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矿物学报2025年第05期:钻井泥浆用膨润土的复配及性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:蒋俊;罗利明;孙红娟;赵猛;孟繁明;马亮;先子均;

单位:西南科技大学环境与资源学院;西南科技大学矿物材料及应用研究所;核环境安全技术创新中心;固体废物处理与资源化教育部重点实验室;新疆中非夏子街膨润土有限责任公司;咸阳非金属矿研究设计有限公司;

摘要:基于蒙脱石良好的悬浮分散性、阳离子交换性、黏结性等特性,本文采用CMC-Na和无机轻质氧化镁对膨润土进行复配改性制备系列膨润土钻井泥浆产品,通过高温热滚实验,并结合SEM、XRD、FT-IR及Zeta电位等分析手段研究了改性剂种类与用量等对膨润土造浆性能的影响及作用机理,获得最优复配改性方案。结果表明,CMC-Na长碳链能够在蒙脱石边缘起桥联作用,显著提高泥浆的黏度,增强泥浆体系的稳定性,而氧化镁水化过程中生成氢氧化镁,提高了膨润土在水中的分散性与膨胀性。当CMC-Na和轻质氧化镁均为4%时,膨润土泥浆的黏度为高达42 mPa·s,滤失量低至22 mL,各项性能指标均满足国标要求。本研究提出的复配改性工艺方案简便、成本低,为膨润土改性增粘研究提供了坚实的实验基础和理论支撑,具有广泛的推广价值和应用前景。

关键词:膨润土;;复配改性;;泥浆性能;;pH调节;;高温黏度

基金资助:建筑材料工业地质勘查中心揭榜挂帅专项资助(编号:建地科[2022]05号);; 国家自然科学基金(编号:42002039、42072048)