Dispersión ultrasónica de bentonita

  • Las arcillas bentoníticas, como la bentonita sódica, la bentonita cálcica y la bentonita potásica, se utilizan principalmente como aditivo para fluidos de perforación, aglutinante, purificador, adsorbente y como barrera para las aguas subterráneas.
  • Debido a los fuertes enlaces y a las fuerzas de Van der Waals, la dispersabilidad de la bentonita requiere intensas fuerzas de mezcla para romper los aglomerados de manera uniforme.
  • La dispersión por ultrasonidos es un método muy fiable para producir lechadas muy viscosas con grandes cantidades de concentración de sólidos. De este modo, los ultrasonidos superan a los agitadores convencionales en la producción de lechadas homogéneas de bentonita.

Dispersión de bentonita

La bentonita tiene múltiples aplicaciones, como lubricante, espesante o adsorbente. Para beneficiarse de las características del material de la bentonita, las partículas/plaquetas de bentonita deben ser distribuidos uniformemente en un medio base. Las dispersiones de bentonita tienen una gran capacidad de hinchamiento y pueden adsorber una gran cantidad de líquido. Cuando se dispersa en un líquido, la dispersión de bentonita forma un muy tixotrópico suspensión coloidal o gel. Las propiedades coloidales de las dispersiones de bentonita dependen en gran medida de la calidad de la dispersión. Por lo tanto, ultrasonicación es la técnica de dispersión preferida para obtener lechadas de bentonita de alta calidad.

Curvas de entrada de energía ultrasónica para la dispersión de bentonita (¡Haga clic para ampliar!)

Dispersión ultrasónica de bentonita (realizada con mezclador ultrasónico UIP2000hdT)

Problemas

Los métodos convencionales de dipsersión a menudo no pueden inducir las intensas fuerzas de cizallamiento necesarias para preparar una suspensión homogénea de bentonita funcionalizada. La tixotropía de la bentonita y su extraordinaria capacidad para ligarse al agua e hincharse requieren un equipo de dispersión mejor que la media, que destaque en la manipulación de alta viscosidad lodos y proporciona suficiente cizallamiento para romper los aglomerados.
La viscosidad de la dispersión de bentonita aumenta con el incremento de la concentración. Los equipos de mezcla convencionales no son capaces de manejar las lechadas espesas carentes de dispersión y hidratación calidad.
Debido a la insuficiente capacidad de mezcla, los dispersores convencionales deben combinarse con etapas de procesamiento adicionales, por ejemplo, la molienda.

solución

Los equipos ultrasónicos de alta potencia ofrecen fuerzas de cizallamiento intensas que rompen fácilmente la unión entre las partículas de bentonita. Las lechadas de bentonita muy viscosas pueden procesarse homogéneamente alimentando la suspensión a través de una cámara de reactor ultrasónico donde las partículas se desagglomerado y dispersado a un tamaño de partícula uniforme. La agitación intensa y el cizallamiento ayudan a las partículas’ hasta el tamaño de partícula deseado. Potente ultrasonido delamina y exfolia la bentonita (montmorillonita) dando lugar a una elevada superficie de partículas que contribuye a una mejor hinchazón y la funcionalización de la bentonita.

Dispersión ultrasónica de arcillas

Cómo funciona: Las fuerzas ultrasónicas de alta intensidad inducidas en los líquidos crean cavitación. Ultrasonidos cavitación se expresa en cizallamiento puro. Por lo tanto, la tecnología de mezcla y dispersión por ultrasonidos es ideal para producir suspensiones tixotrópicas con una carga muy alta de partículas.
Debido al intenso cizallamiento, los ultrasonidos permiten dispersar eficazmente las arcillas en los lodos. Dado que la sonicación se lleva a cabo como un proceso continuo en línea, incluso los lodos de alta viscosidad, como los lodos de perforación, las emulsiones de betún, el látex o las arcillas, pueden dispersarse de forma eficaz en los lodos. pinturas.

Hielscher Ultrasonics es su socio cuando se trata de un procesamiento por ultrasonidos fiable. Le ofrecemos la gama completa de homogeneizadores ultrasónicos – del dispositivo de laboratorio a la equipos ultrasónicos industriales para aplicaciones exigentes como Pulverizar, desaglomeración y dispersión. Con grupos de UIP10000 o UIP16000El tratamiento comercial de flujos de gran volumen, incluido el material pastoso y muy viscoso, prácticamente no tiene límites.

Los dispersores ultrasónicos son muy eficaces y a menudo superan a los agitadores y mezcladores convencionales.

Dispersores industriales ultrasónicos

Dispersión ultrasónica:

  • Dispersión a alta velocidad
  • Altas cargas de sólidos
  • Nano Dispersión
  • Hidratación completa
  • No “fish-eyes
  • Mejora de la hinchazón
  • Funcionalización de partículas
  • Efecto gelificante
  • tratamiento uniforme
  • reproducibilidad
  • Calidad de producto fiable

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Los procesos de sonicación de flujos de gran volumen pueden llevarse a cabo de forma eficiente mediante una configuración continua (¡Haga clic para ampliar!)

Procesamiento en línea por ultrasonidos

Literatura/Referencias

  • Bergaya, F.; Theng, B.K.G.; Lagaly, G. (2011): Manual de la ciencia de las arcillas. Elservier 1978.
  • Grim, R.E:; Güven, N. (1978): Bentonites: Geología, mineralogía, propiedades y usos. Elservier 2011.
  • Mekhamer, W. K. (2010): La estabilidad coloidal de la bentonita cruda deformada mecánicamente por ultrasonidos. Journal of Saudi Chemical Society 14, 2010. 301-306.
  • Wikipedia: Bentonita

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Acerca de la bentonita

La bentonita puede dispersarse por ultrasonidos para producir una pasta muy viscosa con partículas distribuidas uniformemente.Arcillas de bentonitaLas bentonitas, como la bentonita sódica, la bentonita cálcica y la bentonita potásica, están formadas principalmente por minerales de esmectita, generalmente montmorillonita (por ejemplo, Al-montmorillonita Al2O3-4(SiO2)-H2O). La montmorillonita es una esmectita dioctaédrica, pero eventualmente pueden aparecer otros tipos de esmectita. La esmectita es responsable de las propiedades deseables de la bentonita, pero la naturaleza de los cationes intercambiables en la capa intermedia también influye en las propiedades. Por lo tanto, las bentonitas con Na+ como catión intercalado pueden tener propiedades muy diferentes a las bentonitas en las que el catión intercalado es Ca+. La mayoría de las bentonitas comerciales contienen más de un 80% de esmectita, aunque pueden contener otros minerales como impurezas. Estos minerales pueden incluir cuarzo, feldespato, calcita y yeso. La presencia de estos minerales puede afectar al valor industrial, reduciendo o aumentando el valor de la bentonita en función de la aplicación específica. La bentonita presenta coloidal fuerte propiedades y su volumen aumenta varias veces al entrar en contacto con el agua, creando un gelatinoso y viscoso fluido. Las propiedades especiales de la bentonita, como hidratación, hinchazón, absorción de agua, viscosidady tixotropíade la UE, lo convierten en un material valioso para una amplia gama de aplicaciones.
Las arcillas de bentonita se utilizan habitualmente como lubricantes, espesantes, adsorbentes, aditivos reológicos, aglutinantes, catalizadores, purificadores, estabilizadores, emulsionantes o tierras decolorantes. Debido a sus funcionalidades, las múltiples aplicaciones de los geles viscoelásticos de bentonita se ramifican en el aceite mineral & industria de perforación, química, cerámica, fundiciones, construcción y limpieza, agricultura & horticultura, producción de papel, industria alimentaria, así como en el sector cosmético y farmacéutico.
Bentonita derivados se conocen como bentoneque son organoarcillas modificadas con funcionalidades adaptadas a aplicaciones específicas. Por ejemplo, Bentone 52 y Bentone 57 y Bentone 1000 son agentes espesantes comunes utilizados en pinturas y revestimientos, mientras que Bentone 27, Bentone 128, Bentone 150, Bentone 155 y Bentone 1000 son modificadores reológicos utilizados en la industria petrolera y de perforación. Bentone EW, Bentone HC, Bentone MA y Bentonite BC 342 se utilizan como espesantes y gelificantes en cosmética y farmacia.
Las potentes máquinas de ultrasonidos de Hielscher son fiables y eficaces para dispersar todos los Bentonita, hectorita y bentone polvos de organoarcilla uniformemente en dispersiones de bentona, geles bentona o en formulaciones de productos finales.



Información interesante

A los homogeneizadores ultrasónicos también se los denomina frecuentemente como sonicador de sonda, sonolisador, fraccionador por ultrasonidos, pulverizador ultrasónico, sonoruptor, sonificador, disgregador ultrasónico, fraccionador celular, dispersor ultrasónico o mezclador por ultrasonidos. Estos términos provienen de las distintas aplicaciones que se pueden llevar a cabo por sonicación.

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