质量的影响

样品加工全过程的各个环节均会影响样品的质量，其中缩分这一环节的影响最应重视。缩分必须满足的质量要求是:一般样品的缩分必须遵循切乔特公式，特殊样品如金矿不得随意缩分，必须在满足一定粒度后方能缩分缩分前样品必须充分混匀，缩分误差必须小于3%。

缩分误差的计算公式是:

岩石矿物分析第一分册基础知识和通用技术

式中:R为缩分误差，%E、F为缩分后两个部分样品的质量，gG为缩分前样品的质量，g。

6.6.4 坚持样品加工的内部抽查制度和样品的过筛检查

为了保证样品加工质量，必要的内部抽查制度可按规定执行。其基本做法是:先确定检查的样品，在拟检查的样品第一次缩分后准备弃去的部分保留，以备检查用。待样品加工完成后，再将供检查用的部分按正样的加工流程加工，将此加工后的样品和正样同时送交实验室进行主要组分的测定，从分析结果判断样品加工的质量。

过筛的目的是保证样品的粒度，以确保样品缩分后的代表性。提取不同粒级的副样进行过筛检查，其实质就是检查加工过程中试样的代表性是否有保证。对于完成样品加工后的分析试样的过筛检查为的是确认粒度是否符合分析要求。过筛率应达到95%以上。所谓过筛率就是通过规定筛目的样品质量占过筛前样品质量的比例。

6.7 关于超细粉碎

在分析技术日益进步的今天，分析者发现，原先一直被忽视的取样误差在取样量不断减小的情况下，它已成为分析误差的重要来源之一。有关试样均匀性的问题已受到关注。试样的均匀性无疑是与样品的加工粒度相关的。粒度越细，均匀性越好。于是人们对于超细粉碎的样品加工技术产生了兴趣。现在，国内外已制备了若干个经过超细粉碎的地质标准物质。经均匀性检验，有的标准物质的均匀性极好，毫克级的取样量，其均匀性即有保证。这对于地质样品加工而言，无疑是一项值得重视的成果。当然，试样的均匀性除了与粒度相关外，还与样品的种类、待测组分的赋存状态和含量等诸多因素有关。地质样品经过超细粉碎后，其均匀性可以得到明显的改善，这是一个不容争辩的事实。

地质样品的超细粉碎，是指粒度已达0.075mm的试样再于雷蒙磨或气流磨等超细加工设备中进行粉碎，使其粒度变得更细(通常小于20μm)。将粒度0.074mm的试样与经过超细粉碎后的试样进行粒度分布测量对比，可以发现经超细粉碎后的试样粒度分布区间明显变窄，主要是直径较大的颗粒减少了。这也许是超细试样可以减小取样量和取样误差的原因。

超细粉碎对地质样品分析的影响不仅是可以使最小取样量大幅度地降低，从而为近代高灵敏度的分析技术拓展更为广阔的应用天地超细粉碎后的试样表面积大大增加，使试样分解的难度大大减小，分解试样所需的试剂用量很少，加热时间也明显缩短既减少了溶样引入的污染，更重要的是减少了环境污染，是实现“绿色”分析的重要途径，也是实验室落实“节能减排”国策的有效措施。

与超细粉碎相联系的是试样粒度检测方法的改变。传统的过筛方法用于确定超细试样粒度肯定已不适用，而代之以现代的粒度检测方法。目前广泛使用的激光粒度仪可以快速地提供直观的粒度分布图、多项特征粒度表、详尽的粒度分布表等有关试样粒度的“立体”信息，这对分析工作的取样理论和取样误差等方面的研究是很有价值的。

应当指出的是，超细粉碎的加工技术目前只停留在标准物质的研制上。在日常的例行分析中的应用研究尚未起步。超细粉碎中可能存在的问题尚未进行系统的研究。超细粉碎设备对大批样品加工的可行性以及粉碎后加工设备的清洗和防止样品交叉污染等许多实际问题尚待解决，超细粉碎对各类地质样品加工后可能发生的问题也远未暴露但超细粉碎作为一种样品加工技术，其优点无疑是显而易见的。

附表

附表 6.1 试验筛筛号———孔径对照表

注: GB/T 6003.1—1997，金属统编织网试验筛等效采用 ISO 3310—1: 1990 试验筛———技术要求和检验———第一部分: 金属统编织网试验筛。

参 考 文 献

地质矿产实验室测试质量管理规范 第 2 部分: 岩石矿物分析试样制备 ( DZ/T 0130.2—2006) ［S］.2006.北京: 中国标准出版社，16-26

王金木 .1990.工业分析取样技术的进度与现状 ［J］.分析试验室，9 ( 1) : 62 -65

王晓红，高玉淑，王毅民 .2006.超细地质标准物质及其应用 ［J］.自然科学进展，16 ( 3) : 309 -315

王毅民，王晓红，高玉淑 .2009.地质标准物质粒度测量与表征的现代方法 ［J］.地质通报，28 ( 1) :137-145

杨政 .1992.痕量金分析方法和金矿碎样技术 ［M］.北京: 地质出版社，37 -46

郑大中，郑若锋 .1992.岩矿样品新缩分公式的建立及其应用 ［J］.地质实验室，8 ( 4) : 204 -211

本章编写人: 熊及滉 ( 四川省地矿局成都综合岩矿测试中心) 。

凌进中 ( 中国地质调查局西安地质调查中心) 。

膨润土及其加工产品具有良好的物理性能和工艺性能，它可做黏结剂、悬浮剂、触变剂、增塑剂、隔水剂、增稠剂、润滑剂、絮凝剂、稳定剂、催化剂、净化脱色剂、澄清剂、动物饲料添加剂、化肥及农药载体、化妆品及医药添加剂等，而广泛地用于冶金、铸造、石油钻探、化工、建筑及土木工程、土壤改良、环境保护以及造纸、橡胶等行业。据统计，其用途达400多种。应用于100多个生产部门，详见表6－3。

膨润土用途虽然繁多，但其中用量最大的四个领域为做钻井泥浆材料、铁矿球团的黏结剂、铸造型砂的黏结剂、石油产品及食用油脱色剂。这三类用途的膨润土用量约占膨润土总用量的3/4以上，其次为土木工程、动物饲料、防水密封材料及农药载体等。其他用途的膨润土消费量所占比例较小。

1.铁矿球团的黏结剂

铁矿球团黏结剂是膨润土当前最重要的用途。在一般情况下，每吨铁精矿粉，要加入5～10kg的钠基土(以前用消石灰做黏结剂)，制成的球团矿干燥后，坚硬耐摔打，能最大限度地避免球团在运输、储存和冶炼过程中因破碎而造成的损失，同时由于球团矿大小均匀，还原性能好，化学成分均匀，能提高高炉的生产能力，节约熔剂和焦炭，并有最好的脱硫效果。膨润土是球团矿理想的黏结材料，生产球团矿需要质地纯、黏性好、膨胀度大的钠基膨润土。

质量要求:我国对冶金球团用钠基彭润土一级品的质量要求如下:吸水率(2h)≥400%，吸蓝量≥30g/100g，彭胀指数≥15mL/2g，过筛率(75μm，干筛≥98%)，水分(105℃)=9%～13%，详见膨润土国家标准(GB/T20973－2007)。

表6－3 膨润土的主要用途

2.铸造型砂黏结剂

铸造业中使用的型砂，一般由标准砂，如石英砂、橄榄石砂等和黏结剂组成，此外还加入一些添加物。目前铸造业最广泛采用的型砂黏结剂是粘土，除粘土类之外，还使用水玻璃、水泥、桐油、合成树脂等。

膨润土在机械工业作为铸造型砂黏结剂和调节剂已有很悠久的历史了。在铸钢用湿型铸砂内，经常在硅砂中加入膨润土，一般在100份铸砂中，配入膨润土约7.5%，水3%～5%，经这样调整后的铸砂，由于膨润土的微粒表面积变大，和硅砂的接触面变宽，易于覆盖砂粒，因而提高了砂型的结合效率。这种铸砂成型性能良好，有稳定性和适当的透气性，可使铸件不起蜂窝，又因落砂性能好，可加工出光洁的铸件表面。目前我国膨润土最大用量就是铸造业。占总产量的1/4多。

对用做铸砂黏结剂的膨润土要求并不十分严格，两种膨润土均可使用，但钠基膨润土的综合性能更好一些。不同类型的金属铸件所要求的铸砂黏结剂的技术指标也不尽相同。铁铸件及一些有色金属铸件可使用较低廉的钙质膨润土，而对一些精密铸件、高压铸造机件以及钢铸件则要求用熔点高、耐用性能好的钠质膨润土。钠质膨润土做黏结剂可提高产品的质量，随着对型砂黏结剂的性能要求的提高，铸造用钠质膨润土的用量也将逐年增加。

铸造用膨润土的工业指标见表6－4，主要是蒙脱石含量、湿压强度和热湿拉强度。

表6－4 铸造用膨润土的工业指标(GB/T20973－2007)

注:铸造用钙基膨润土热湿拉强度不作要求。

3.钻井泥浆的原料

膨润土用做钻井泥浆始于20世纪20年代末期到30年代初期，至今对于钻探非盐类岩石的地层仍是最有效的泥浆原料。由于膨润土具有较大的膨润性，导致悬浮液的黏度增高，具有更好的胶体性质。特别是优质钠质膨润土，并采用增效剂，能大大提高造浆能力，从而提高钻井效率，预防钻孔内事故的发生。

膨润土做钻井泥浆材料，主要用于非盐类地层的钻井，因为膨润土泥浆在饱和盐水中的胶体稳定性差，且多使用钠基膨润土，因钠基膨润土吸水后剧烈膨胀成稳定的悬浮液，可使钻孔四周形成不透水的孔壁，防止地层的崩塌和其他漏水。

我国对钻井泥浆用膨润土质量标准要求是:黏度计读数(600r/min)≥30，屈服值≤3塑性黏度，滤失量≤15.0cm3，75μm筛余量≤4.0%。对于钻井泥浆用的未处理膨润土及OCMA膨润土的质量要求详见GB/T20973－2007黏度要求的泥浆。配制一般泥浆，钠质膨润土泥浆浓度为6%～8%，低固相泥浆2%即可。

用做钻井泥浆的膨润土以造浆率为衡量指标，即1t粘土在淡水或盐水中能造出多少m3符合黏度要求的泥浆。我国原地质部规定:甲级造浆率>16m3/t，乙级造浆率10～16m3/t，丙级造浆率6～10m3/t视黏度1.5Pa·s动切力<1.5×塑性黏度(10－5N/cm2)失水量(mL/30min):甲级<13.5，乙级13.5～20，丙级20～25(7个大气压)水分<10%。原石油部规定:造浆率>16m3/t视黏度1.0～2.51Pa·s失水量(mL/30min):一类<15，二类15～20水分:一类<10%，二类<15%200目筛析>95%。

4.石油精炼脱色

石油原油经裂化(热裂化或催化裂化)反应生成一系列的石油产品:汽油、煤油、柴油、润滑油，另外废机油、废变压器油、液体石蜡等，都有不同程度的颜色，储存运输不安全，现在石油化工工业精炼石油化工产品的重要方法之一，就使用活性白土进行脱色净化处理。以除去其中的沥青质和其他杂质的。也有用加氢反应处理。

漂白土能大量吸收色素、黏液胶状物及其他杂质，所以在精炼石油产品和精炼各种动植物油时，常作为脱色剂或漂白剂，一般是用经酸活化处理的活性白土。

据国外专利报导，用膨润土可制成一种新颖的催化剂，从石油尾渣(如沥青、重油)中制取高效燃料和其他石油化工产品。活性白土在石化工业用量很大。

吸附脱色用膨润土质量标准如下:

脱色力符合检验标准D>110，出口活性白土D>150，活性度180～220，游离酸(以H2SO4计)<0.2%，200目筛余<5%，水分<10%(12%)，无机械杂质(目测)。

5.土木建筑中的应用

膨润土与水泥混合可制成各种工程用的灌浆材料，这种材料可以强化和防止岩体、砂砾层和软地基漏水。膨润土在生产水泥，特别是特种水泥方面很有意义。据国外专利介绍，目前用膨润土生产的水泥有不透水水泥(防渗水泥)、蓄水水泥、触变水泥等。如用含有黏合剂和膨润土造型混合物制取蓄水水泥生产用于地下基座的触变水泥(配方为:膨润土、煤灰、水泥、甲醛树脂增塑剂和水)建筑用抗渗漏混合剂(配方为:膨润土、凹凸棒石、黏质土、水)等土工材料———隔水毯。

在防水涂料中使用膨润土，可以减少其他助剂的用量，降低涂料生产成本，提高涂料质量和防水效果。例:作乳化沥青防水涂料的乳化剂。

膨润土乳化沥青防水涂料，是以膨润土为乳化剂，以水为分散介质，在机械力的作用下，将沥青进行分散，制成的稳定性良好的厚质防水材料。由于沥青与水极性相差过大，二者之间存在着较大的界面张力差，二者不能互溶，若以机械力作用使熔融状态的沥青破碎呈细微颗粒而分散在水中，即可形成热沥青—水分散体等，一旦取消机械作用，沥青即发生聚析，这种现象是由于沥青破碎成单独细微颗粒时，总表面积增大，而表面剩余键能有缩小其总表面积的趋势，若要使沥青在水中形成高分散度而且稳定的乳胶体，必须使沥青和水分子界面上的剩余键能减少，因此可借助乳化剂、稳定剂的加入达到此目的，乳化剂多是极性物质，在分子的一端有极性物质的原子团，趋向与其亲和的水在另一端是非极性的原子团，趋向于与其油亲和，乳化剂分子则定向排列在沥青与水的界面上，使沥青颗粒之间不易聚集。而使沥青在水中形成均匀的分散体系。

膨润土做乳化剂为无机乳化剂，由于它在水中易吸水膨胀，分散性、黏结性、悬浮性、触变性均好，而且颗粒细小，表面剩余键力大，所以能被吸附在沥青与水的界面上，降低了界面的自由能力，形成固体颗粒保护膜，起到了稳定分散作用。

对用于上述用途的膨润土目前尚未制定具体的工业要求。建筑业中一般多利用钙质膨润土或低级钠质膨润土(常含较多的铁和有机物)。

6.食品加工

动、植物油的精炼:脱色、净化、稳定化处理。植物油:菜子、棉籽、大豆、花生、芝麻、棕榈在储存保管过程中，由于受潮要发生不同程度的霉变，由此而榨取的植物油都含有一定的黄曲霉毒素(Aflatxin，AFT)，是黄曲霉菌和寄生曲霉菌的代谢产物，是一类在紫外线下发强烈荧光的大分子有机物质，AFT属超剧毒物质，人食用后，会导致肝癌、结肠黏膜癌、泪腺癌等癌变。特别是我国南方气候温暖潮湿，菜籽、花生、玉米最易受黄曲霉素的污染，受污染后的这些油料果实榨取出来的食用油，有的含毒量高达数百乃至上千μg/kg，而国家规定的允许限量为<20μg/kg。为了保证人体健康，必须将这些毒素从食用油中除去，除毒的方法很多，如烧碱法、辐射法(强紫外线去毒法)，这些方法效果都不很理想，而且费用大，操作麻烦。去毒后的残留物质还有副作用。

而活性白土就可以除去食用油中的毒素及色素(叶绿素、叶黄素等)、臭味及杂质，油脂经脱色后，除去毒素和杂质，增加了油色美观，还增加了储存的安全性。一般来说，植物油中的天然色素，对人体无毒无害，但在阳光照射下，色素易吸收阳光的能量，使油脂分子氧化，导致油脂酸。

当加土量为1%～3%(油重量)时，AFT为450μg/kg的毛油在100℃下加热搅拌30～60min，过滤处理后，残留的AFT含量<4μg/kg，脱色率达70%以上。

加土量为4%时，脱色率高达98%，由于活性白土亲油性差，所以吸油率低，一般为土重量的80%。

食品行业:饼干、方便面、糕点生产用油均需脱色处理后的精炼油即色拉油。

饮料的澄清净化，如葡萄酒、糖汁、饮料的脱色、澄清、净化。生产葡萄酒、糖汁、饮料的原料在发酵过程中，要产生一些蛋白残渣和色素，必须从中除去，否则储存时间一长，则会产生沉淀，同时，色素会影响最终产品的白度和亮度。

玉米淀粉生产葡萄糖(亮白色粉末)的脱色剂:玉米粉在糖化酶的作用下，转变为糖液，再经脱色、浓缩、干燥生产亮白色的葡萄糖粉。其发酵后的糖液必须经过脱色处理，现在一些厂家多用活性炭作为脱色剂，以甘蔗、甜菜为原料生产白糖、冰糖，其榨取出来的糖液也必须经脱色净化处理。所以活性白土在该行业有广泛的应用前景，现在已有一些厂家在使用活性白土进行糖液的脱色净化处理。但活性白土亲水性强，过滤较为困难，所以还需进一步处理，以提高其疏水性。如在活性白土中，加入10%左右的活性炭做助滤剂及脱色剂，其脱色等效果会更好。

7.农业

在农业中，膨润土主要用于改良土壤、保水保肥剂、农药、化肥的载体、稀释剂、黏合剂、种子处理及动物饲料等方面。

将适量的膨润土撒在干旱的沙土上，能吸收、储存水分，并能防止肥料及农药流失而提高作物产量。目前，国外一些国家已取得了许多成功的经验，据国外专利报导，用膨润土与聚乙烯二醇混合制成一种多油脂改良剂对砂质土壤有较好的改良效果，用过磷酸钙与膨润土混合可使含氮、磷、钾的化肥稳定而避免流失。

1985～1996年12年间，中国投入的氮肥总量约为2.2亿t氮，流失或逸入大气中的氮素约1亿t，若以氮250美元/t计，12年中农业上仅氮肥损失已高达250亿美元。据研究，施入土壤中的化学氮肥约有1/3进入大气圈，其中的N2O破坏臭氧层产生温室效应约有1/3的肥料经土壤淋溶进入水圈，导致水资源的富营养化。造成我国大部分地区食物(尤其蔬菜)中NO－3－N含量严重超标，在人畜体内易形成致癌物质———亚硝胺。联合国粮农组织估计40%～70%氮肥损失在环境中，这些损失的氮对环境造成了严重的威胁。

我国化肥年消费量居世界首位，但利用率低，N肥为30%～35%，P肥为10%～20%，K肥为75%～85%，1984～1994年10年间，化肥用量增加了90.7%，粮食增产仅9.1%。昆明硅藻土应用研究所研制成功了矿物固氮剂，并用于碳酸氢胺的生产，使N的利用率提高到59%，1t配有矿物固氮剂的碳酸胺，起到1.66～1.86t的普通碳酸胺肥效。

淮南矿业学院做了以蒙脱石做尿素载体的试验研究，试验证明:蒙脱石也是尿素的良好载体，它可以吸附20%的尿素，而且主要以分子状态位于蒙脱石层间，表面吸附是次要的，这样提高了N的有效利用率。

利用天然多孔矿物具有的离子交换能力和吸附能力制备价廉性能优异的缓释肥，以解决氮素肥利用率低，易流失从而污染环境的问题。

复合高吸水性树脂材料简称高吸水材料(SAR)，是一种含有大量－OH，－COOH等强亲水性基团并具有共聚交联结构，遇水吸水膨胀的高分子聚合复合物，能吸收相当自身重量成百至上千倍的水，吸水后的水凝胶即使在加压情况下也难脱水，作为吸水、保水材料在农业、工业、日用生活用品、建筑材料等领域具有较广泛的用途和发展空间，是近年来国内外广泛开发研究的新型功能材料之一。

膨润土用做农药、化肥的载体和稀释剂，可增加其比表面积，使农药毒性均匀分散，还可节约肥料、农药而提高效率。

用膨润土做动物饲料添加剂，可提供多种对动物生长有利的微量元素:Ca、K、Na、Mg、Cu、Zn等有利于蛋白石等有机养料和矿石质的充分消化吸收，加速禽畜生长。由于膨润土具有强的吸附性，在配合饲料中加入3%～4%的膨润土粉，能大量吸附养料，延长饲料养料在禽畜胃中的停留时间，减少粮食用量，经济效益明显。减少禽畜疾病，降低死亡率由于膨润土对病毒、病菌有一定的吸附能力，在饲料中加入膨润土粉可减少禽畜疾病的发生，降低死亡率。1979年美国作饲料添加剂用膨润土为16.2万t，约占本国当年膨润土总产量的4%。

农业用的膨润土一般常用钙质膨润土，其吸水量适中、结块性较差的特点适应农用的需要。但用于浓集尿素生产黏结剂的膨润土必须为高品级的钠基膨润土，膨胀倍≥10。

8.医药和日用工业

在医药方面，膨润土可对吗啡、柯卡因、尼古丁、马钱子起到去毒和解毒作用，可改善用于放射性检查的硫酸钡的悬浮性能，能改善抗菌素的稳定性。

据国外专利报导，用膨润土处理蒸馏水可制取药用高纯水用蒙脱石可制取治湿癣剂优质膨润土水悬浮液可做皮肤清洗剂在硫化银脱毛剂中掺入膨润土可防止药剂对皮肤的腐蚀。

在日用、化妆品方面，膨润土可在牙膏、涂肤香脂等制品中用做填充剂。如作制药和美名羊毛脂的表面活化剂、含有对皮肤无刺激性化妆品的表面活性剂。

在肥皂、香皂生产过程中，用提纯膨润土代替部分脂肪酸，可以提高其洗涤效果，因为膨润土的吸附性可以吸附衣物和洗涤废水中的细菌和真菌。

合成洗涤剂中的三聚磷酸钠(STPP)是传统合成洗涤剂的助洗剂，以膨润土为原料生产NaA型沸石，是其助洗剂的理想代用品。STPP具有合成钙离子、镁离子，具有使水软化、去污和缓冲洗涤液pH值的功能，为常用的理想助洗剂，但是STPP具有致命的弱点，就是在洗涤废水中含有大量残余磷，排放到水域中会使藻类水生植物过剩生长，出现赤湖，即所谓的“富营养化”，导致水域内缺氧，鱼类或水生动物死亡，而过剩的藻类死亡腐烂又会严重污染水质，造成公害，为此，世界上许多国家都在对洗涤剂采用禁磷或限磷措施，从20世纪70年代开始，都在纷纷寻找STPP的代用品，NaA型合成沸石又名4A分子筛，其内有效孔径为0.4nm。其性能指标、安全性等方面均较理想，是STPP的理想代用品，在保证质量的前提下，还可降低成本，无公害。

9.环境保护

由于膨润土具分散性和悬浮性，在污水净化中起捕收剂的作用，能吸附大量的悬浮物，处理效果甚佳。

在造纸厂首程制浆废水中，加入10%的200目的膨润土粉，经充分搅拌，放置24小时，废水由乌黑色变成淡黄色，pH值变为7，如果加入少量的硫酸铝，效果更好。且净化的沉淀物中，含有大量有机质，回收处理后，是一种很好的长效肥料。

膨润土与硫酸铝制成复合吸附剂对废水有一定的破乳、絮凝、吸附作用，净化效果更佳。

在气体净化方面，用钴化合物和膨润土在800℃以上的高温下焙烧，可制成内燃机废气净化剂用含碱或碱金属氯酸盐、氢氧化钙和膨润土的混合物可用来除去空气中的氮化物，用高锰酸钾、膨润土和沸石的模制混合物可清除大气污染物等。

此外，膨润土还可用于饮料的净化、硫酸废气的净化和蒸馏水净化方面。废气的吸附:要根据气体的性质(酸性气体)进行表面改性。酸性气体:SO2、H2S等应加入碱性添加剂进行改性处理。对碱性气体:NH3、有机胺类应加入磷酸和硫酸等酸性添加剂。

10.造纸工业

膨润土可用做纸张的填充剂。在纸浆中加入1%的膨润土能防止细颗粒树脂、焦蜡、柏油等物质结团，而保证了纸张平整，提高了纸张保持颜料的能力，使纸张整体色匀、柔软洁白、易于保存。

据国外专利报导，用膨润土可制成无碳复写材料，也可制成在黑板上和纸板上书写的笔。

做无碳复写纸的显色剂。用于显色剂的膨润土需改性成锂基膨润土，即用锂离子交换出蒙脱石晶层间的其他阳离子，锂基膨润土对无色染料结晶紫内酯CVL的显色效应最好，锌基次之，钾基及钠基土较差。国内相继引进了成套设备与工艺生产无碳复写纸，但原料几乎全靠进口，其显色剂价格为1200美元/t，限制了我国的无碳复写纸的生产和发展。

11.纺织印染业

由于膨润土具有较高的分散性和膨润性，可以得到较稳定的悬浮液，可代替大量粮食淀粉做糨糊。

20g面粉加100mL水，搅拌成糊状后，再加80g用水湿润的膨润土粉，搅拌均匀冷却而成。特点:性能与淀粉糨糊无大区别，黏结性优于纯淀粉糨糊敞口几天，不干结，不生霉节约粮食80%，成本低。主要做文化办公用糨糊，纺织工业中棉纱上浆、印花糨糊。

我国20世纪60年代初，曾大力开发膨润土糨糊作印花、上浆料。在节约大量粮食的同时，使经纱平整、不起毛、洁净、不发霉，从而提高产品的质量。在印染中亦可代替淀粉做印花糊浆，目前榨丝、人造丝等印花糊料均采用的是膨润土。

12.陶瓷原料增塑剂

在陶瓷业，膨润土用做泥料的增塑剂，能大大简化工艺，一次性烧成，在质量提高时成本也有所降低，具较好的经济效益。此外，膨润土也可用来制作釉料的悬浮剂。

陶瓷用膨润土的质量要求如下:Al2O3>15%，Fe2O3+TiO2<1.5%。

13.其他用途

膨润土可用做润滑脂、橡胶、塑料、油墨、油漆等调化剂原料、生产干燥剂。其工业要求为:阳离子交换量60～100mmol/100g蒙脱石含量>85%粒度小于2μm的颗粒占50%以上在水中易于分散，形成稳定的胶体。另外，膨润土还可制作快离子导体、铅笔芯的黏合剂等。

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