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在常见的工程施工,例如水平钻拖拉管、盾构、钻井、钻探、打桩等作业中,膨润土制成的泥浆起着至关重要的作用。然而,泥浆乳化速度过慢常常阻碍工程的顺利开展。以下为加快工程泥浆膨润土乳化速度的多种有效方法:
1. 选用优质泥浆膨润土:市面上生产泥浆膨润土的厂家众多,质量却参差不齐。其差异体现在原矿选择与生产工艺上。质量欠佳的泥浆膨润土,选用的原矿膨胀能力差,且工艺落后,未进行规范钠化改性处理,多在原矿磨粉时直接加纯碱,致使造浆乳化速度缓慢。优质泥浆膨润土对原矿挑选颇为讲究,优先考量原矿是否适配泥浆制作。获取原矿后,先除砂提纯,再进行标准挤压钠化,确保钠化原料水分维持在35%-40%,均匀添加一定比例纯碱挤压成泥并堆放。磨粉时加入增粘剂纤维素等,如此生产出的膨润土不仅乳化速度快,生成的泥浆滤失量低、流速性能好、携砂能力强。所以,选择优质泥浆膨润土是加快乳化速度的关键一步。
2. 采用适宜的造浆用水:在众多工程施工里,不少造浆用水取自下水道,这类水酸性强、杂质多,对泥浆膨润土造浆乳化极为不利。倘若条件允许,使用自来水或河水造浆,能大幅提高乳化速度。因为自来水水质稳定,杂质较少;河水相对较为纯净,酸碱度适中,更利于膨润土在水中的分散和乳化。
3. 提升搅拌速度:搅拌速度对泥浆膨润土造浆乳化影响显著。膨润土遇水会形成泥球型,极大阻碍泥浆的形成。加快搅拌速度,能使膨润土颗粒与水充分接触并快速分散,从而有效提高乳化速度。可选用功率更大、搅拌叶片设计更合理的搅拌设备,或者优化搅拌方式,如采用多向搅拌、间歇搅拌等,进一步提升搅拌效果。
4. 添加乳化剂:适量添加乳化剂,如脂肪酸盐、非离子型表面活性剂等,能有效加快乳化速度。乳化剂可降低油水界面的表面张力,促使膨润土颗粒均匀分散于水中,还能增强泥浆体系的稳定性。不过,需严格控制乳化剂的添加量,过多或过少都可能影响泥浆性能。添加前要依据膨润土和水的比例,通过试验确定合适添加量。
5. 调控水温:适当升高水温能加快膨润土的水化速度,进而提升乳化速度。温度升高使水分子运动速度和能量增加,膨润土颗粒与水分子的接触及作用更充分。但水温不宜过高,一般控制在30℃ - 50℃为宜,否则可能破坏膨润土结构和性能。可利用加热设备,如电加热器、蒸汽加热器等,精准控制水温。
6. 进行预处理:对膨润土进行预处理能加快乳化。将膨润土干燥、粉碎,使其颗粒更细小均匀,更大的比表面积能加速与水的接触和反应。也可采用活化处理,如用特定酸或盐溶液浸泡,改变膨润土表面性质,提高其活性与乳化性能。但预处理过程要注意控制条件,避免对膨润土造成不可逆的损伤 。
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