ความหนาแน่นของสารละลายเบนโทไนท์
1. การจำแนกประเภทและประสิทธิภาพของสารละลาย
1.1 การจำแนกประเภท
เบนโทไนต์ หรือเรียกอีกอย่างว่าหินเบนโทไนต์ เป็นหินดินเหนียวที่มีมอนต์มอริลโลไนต์เป็นส่วนประกอบสูง โดยมักมีอิลไลต์ เคโอลิไนต์ ซีโอไลต์ เฟลด์สปาร์ แคลไซต์ เป็นต้น อยู่บ้าง เบนโทไนต์สามารถแบ่งได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่ เบนโทไนต์โซเดียม (ดินด่าง) เบนโทไนต์แคลเซียม (ดินด่าง) และดินฟอกขาวธรรมชาติ (ดินเป็นกรด) โดยเบนโทไนต์แคลเซียมสามารถแบ่งได้เป็นเบนโทไนต์แคลเซียมโซเดียม และเบนโทไนต์แคลเซียมแมกนีเซียมด้วย
1.2 การปฏิบัติงาน
1) คุณสมบัติทางกายภาพ
เบนโทไนต์มีสีขาวและเหลืองอ่อนในธรรมชาติ แต่ยังมีสีเทาอ่อน เขียวอ่อน ชมพู น้ำตาล แดง ดำ เป็นต้น เบนโทไนต์มีความแข็งที่แตกต่างกันเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพ
2) องค์ประกอบทางเคมี
ส่วนประกอบทางเคมีหลักของเบนโทไนต์ ได้แก่ ซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) อะลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) และน้ำ (H2O) ปริมาณออกไซด์ของเหล็กและแมกนีเซียมออกไซด์ก็สูงเช่นกัน และมักมีแคลเซียม โซเดียม และโพแทสเซียมอยู่ในเบนโทไนต์ในปริมาณที่แตกต่างกัน ปริมาณ Na2O และ CaO ในเบนโทไนต์ทำให้คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีแตกต่างกัน รวมถึงเทคโนโลยีการแปรรูปก็แตกต่างกันด้วย
3) คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี
เบนโทไนต์มีคุณสมบัติในการดูดความชื้นได้ดีเยี่ยม คือ การขยายตัวหลังจากการดูดซึมน้ำ โดยอัตราการขยายตัวที่เกี่ยวข้องกับการดูดซึมน้ำจะสูงถึง 30 เท่า สามารถกระจายตัวในน้ำเพื่อสร้างสารแขวนลอยแบบคอลลอยด์ที่มีความหนืด ข้นหนืด และหล่อลื่นได้ เบนโทไนต์จะเปลี่ยนเป็นวัสดุอ่อนตัวและยึดติดได้หลังจากผสมกับเศษวัสดุละเอียด เช่น น้ำ สารละลาย หรือทราย เบนโทไนต์สามารถดูดซับก๊าซ ของเหลว และสารอินทรีย์ต่างๆ ได้ และความสามารถในการดูดซับสูงสุดสามารถทำได้ถึง 5 เท่าของน้ำหนัก เบนโทไนต์เป็นดินฟอกสีที่มีกรดกัดกร่อนสามารถดูดซับสารที่มีสีได้
คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของเบนโทไนต์ขึ้นอยู่กับชนิดและปริมาณของมอนต์มอริลโลไนต์ที่ประกอบอยู่ โดยทั่วไป เบนโทไนต์ที่มีโซเดียมเป็นส่วนประกอบจะมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เหนือกว่าเบนโทไนต์ที่มีแคลเซียมหรือแมกนีเซียมเป็นส่วนประกอบ และยังมีสมรรถนะด้านเทคโนโลยีที่เหนือกว่าอีกด้วย
2. การวัดอย่างต่อเนื่องของสารละลายเบนโทไนต์
การลอนน์มิเตอร์อินไลน์bentโอนิteสลเอ่อyความหนาแน่นเมตรเป็นแบบออนไลน์เครื่องวัดความหนาแน่นของเยื่อกระดาษมักใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรม ความหนาแน่นของสารละลายหมายถึงอัตราส่วนของน้ำหนักของสารละลายต่อน้ำหนักของน้ำในปริมาณที่กำหนด ขนาดของความหนาแน่นของสารละลายที่วัดได้ในสถานที่นั้นขึ้นอยู่กับน้ำหนักรวมของสารละลายและเศษวัสดุที่เจาะในสารละลาย ควรรวมน้ำหนักของสารผสมด้วยหากมี
3. การใช้สารละลายภายใต้สภาพทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกัน
การเจาะรูในชั้นหินขัด กรวด หินกรวด และโซนที่แตกหักนั้นทำได้ยากสำหรับคุณสมบัติการยึดเกาะระหว่างอนุภาคในระดับจูเนียร์ ปัญหาสำคัญอยู่ที่การเพิ่มแรงยึดเกาะระหว่างอนุภาค และใช้สารละลายเป็นเกราะป้องกันในชั้นดังกล่าว
3.1 ผลของความหนาแน่นของสารละลายต่อความเร็วในการเจาะ
ความเร็วในการเจาะจะลดลงเมื่อความหนาแน่นของสารละลายเพิ่มขึ้น ความเร็วในการเจาะจะลดลงอย่างมาก โดยเฉพาะเมื่อความหนาแน่นของสารละลายมากกว่า 1.06-1.10 g/cm3ยิ่งความหนืดของสารละลายสูงขึ้น ความเร็วในการเจาะก็จะต่ำลง
3.2 ผลกระทบของปริมาณทรายในสารละลายต่อการเจาะ
ปริมาณเศษหินในตะกอนอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงในการเจาะ ส่งผลให้หลุมเจาะได้รับการทำความสะอาดอย่างไม่เหมาะสมและติดขัดในภายหลัง นอกจากนี้ ยังอาจทำให้เกิดแรงดูดและแรงดัน ส่งผลให้เกิดการรั่วไหลหรือบ่อน้ำพังทลาย ปริมาณทรายสูงและตะกอนในหลุมมีความหนา ทำให้ผนังหลุมพังทลายเนื่องจากความชื้น และทำให้ผิวตะกอนหลุดออกได้ง่ายและเกิดอุบัติเหตุในหลุมได้ ในเวลาเดียวกัน ปริมาณตะกอนที่สูงยังทำให้ท่อ ดอกสว่าน ปลอกกระบอกสูบปั๊มน้ำ และลูกสูบสึกหรอมาก และมีอายุการใช้งานสั้น ดังนั้น ภายใต้สมมติฐานของการรักษาสมดุลของแรงดันในการก่อตัว ควรลดความหนาแน่นของตะกอนและปริมาณทรายให้มากที่สุด
3.3 ความหนาแน่นของสารละลายในดินอ่อน
ในชั้นดินอ่อน หากความหนาแน่นของสารละลายต่ำเกินไปหรือความเร็วในการเจาะเร็วเกินไป อาจทำให้หลุมยุบได้ โดยปกติแล้ว ควรรักษาความหนาแน่นของสารละลายไว้ที่ 1.25 กรัม/ซม.3ในชั้นดินนี้
4. สูตรสารละลายทั่วไป
ในงานวิศวกรรมมีสารละลายอยู่หลายประเภท แต่สามารถจำแนกตามองค์ประกอบทางเคมีได้ดังนี้ วิธีการแบ่งสัดส่วนมีดังนี้
4.1 สารละลายโซเดียม-ซีเอ็มซี (โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส)
สารละลายชนิดนี้เป็นสารละลายเพิ่มความหนืดที่พบได้ทั่วไป และ Na-CMC มีบทบาทในการเพิ่มความหนืดและลดการสูญเสียน้ำ สูตรคือ ดินเหนียวคุณภาพสูง 150-200 กรัม น้ำ 1,000 มิลลิลิตร โซดาแอช 5-10 กิโลกรัม และ Na-CMC ประมาณ 6 กิโลกรัม คุณสมบัติของสารละลายคือ ความหนาแน่น 1.07-1.1 กรัม/ซม.3 ความหนืด 25-35 วินาที การสูญเสียน้ำน้อยกว่า 12 มิลลิลิตร/30 นาที ค่า pH ประมาณ 9.5
4.2 สารละลายเหล็กโครเมียมเกลือโซเดียมคลอไรด์
สารละลายนี้ช่วยเพิ่มความหนืดและความเสถียรได้ดี และเกลือเหล็กโครเมียมมีบทบาทในการป้องกันการตกตะกอน (การเจือจาง) สูตรคือ ดินเหนียว 200 กรัม น้ำ 1,000 มิลลิลิตร เติมสารละลายอัลคาไลบริสุทธิ์ประมาณ 20% ที่ความเข้มข้น 50% เติมสารละลายเกลือเฟอร์โรโครเมียม 0.5% ที่ความเข้มข้น 20% และโซเดียม-CMC 0.1% คุณสมบัติของสารละลายคือ ความหนาแน่น 1.10 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ความหนืด 25 วินาที สูญเสียน้ำ 12 มิลลิลิตรต่อ 30 นาที ค่า pH 9
4.3 สารละลายลิกนินซัลโฟเนต
ลิกนินซัลโฟเนตสกัดมาจากของเหลวเสียจากเยื่อซัลไฟต์ และโดยทั่วไปจะใช้ร่วมกับสารอัลคาไลถ่านหินเพื่อแก้ปัญหาการจับตัวเป็นก้อนและการสูญเสียน้ำของสารละลายโดยอาศัยการเพิ่มความหนืด สูตรคือ ดินเหนียว 100-200 กก. ของเหลวเสียจากเยื่อซัลไฟต์ 30-40 กก. สารอัลคาไลถ่านหิน 10-20 กก. โซเดียมไฮดรอกไซด์ 5-10 กก. สารลดฟอง 5-10 กก. และน้ำ 900-1000 ลิตรสำหรับสารละลาย 1 ลูกบาศก์เมตร คุณสมบัติของสารละลายคือ ความหนาแน่น 1.06-1.20 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร ความหนืดของกรวย 18-40 วินาที การสูญเสียน้ำ 5-10 มล./30 นาที และสามารถเติมโซเดียม-CMC 0.1-0.3 กก. ในระหว่างการขุดเจาะเพื่อลดการสูญเสียน้ำเพิ่มเติม
4.4 สารละลายกรดฮิวมิก
สารละลายกรดฮิวมิกใช้สารอัลคาไลจากถ่านหินหรือโซเดียมฮิวเมตเป็นสารคงตัว สามารถใช้ร่วมกับสารบำบัดชนิดอื่น เช่น Na-CMC สูตรในการเตรียมสารละลายกรดฮิวมิกคือเติมสารอัลคาไลจากถ่านหิน 150-200 กก. (น้ำหนักแห้ง) Na2CO3 3-5 กก. และน้ำ 900-1000 ลิตรลงในสารละลาย 1 ลูกบาศก์เมตร คุณสมบัติของสารละลาย: ความหนาแน่น 1.03-1.20 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร สูญเสียน้ำ 4-10 มิลลิลิตร/30 นาที ค่า pH 9
เวลาโพสต์ : 12 ก.พ. 2568
