Hidrológiai Közlöny 1960 (40. évfolyam)

5. szám - Sárosi L.: Bentonitos vízelzárási eredmények helyszínen előkészített anyaggal

Sárosi L.: Bentonitos vizelzárási eredmények Hidrológiai Közlöny 1960. 5. sz. 43} mától függően változik. A kötegek között nemcsak víz, hanem különféle kationok, sőt szerves molekulák is helyet foglalhatnak. Elektrómikroszkópos vizsgálatok szerint, a bentonitok nagyon finom lemezes szerkezetűek. A lemezkék átmérője általában 100—300 millimikron vastagságuk pedig 10 millimikron alatt van. Ebből a finom szerkezetből, nagy fajlagos felületből következik a nagy vízfelvétel és duzzadás. A bentonitból készült szuszpenziók (bentonit, víz összekeverve) tixotrop tulajdonságot mutatnak. Megkocsonyásodnak bizonyos idő múlva és mechanikai hatásra újra folyóssá válnak. A természetben előforduló bentonit általában nem rendelkezik kedvező kolloid tulajdonságokkal, mert kicserélhető kationként főleg Ca, Mg-t tartalmaz. A Na-bentonit kolloid tulajdonságai lényegesen kedvezőbbek Ca-bentonitnál. Mesterséges úton, báziscserével, a Ca-bentonitok átalakíthatók Na-bentonitokká. Általában ipari felhasználáskor ezt az átalakítást, aktiviálást, legtöbb esetben elvégzik. Sikeres, műszakilag jó és gazdaságos bentonitos vízelzárásnál fontos a bentonit előkészítés módja is. Bentonit előkészítés A természetben előforduló Ca-bentonitokat eddig általában szárítással és őrléssel előkészítve használták fel. Ez az előkészítés drága, sok energiát igénylő és műszakilag sem a leghelyesebb megoldás volt. A bentonit szárítás és őrléssel való üzemi előkészítésénél a bányából kikerülő anyagot az őrlő üzembe szállították, 700—800 C°-os hőmérséklettel belépő füstgázzal dolgozó forgódobos szárítókban kiszárították, majd aprították, őrölték és őrlés közben szódával keverték. Az esetleges túlszárítás és a szódaadagolás pontosságánál mindig előfordulható kisebb-nagyobb eltérések azonban leronthatták a szárított, üzemileg előkészített bentonitok minőségét. Számos eddigi bentonit-felhasználó iparban át lehet térni a felhasználási helyen nedvesen őrölt és előkészített bentonit alkalmazására. Az előforduló bentonitok 70—80%-a alkalmas erre. A bányanedves állapotban helyszínre szállított bentonit nedves előkészítési költsége mázsánként általában — a felhasználástól függően — 1/3-a a szárított gyári előkészítés költségének. A bányanedves bentonit felhasználása nemcsak gazdaságosabb, hanem minőségileg is jobb mint egyéb, szárítás-őrléssel előkészített bentonitok. Ismeretes, hogy a bentonitok hőkezelés hatására elveszítik víztartalmukat. A pórusvíz távozása után az adszorptíve kötött víz távozik el, végül pedig az abszorpciós víz. Az abszorpciós víz teljes eltávozása a vázstruktura olyan deformációját idézi elő, melyet újabb vízfelvétel esetén már nem követ reverzibilis kiegyenlítődés. - Ez a folyamat gélöregedés néven ismert ; kihatásai a bentonit kolloid tulajdonságainak erős csökkenésében jutnak kifejezésre. A gélöregedésre jellemző kritikus víztartalom minimuma bentonit fajtánként változó (6 12%). Az üzemi bentonit szárításnál általában nincs kellőképpen biztosítva a kritikus víztartalom betartása, nyers bentonit használata mellett viszont eleve lehetetlen minden olyan minőségrontás amely hőkezeléssel függ össze. A bentonit vízfelszívó képességét jellemző Enslin diagrammok értékeit az 1. táblázat tartalmazza. 1. táblázat A bentonitok vízfelszívó képessége TaÖA. 1. BodonoeAaufaeMocmb öeHmoHuma Table 1. Water absorbing capacity of bentonite-i Bentonit megnevezés Vízfelvétel a szárazsúly %-ában Bentonit megnevezés óra 1 2 3 5 10 24 48 72 96 „F" (fúrós) bentonit 250 360 410 440 475 510 525 535 550 Koldui bányanedv. 5 % szódával 210 240 300 370 480 550 600 620 2. táblázat 4 bentonit szuszpenziók tulajdonságainak változása TaÖA. 2. M3MeneHue ceoücme cycnencuü őeHnionuma Table 2. Changes in the properties of bentonite suspensions Bányanedv, aktivált bentonit szuszp. Viszkozitás [cF] Moz ellená 0" gáslás [jr] 10" Vízleadás, ml/ 30" Iszap lepény, mm Megjegyzés 1%-os 2,0 1 1 42 0,5 A bento1%-os nit 3%-os 3,5 1 1 25 0,5 3,5% 5%-os 7,0 1 6 16 0,5 6%-os 12,0 1 13 14 0,5 Na

2 6%-os COa-mal 7%-os 23,0 2 24 11 0,5 „Akti10%-os 58,0 38 114 « 1,0 válva" Keresk. bent. szuszp. 1%-os 3%-os 5%-os 6%-os 7%-os 10%-os 1,5 5,0 7,5 12,5 18,0 53,5 1 1 X 1 1 3 1 1 3 22 26 103 54 30 19 15 14 10 0,5 0,5 0,5 1,5 1,0 1,0 A 2. táblázat a bányanedvesen aktivált és az üzemileg előállított ,,F" bentonit szuszpenziók tulajdonságainak változását mutatja. A víztartóképesség a bentonit egyik legfontosabb tulajdonsága. Ennek vizsgálatát centrifugálásal végezve, 5%-os szuszpenzióból 3300 ford/perc esetén 30' után az elkülönült víz mennyiségét a kiindulási szuszpenzió térfogatának %-ában mértük (3. táblázat). 3. táblázat A bentonitok víztartóképessége TaÖA. 3. Bodoynopnan cnocoöHocntb öenmoHumoe Table 3. Water retaining capacity of bentonites Bentonit megnevezés leadás Koldui bányanedves bentonit 5% szódával 34,5% „F" (fúrós bentonit) szárított őrölt kereskedelmi 72,4% Koldui, nedves hőkezelés közben 5 % szódával aktiválva, majd 100 C°-on szárítva, őrölve 68,6% Istenmezei, nedves hőkezelés közben aktiválva, szárítva, őrölve 70,0% Koldui, szárított, őrölt Ca-hentonit 86,5%