Dispergering av bentonit med ultraljud

• Bentonitleror, såsom natriumbentonit, kalciumbentonit och kaliumbentonit, används främst som tillsats i borrvätskor, bindemedel, reningsmedel, adsorbent och som grundvattenbarriär.
• På grund av starka bindningar och van der Waals-krafter kräver dispergering av bentonit kraftiga blandningskrafter för att bryta upp agglomeraten jämnt.
• Ultraljudsdispergering är en mycket tillförlitlig metod för att framställa högviskösa suspensioner med hög halt av fasta ämnen. Därmed överträffar ultraljud konventionella omrörare vid framställning av homogena bentonitsuspensioner.

Bentonitdispergering

Bentonit har många användningsområden, exempelvis som smörjmedel, förtjockningsmedel eller adsorbent. För att dra nytta av bentonitens materialegenskaper måste bentonitpartiklarna/plättarna vara jämnt fördelade i ett basmedium. Bentonitdispersioner har hög svällningsförmåga och kan adsorbera stora mängder vätska. Vid dispergering i en vätska bildar bentonitdispersionen en starkt tixotrop kolloidal suspension eller gel. Bentonitdispersionernas kolloidala egenskaper är i hög grad beroende av dispersionens kvalitet. Därför är ultraljudsbehandling den föredragna dispergeringstekniken för att erhålla bentonitsuspensioner av hög kvalitet.

Ultraljudsdispergering av bentonit (utförd med ultraljudsblandaren UIP2000hdT)

Problem

Konventionella dispergeringsmetoder kan ofta inte åstadkomma de kraftiga skjuvkrafter som krävs för att framställa en homogen suspension av funktionaliserad bentonit. Bentonitens tixotropi och dess enastående vattenbindnings- och svällningsförmåga kräver dispergeringsutrustning som är bättre än genomsnittet och särskilt bra på att hantera högviskösa suspensioner och ger tillräcklig skjuvning för att bryta upp agglomeraten.
Bentonitdispersionens viskositet ökar med ökande koncentration. Konventionell blandningsutrustning klarar inte av att hantera de tjocka suspensionerna och ger bristfällig dispergering och hydratisering .
På grund av den otillräckliga blandningskapaciteten måste konventionella dispergeringsapparater kombineras med ytterligare bearbetningssteg, exempelvis malning.

Lösning

Ultraljudsutrustning med hög effekt ger kraftiga skjuvkrafter som enkelt bryter bindningarna mellan bentonitpartiklarna. Högviskösa bentonitsuspensioner kan bearbetas homogent genom att suspensionen matas genom en ultraljudsreaktorkammare där partiklarna deagglomereras och dispergeras till en enhetlig partikelstorlek. Den intensiva omrörningen och skjuvningen bidrar till att minska partiklarna till den önskade partikelstorleken. Kraftfull ultraljudsbehandling delaminerar och exfolierar bentoniten (montmorilloniten), vilket ger en stor partikelyta som bidrar till förbättrad svällning och funktionalisering av bentoniten.

Ultraljudsdispergering av leror

Så fungerar det: Mycket kraftiga ultraljudskrafter som induceras i vätskor skapar kavitation. Ultraljudsinducerad kavitation yttrar sig som ren skjuvning. Därmed är ultraljudsteknik för blandning och dispergering idealisk för att framställa tixotropa suspensioner med mycket hög partikelhalt.
Tack vare den intensiva skjuvningen möjliggör ultraljud effektiv dispergering av leror till suspensioner. Eftersom ultraljudsbehandlingen utförs som en kontinuerlig inlineprocess, även högviskösa suspensioner såsom borrslam, bitumenemulsioner, latex eller färger.

Hielscher Ultrasonics är din partner när det gäller tillförlitlig ultraljudsbearbetning. Vi erbjuder hela sortimentet av ultraljudshomogenisatorer – från laboratorieapparaten till industriell ultraljudsutrustning för krävande tillämpningar såsom malning, deagglomerering och dispergering. Med kluster av UIP10000 eller UIP16000finns det praktiskt taget ingen gräns för kommersiell bearbetning av även mycket stora volymflöden, inklusive högviskösa, pastaliknande material.