Πυκνότητα πολτού μπεντονίτη
1. Ταξινόμηση και απόδοση του πολτού
1.1 Ταξινόμηση
Ο μπεντονίτης, επίσης γνωστός ως μπεντονιτικό πέτρωμα, είναι ένα αργιλώδες πέτρωμα με υψηλό ποσοστό μοντμοριλλονίτη, ο οποίος συχνά περιέχει μια μικρή ποσότητα ιλίτη, καολινίτη, ζεόλιθου, άστριου, ασβεστίτη κ.λπ. Ο μπεντονίτης μπορεί να κατηγοριοποιηθεί σε τρεις τύπους: μπεντονίτης με βάση το νάτριο (αλκαλικό έδαφος), μπεντονίτης με βάση το ασβέστιο (αλκαλικό έδαφος) και φυσική λευκαντική γη (όξινο έδαφος). Μεταξύ αυτών, ο μπεντονίτης με βάση το ασβέστιο θα μπορούσε επίσης να κατηγοριοποιηθεί σε μπεντονίτες με βάση το ασβέστιο-νάτριο και ασβέστιο-μαγνήσιο.
1.2 Απόδοση
1) Φυσικές Ιδιότητες
Ο μπεντονίτης είναι λευκός και ανοιχτό κίτρινος στο φυσικό του χρώμα, ενώ εμφανίζεται επίσης σε ανοιχτό γκρι, ανοιχτό πράσινο ροζ, καφέ κόκκινο, μαύρο κ.λπ. Οι μπεντονίτες ποικίλλουν σε ακαμψία λόγω των φυσικών τους ιδιοτήτων.
2) Χημική Σύνθεση
Τα κύρια χημικά συστατικά του μπεντονίτη είναι το διοξείδιο του πυριτίου (SiO2), το οξείδιο του αργιλίου (Al2O3) και το νερό (H2O). Η περιεκτικότητα σε οξείδιο του σιδήρου και οξείδιο του μαγνησίου είναι επίσης μερικές φορές υψηλή, ενώ συχνά υπάρχουν στον μπεντονίτη ασβέστιο, νάτριο και κάλιο σε διαφορετικές περιεκτικότητες. Η περιεκτικότητα σε Na2O και CaO στον μπεντονίτη επηρεάζει τις φυσικές και χημικές ιδιότητες, ακόμη και την τεχνολογία διεργασίας.
3) Φυσικές και Χημικές Ιδιότητες
Ο μπεντονίτης ξεχωρίζει για τη βέλτιστη υγροσκοπικότητά του, δηλαδή τη διαστολή μετά την απορρόφηση νερού. Ο αριθμός διαστολής που συνεπάγεται απορρόφηση νερού φτάνει έως και 30 φορές. Μπορεί να διαλυθεί στο νερό για να σχηματίσει ένα ιξώδες, θιξοτροπικό και λιπαντικό κολλοειδές εναιώρημα. Γίνεται εύπλαστος και κολλώδης μετά την ανάμειξη με λεπτά υπολείμματα όπως νερό, πολτό ή άμμο. Είναι σε θέση να απορροφήσει διάφορα αέρια, υγρά και οργανικές ουσίες, και η μέγιστη ικανότητα προσρόφησης μπορεί να φτάσει 5 φορές το βάρος του. Η επιφανειοδραστική όξινη λευκαντική γη μπορεί να προσροφήσει χρωματιστές ουσίες.
Οι φυσικές και χημικές ιδιότητες του μπεντονίτη εξαρτώνται κυρίως από τον τύπο και την περιεκτικότητα σε μοντμοριλλονίτη που περιέχει. Γενικά, ο μπεντονίτης με βάση το νάτριο έχει ανώτερες φυσικές και χημικές ιδιότητες και τεχνολογική απόδοση από τον μπεντονίτη με βάση το ασβέστιο ή το μαγνήσιο.
2. Συνεχής μέτρηση του πολτού μπεντονίτη
ΟΛονμέτερενσωματωμένοbentόνιteσλουρyπυκνότηταμέτροείναι ένα διαδικτυακόμετρητής πυκνότητας πολτούχρησιμοποιείται συχνά σε βιομηχανικές διεργασίες. Η πυκνότητα του πολτού αναφέρεται στην αναλογία του βάρους του πολτού προς το βάρος ενός συγκεκριμένου όγκου νερού. Το μέγεθος της πυκνότητας του πολτού που μετράται επί τόπου εξαρτάται από το συνολικό βάρος του πολτού και των θρυμμάτων γεώτρησης στο πολτό. Θα πρέπει επίσης να περιλαμβάνεται το βάρος των προσμίξεων, εάν υπάρχουν.
3. Εφαρμογή πολτού υπό διαφορετικές γεωλογικές συνθήκες
Είναι δύσκολο να ανοίξετε μια τρύπα σε στρώματα τριβείου, χαλικιού, βότσαλων και σπασμένων ζωνών για να αποκτήσετε ιδιότητες συγκόλλησης νεότερων σωματιδίων. Το κλειδί για το πρόβλημα έγκειται στην αύξηση της δύναμης συγκόλλησης μεταξύ των σωματιδίων και στη χρήση του πολτού ως προστατευτικού φράγματος σε τέτοια στρώματα.
3.1 Επίδραση της πυκνότητας του πολτού στην ταχύτητα διάτρησης
Η ταχύτητα διάτρησης μειώνεται με την αύξηση της πυκνότητας του πολτού. Η ταχύτητα διάτρησης μειώνεται σημαντικά, ειδικά όταν η πυκνότητα του πολτού είναι μεγαλύτερη από 1,06-1,10 g/cm3.3Όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες του πολτού, τόσο χαμηλότερη είναι η ταχύτητα διάτρησης.
3.2 Επίδραση της περιεκτικότητας σε άμμο στην πολτό στη διάτρηση
Η περιεκτικότητα σε υπολείμματα βράχου στον πολτό ενέχει κινδύνους κατά τη γεώτρηση, με αποτέλεσμα τον ακατάλληλο καθαρισμό των οπών και το επακόλουθο κόλλημά τους. Επιπλέον, μπορεί να προκαλέσει διέγερση αναρρόφησης και πίεσης, με αποτέλεσμα διαρροή ή κατάρρευση του φρέατος. Η περιεκτικότητα σε άμμο είναι υψηλή και το ίζημα στην οπή είναι παχύ. Προκαλεί κατάρρευση του τοιχώματος της οπής λόγω ενυδάτωσης και είναι εύκολο να προκληθεί πτώση του περιβλήματος του πολτού και να προκληθούν ατυχήματα στην οπή. Ταυτόχρονα, η υψηλή περιεκτικότητα σε ιζήματα προκαλεί μεγάλη φθορά σε σωλήνες, τρυπάνια, χιτώνια κυλίνδρων αντλίας νερού και ράβδους εμβόλων, και η διάρκεια ζωής τους είναι σύντομη. Επομένως, υπό την προϋπόθεση της εξασφάλισης της ισορροπίας της πίεσης σχηματισμού, η πυκνότητα του πολτού και η περιεκτικότητα σε άμμο θα πρέπει να μειωθούν όσο το δυνατόν περισσότερο.
3.3 Πυκνότητα πολτού σε μαλακό έδαφος
Σε μαλακά στρώματα εδάφους, εάν η πυκνότητα του πολτού είναι πολύ χαμηλή ή η ταχύτητα διάτρησης είναι πολύ υψηλή, θα οδηγήσει σε κατάρρευση της οπής. Συνήθως είναι καλύτερο να διατηρείται η πυκνότητα του πολτού στα 1,25 g/cm3.3σε αυτό το στρώμα εδάφους.
4. Συνήθεις τύποι πολτού
Υπάρχουν πολλοί τύποι πολτού στη μηχανική, αλλά μπορούν να ταξινομηθούν στους ακόλουθους τύπους ανάλογα με τη χημική τους σύνθεση. Η μέθοδος αναλογίας έχει ως εξής:
4.1 Πολτός Na-Cmc (καρβοξυμεθυλοκυτταρίνης νατρίου)
Αυτό το πολτό είναι το πιο συνηθισμένο πολτό ενίσχυσης του ιξώδους και το Na-CMC παίζει ρόλο στην περαιτέρω ενίσχυση του ιξώδους και στη μείωση της απώλειας νερού. Ο τύπος είναι: 150-200 g αργίλου υψηλής ποιότητας, 1000 ml νερού, 5-10 kg ανθρακικού νατρίου και περίπου 6 kg Na-CMC. Οι ιδιότητες του πολτού είναι: πυκνότητα 1,07-1,1 g/cm3, ιξώδες 25-35s, απώλεια νερού μικρότερη από 12 ml/30 λεπτά, τιμή pH περίπου 9,5.
4.2 Πολτός σιδήρου-χρωμίου-άλατος-Na-Cmc
Αυτό το πολτό έχει ισχυρή ενίσχυση του ιξώδους και σταθερότητα, και το άλας σιδήρου-χρωμίου παίζει ρόλο στην πρόληψη της συσσωμάτωσης (αραίωση). Ο τύπος είναι: 200 g άργιλος, 1000 ml νερό, προσθήκη περίπου 20% καθαρού αλκαλικού διαλύματος σε συγκέντρωση 50%, προσθήκη 0,5% διαλύματος άλατος σιδηροχρωμίου σε συγκέντρωση 20% και 0,1% Na-CMC. Οι ιδιότητες του πολτού είναι: πυκνότητα 1,10 g/cm3, ιξώδες 25s, απώλεια νερού 12 ml/30min, pH 9.
4.3 Πολτός σουλφονικής λιγνίνης
Η σουλφονική λιγνίνη προέρχεται από υγρό απόβλητο θειώδους χαρτοπολτού και χρησιμοποιείται γενικά σε συνδυασμό με αλκαλικό παράγοντα άνθρακα για την επίλυση του προβλήματος της αντικροκίδωσης και της απώλειας νερού του πολτού με βάση την αύξηση του ιξώδους. Ο τύπος είναι 100-200 kg άργιλος, 30-40 kg υγρό απόβλητο θειώδους χαρτοπολτού, 10-20 kg αλκαλικό παράγοντα άνθρακα, 5-10 kg NaOH, 5-10 kg αντιαφριστικό και 900-1000 L νερό για 1 m3 πολτού. Οι ιδιότητες του πολτού είναι: πυκνότητα 1,06-1,20 g/cm3, ιξώδες χοάνης 18-40s, απώλεια νερού 5-10 ml/30 λεπτά και 0,1-0,3 kg Na-CMC μπορούν να προστεθούν κατά τη γεώτρηση για περαιτέρω μείωση της απώλειας νερού.
4.4 Πολτός χουμικού οξέος
Το πολτό χουμικού οξέος χρησιμοποιεί αλκαλικό παράγοντα άνθρακα ή χουμικό νάτριο ως σταθεροποιητή. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με άλλα μέσα επεξεργασίας όπως το Na-CMC. Ο τύπος για την παρασκευή του πολτού χουμικού οξέος είναι η προσθήκη 150-200 kg αλκαλικού παράγοντα άνθρακα (ξηρό βάρος), 3-5 kg Na2CO3 και 900-1000 L νερού σε 1 m3 πολτού. Ιδιότητες πολτού: πυκνότητα 1,03-1,20 g/cm3, απώλεια νερού 4-10 ml/30 λεπτά, pH 9.
Ώρα δημοσίευσης: 12 Φεβρουαρίου 2025
