[发明专利]改善蒙脱石粘土的抗污染性的方法

说明书

本发明涉及一种改进蒙脱石粘土对污水的吸收能力的方法，所说的蒙脱石粘土较好是水可膨胀的蒙脱石粘土（如钠膨润土），并且还涉及一种改进非膨胀性蒙脱石粘土（如钙膨润土）的吸收能力和絮凝能力的方法。根据本发明，改进水可膨胀性蒙脱石粘土的较好方法包括以下几个步骤：干燥采矿得来的水可膨胀性粘土，将干燥的粘土与一种水溶性聚合物均匀混合，然后用水使粘土和聚合物再次润湿，以便使水溶性聚合物浸透粘土，最后再次干燥粘土。经过处理的、再次润湿的、被聚合物浸渍并被再次干燥的这种水可膨胀性粘土，用于下列用途具有令人意想不到的好处，例如，用作为污水吸收剂或是用作为形成池塘、污泥贮存池和有害的废弃物封锁区的阻挡层;用于油井的钻井泥浆，其中污水是在钻井过程中遇到的;用于漏失的循环液，其中污水是在钻井过程中遇到的;用作为污水吸收材料，以在底板中和柔韧的多层制品中形成污水阻挡层;用于吸收污水的制品，如尿布、止血垫等制品;以及用于利用水可膨胀性粘土的吸水性来吸收污水的其它任何目的和任何环境。为了改善蒙脱石粘土的吸收能力和与其它颗粒一起絮凝的能力，首先将粘土（例如钙膨润土）任选地酸活化，干燥至含水量约为12%（重量）或更低，再与一种水溶性聚合物混合，并再次润湿至含水量至少约为15%（重量），从而使聚合物溶解，并且使聚合物浸透粘土，接着再次干燥。

水可膨胀的蒙脱石粘土具有广泛的工业用途，这些用途取决于粘土能吸收数倍于其自身重量的水的能力。然而，这类水可膨胀性粘土（如钠膨润土）如果吸收的水被碱金属或碱土金属的水溶性金属盐污染，特别是被硫酸盐或含卤盐，如氯化钠、氯化镁、溴化钙、氯化钙、氯化钾、含盐的浓稠液体等物质的污染，则会失去它大部分的吸收力。一些膨润土，如授予Clem的美国专利US2，672，442中公开的兰膨润土，需要吸收钙房离子来提供可接受的水膨胀性和胶体性质，以便于通过工业验收。本发明的方法出人意料地提供了这样一些膨润土，特别是钙膨润土和高度水可膨胀的钠膨润土，它们能够持续地吸收污水和/或从污水中吸附污物。

根据本发明，用作为原材料的较好的蒙脱石粘土为非蓝色钠膨润土（绿色到黄绿色到黄色到奶油色），这类非蓝色钠膨润土具有工业上可接受的水可膨胀性和胶体特性，并且具有Fe⁺³/Fe⁺²比高于1，较好是至少为3，最好是在约5～约15的范围内。然而，本发明的工艺和工艺产物对改进任何蒙脱石粘土的一个或多个特性，特别是改善污水吸收性或吸附性，尤其是使高水可膨胀性的钠膨润土提高吸水能力，使钙膨润土提高吸污能力，并对蓝色膨润土的改善更为明显，这一点可从实施例的数据看出。本发明处理过的蒙脱石粘土的某些工业用途将在下面叙述，在所说的工业用途中，当干燥的粘土（例如钠膨润土）一旦与污水接触时，就会对其自身的吸收能力或吸污能力产生不利的影响。

授予Clem的美国专利US4，021，402公开了将膨润土与一种水溶性聚合物及一种分散剂结合在一起，从而提高对含盐污水的吸收能力。授予Alexander的美国专利US4，613，542和US4，624，982公开了将一种水可膨胀性粘土和一种水溶性阴离子聚合物在水中混成浆液，抑制了水可膨胀粘土的膨胀，其目的是使一种能被水浸透的制品更容易地被粘土泥浆所浸渍。然后，加热被渗透的制品，从而破坏了聚合物，由此使粘土恢复成水可膨胀的粘土。根据美国专利US4，613，542和US4，624，982，粘土浆液使粘土完全水合，使含水量至少为150%。（按粘土的干重计算），并且暂时抑制了粘土的水可膨胀性。按照本发明，粘土的这一完全再润湿至如此高的含水量是没有用的，因为后面的再干燥步骤将是非常昂贵的，并且若以聚合物溶液浸渍粘土，聚合物溶液将会太稀，以至于达不到本文所公开的优点。

1.钻探泥浆

在以旋转式方法钻井时，通常的步骤是在钻进作业时，使钻探泥浆或是钻探冲洗液连续地循环进出于钻孔。用泵将钻探泥浆从泥浆池中泵入钻杆，泥浆经过钻杆进入钻孔的底部。然后，钻探泥浆向上流过介于钻孔孔壁和钻杆之间的环形空间，最后通过一个泥浆槽，从钻孔流回到泥浆池，泥浆池里的泥浆在经过钻孔进行再循环之前受到机械处理或化学处理。