Dispersion ultrasonique de bentonite

Les argiles bentonitiques, telles que la bentonite sodique, la bentonite calcique et la bentonite potassique, sont principalement utilisées comme additifs pour les fluides de forage, comme liants, comme purificateurs, comme adsorbants et comme barrières pour les eaux souterraines.
En raison de la forte liaison et des forces de van der Waals, la dispersibilité de la bentonite nécessite des forces de mélange intenses pour briser les agglomérats de manière uniforme.
La dispersion par ultrasons est une méthode très fiable pour produire des boues très visqueuses avec de grandes quantités de concentration solide. Ainsi, les ultrasons surpassent les agitateurs conventionnels pour produire des boues homogènes de bentonite.

Dispersion de bentonite

La bentonite a de nombreuses applications telles que les lubrifiants, les épaississants ou les adsorbants. Afin de bénéficier des caractéristiques de la bentonite, les particules/plaquettes de bentonite doivent être uniformément répartie dans un milieu de base. Les dispersions de bentonite ont une capacité de gonflement élevée et peuvent adsorber une grande quantité de liquide. Lorsqu'elle est dispersée dans un liquide, la dispersion de bentonite forme un hautement thixotrope une suspension colloïdale ou un gel. Les propriétés colloïdales des dispersions de bentonite dépendent fortement de la qualité de la dispersion. C'est pourquoi, ultrasonication est la technique de dispersion préférée pour obtenir des boues de bentonite de haute qualité.

Dispersion ultrasonique de la bentonite (réalisée avec un mélangeur ultrasonique) UIP2000hdT)

Problèmes

Les méthodes conventionnelles de dispersion par immersion ne peuvent souvent pas induire les forces de cisaillement intenses nécessaires à la préparation d'une boue homogène de bentonite fonctionnalisée. La thixotropie de la bentonite et son extraordinaire capacité de liaison à l'eau et de gonflement exigent un équipement de dispersion supérieur à la moyenne qui excelle dans la manipulation de la bentonite. haute viscosité et fournit un cisaillement suffisant pour briser les agglomérats.
La viscosité de la dispersion de bentonite augmente avec la concentration. Les équipements de mélange conventionnels ne sont pas capables de traiter les boues épaisses manquant de dispersion et hydratation qualité.
En raison de leur capacité de mélange insuffisante, les disperseurs conventionnels doivent être associés à des étapes de traitement supplémentaires, par exemple le broyage.

solution

Les appareils à ultrasons de grande puissance offrent des forces de cisaillement intenses qui rompent facilement la liaison entre les particules de bentonite. Les boues de bentonite très visqueuses peuvent être traitées de manière homogène en faisant passer la suspension dans une chambre de réacteur ultrasonique où les particules sont désaggloméré et dispersé à une taille de particule uniforme. L'agitation intense et le cisaillement assistent les particules’ jusqu'à la taille de particule souhaitée. Ultrasons puissants délamines et exfolie la bentonite (montmorillonite), ce qui donne une surface de particule élevée qui contribue à améliorer la qualité de l'eau. gonflement et le funcionalisation de la bentonite.

Dispersion ultrasonique des argiles

Comment cela fonctionne-t-il ? Les forces ultrasoniques très intenses induites dans les liquides créent cavitation. Ultrasons cavitation est exprimée en cisaillement pur. La technologie de mélange et de dispersion par ultrasons est donc idéale pour produire des suspensions thixotropes avec une charge très élevée de particules.
En raison du cisaillement intense, les ultrasons permettent de disperser efficacement les argiles dans les boues. Comme la sonication est effectuée en continu, même les boues de haute viscosité, telles que les boues de forage, les émulsions de bitume, le latex ou les boues d'épuration, peuvent être dispersées dans les boues. peintures.

Hielscher Ultrasonics est votre partenaire lorsqu'il s'agit d'un traitement par ultrasons fiable. Nous vous proposons une gamme complète d'homogénéisateurs à ultrasons – de la appareil de laboratoire à la équipement industriel à ultrasons pour des applications exigeantes telles que fraisage, désagglomération et dispersion. Avec les grappes de la UIP10000 ou UIP16000il n'y a pratiquement aucune limite au traitement commercial des flux de très grand volume, y compris les matières pâteuses et très visqueuses.

Les disperseurs à ultrasons sont très efficaces et souvent plus performants que les agitateurs et mélangeurs conventionnels.

Disperseurs industriels à ultrasons

Dispersion ultrasonique :

Dispersion à grande vitesse
Charges élevées de solides
Nano Dispersion
hydratation complète
Non “Yeux de poisson“
Amélioration du gonflement
Fonctionnalisation des particules
Effet gélifiant
traitement uniforme
reproductibilité
Une qualité de produit fiable

Les processus de sonication de grands volumes peuvent être réalisés efficacement par une installation en continu (Cliquez pour agrandir !)

traitement en ligne par ultrasons

Littérature/références

Bergaya, F. ; Theng, B.K.G. ; Lagaly, G. (2011) : Handbook of Clay Science. Elservier 1978.
Grim, R.E: ; Güven, N. (1978) : Bentonites : Géologie, minéralogie, propriétés et utilisations. Elservier 2011.
Mekhamer, W. K. (2010) : The colloidal stability of raw bentonite deformed mechanically by ultrasound. Journal of Saudi Chemical Society 14, 2010. 301-306.
Wikipedia : bentonite

À propos de la bentonite

Argiles bentonitiquesLes bentonites, y compris la bentonite sodique, la bentonite calcique et la bentonite potassique, sont principalement constituées de minéraux smectiques, généralement de la bentonite à l'état naturel. montmorillonite (par exemple, Al-montmorillonite Al₂O₃-4(SiO₂)-H₂O). La montmorillonite est une smectite dioctaédrique, mais d'autres types de smectite peuvent éventuellement apparaître. La smectite est responsable des propriétés souhaitables de la bentonite, mais la nature des cations échangeables dans la couche intermédiaire influence également les propriétés. Ainsi, les bentonites dont le cation intercalaire est Na+ peuvent avoir des propriétés très différentes de celles des bentonites dont le cation intercalaire est Ca+. La plupart des bentonites commerciales contiennent plus de 80 % de smectite, mais d'autres minéraux peuvent être présents en tant qu'impuretés. Ces minéraux peuvent inclure le quartz, le feldspath, la calcite et le gypse. La présence de ces minéraux peut affecter la valeur industrielle, réduisant ou augmentant la valeur de la bentonite en fonction de l'application spécifique. La bentonite présente colloïdale forte et son volume augmente plusieurs fois au contact de l'eau, ce qui crée un effet d'entraînement. gélatineux et visqueux fluide. Les propriétés particulières de la bentonite, telles que hydratation, gonflement, absorption d'eau, viscositéet thixotropieEn outre, les propriétés de l'aluminium, qui sont très élevées, en font un matériau précieux pour un large éventail d'applications.
Les argiles bentonitiques sont couramment utilisées comme lubrifiants, épaississants, adsorbants, additifs rhéologiques, liants, catalyseurs, purificateurs, stabilisateurs, émulsifiants ou terres décolorantes. En raison de leurs fonctionnalités, les multiples applications des gels viscoélastiques de bentonite s'étendent à l'huile minérale, à l'huile de palme, à l'huile d'olive et à l'huile de poisson. & industrie du forage, chimie, céramique, fonderies, industrie du bâtiment et du nettoyage, agriculture & l'horticulture, la production de papier, l'industrie alimentaire, ainsi que les secteurs cosmétique et pharmaceutique.
bentonite dérivés sont connus sous le nom de bentonequi sont des organoclays modifiés dont les fonctionnalités sont adaptées à des applications spécifiques. Par exemple, Bentone 52, Bentone 57 et Bentone 1000 sont des agents épaississants couramment utilisés pour les peintures et les revêtements, tandis que Bentone 27, Bentone 128, Bentone 150, Bentone 155 et Bentone 1000 sont des modificateurs de rhéologie utilisés dans l'industrie du pétrole et du forage. Bentone EW, Bentone HC, Bentone MA et Bentonite BC 342 sont utilisés comme épaississants et gélifiants dans les cosmétiques et les produits pharmaceutiques.
Les puissantes machines à ultrasons de Hielscher sont fiables et efficaces pour disperser tous les types de matériaux. bentonite, hectorite et bentone poudres d'organo-argile uniformément dans dispersions de bentone, gels de bentone ou dans des formulations de produits finaux.

Sujets connexes

Qu'il faut savoir

Les homogénéisateurs de tissus à ultrasons sont souvent appelés sonicateurs/ sonificateurs à sonde, lysers soniques, perturbateurs à ultrasons, broyeurs à ultrasons, sono-rupteurs, sonificateurs, démembreurs soniques, perturbateurs cellulaires, disperseurs à ultrasons, émulsifiants ou dissolvants. Les différents termes résultent des diverses applications qui peuvent être réalisées par la sonication.