Способ определения щелочноземельного бентонита в глинистых смесях Советский патент 1988 года по МПК G01N11/00 

(21)4174544/24-25

(22)04.01.87

(46) 23.06.88. Бюп. № 23

(71)Белгородский филиал Научно-исследовательского и проектного института по обогащению и агломерации руд чернык металлов Механобрчермет

(72)Т.Н.Ильина, А.А.Валес, В.М.Кадошников и А.А.П1пигун (53) 532.137(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 979994, кл. G 01 N 11/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1087831, кл. G 01 N 11/00, 1982.

Симуров В.В., Третинник В.Ю. и др. Влияние обменных катионов на структурно-механические свойства водных дисперсий монтмориллонита. - Коллоидный журнал, 1972, т. XXXIV, № 2, с. 258-262.

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЩЕЛОЧНО-ЗЕ- МЕЛЬНОГО БЕНТОНИТА В ГЛИНИСТЫХ СМЕСЯХ (57) Изобретение относится к технике диагностики глин и может быть, использовано для внутризаводского контроля при оценке качества смесевого состава монтмориллонитсодержащих глин в буровой технике и др. отраслях промышленности. Цель изобретения - упрощение способа, пОвьшение точности и оперативности определения щелочноземельного бентонита. Измеряют вязкость суспензий концентрации 10- 15 мас.% при постоянной скорости деформации выше 300 с в присутствии карбоната натрия (g) в количестве 3% от массы глины и без него ). Количество щелочно-земельного бентонита в глийистых смесях определяют по калибровочному графику зависимости логарифма относительной вязкости (In ) от его содержания. 1 ил.

СТ.

с

4

00

gD

00

Изобретение относится к технике диагностики глин и может быть использовйно для внутризаводского контроля при оценке качества смесевого состава монтмориллонитсодержащих глин в . буровой TextfflKe и других отраслях промьшшенности.

На «Чертеже изображена зависимость In 2 / 2а г линистых суспензий концент- раций 10% (1) и 15% (2) от содержания щелочно-эемельного бентонита в смеси

Целью изобретения является упро- щение способа, повьшение точности и оперативности определения щелочно- земельного бентонита в глинистых смесях.

Сущность способа состоит в том, что глину диспергируют в водной среде, измеряют вязкость суспензий постоянной концентрации и определяют количество бентонита по калибровочному графику, вязкость суспензии постоянной концентрации 10-15 мас.% измеряют при постоянной скорости деформа- ции выше 300 с в присутствии карбоната натрия (ч) в количестве 3% от массы глины и без него С). Количество щелоч- но-земельного бентонита определяют по калибровочному графику зависимости логарифма относительной вязкости In /Ч от его содержания.

Использование добавки карбоната натрия (соды) для прогнозирования щелочно-земельного рентонита объясняется тем, что при добавке соды к глине, состоящей из палыгорскита или гидрослнды, вязкость их водных суспензий практически не изменяется, в то время у щелочно-земельного бентонита с введеш1ем соды вязкость суспензий значительно увеличивается. Наиболее устойчивая коагуляционная структура получена при добавке карбоната натрия 3% к бентониту, что ведет к увеличению точности определения вязкости суспензии. При добавке к бентониту карбоната натрия менее . 3% образующиеся) коагуляционные структуры не обладают достаточной стабильностью. При добавке к бентониту соды более 3% избыток карбоната натрия может также привести к снижению агрегативной устойчивости суспензий. При исследовании концентрационной зависимости вязкости бентонитовых .. суспензий установлено, что при переходе от текучего к пластическому состоянию вязкость суспензий резко уве

0

Q

5

0 5

0

5

0

5

личивается, что требует особой тщательности в приготовлении суспензии и определении ее вязкости. Для суспензий щелочно-земельного бентонита с добавкой 3% карбоната натрия интен- сивньй- рост вязкости и переход от текущего состояния к пластическому наблюдается при концентрации более 15%.

Поэтому для повьлпения точности .определения вязкости структурирован ных глинистых систем в качестве рабочих выбраны концентрации в диапазоне 10-15%. Исследование систем с концентрацией ниже 10% нецелесообразно ввиду более низкой aгpeгaтkвнoй устойчивости малоконцентрированных систем и увеличения погрешности определений.

Определение вязкости рекомендуется производить на ротационных вискозиметрах в области разрушающихся структур при постоянной скорости деформации более 300 , При скорости деформации менее 300 значения вязкости значительно возрастают, что может привести к увеличению ошибки измерений.

Установлено, что зависимость логарифма относительной вязкости глинистых суспензий (In /2) от со- держания в них щелочно-земельного бентонита имеет линейньш характер с коэффициентом корреляции более 0,95. Для получения калибровочной зависимости составлены смеси щелоч- но-земельного бентонита с палыгорски- том. Для каждого порошка определены вязкости суспензий с добавкой () и без добавки (f) к ним 3% карбоната натрия.

Таким образом, определив вязкость суспензий исследуемой системы с добавкой и без добавки к ней карбоната натрия, по калибровочной зависимости определяют содержание щелочно-земельного бентонита в смеси. Ошибка определения щелочно-земельного бентонита по разработанному способу не превышает 10%.

Пример. Необходимо определить содержание щелочно-земельного . бентонита в глине IV, представляющей собой смесь глины II (щелочно-земель- ный бентонит) и III слоя (палыгор г скит).

Готовят порошки глин II и III слоя и из них составляют смеси с содержанием щелочно-земельного бентонита

20-90%. Для каядой смеси готовят суспензии глин (15 мас.%), используя в одном случае дистиллированную воду, в другом - раствор карбоната натрия из расчета 3% его к твердому. Определяют вязкость суспензий на ротационном вискозиметре при скорости деформации 656 . Рассчитьшают вязкость и строят зависимость In 2/2« от содержания бентонита. Для этих материалов результаты описьгоаются линейной зависимостью вида

ln|-(0,024tO,002)X; 0,99, (О

ьо

где X - содержание бентонита в смеси, %. Тогда из уравнения (1) имеет

Y

0,024±0,02 Для 15% суспензий глины IV слоя вязкость имеет значения (3,0ir- +0,2) мПа. С, (2.(9,8iO,5) мПа.с, а

(2)

s

«г

15

W

0.5

содержание щел очно-земельного бентонита в глине IV слоя, рассчитанное по уравнению (2), составляет Х 49±4%.

Формула изобретения

Способ определения 1целочно-зе- мельного бентонита в глинистых сях, включающий диспергирование последних в водной среде, измерение вяз- .кости суспензий постоянной концентрации и определение количества щелочноземельного бентонита по калибровоч15 ному графику,.отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, повьшения точности и оперативности определения, вязкость суспензий кон-п, дентрации 10-15 мас.% измеряют при

20 постоянной скорости деформации вьше 300 присутствии карбоната натрия С) в количестве 3% от массы глины и без него ( д) .