BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------Chu Minh Hân

NGHIÊN CỨU LÀM GIÀU BENTONIT BẰNG PHƯƠNG PHÁP
HYDROCYCLON VÀ ỨNG DỤNG CHẾ TẠO DUNG DỊCH
KHOAN GỐC NƯỚC
Chuyên ngành : Kỹ thuật hóa học

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. Phạm Thanh Huyền

Hà Nội – Năm 2017

1708330019560972da803-6c06-477b-9020-65556abdd415
1708330019560ce069524-d08f-4053-9cfa-310cb10044cb
1708330019560c4b62d8f-d28c-4369-9137-4644b88d0815





Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn: Chu Minh Hân
Đề tài luận văn:        


Chuyên ngành: 
Mã số SV: CB140066

               

- 
- 
- 
API và RD-SP-61-   -      
Ngày 24 tháng 04 
Giáo viên hướng dẫn

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

Tác giả luận văn


LỜI CẢM ƠN
Lu     thut chuyên ngành k thut hóa hc v  tài
“Nghiên cứu làm giàu bentonit bằng phương pháp hydrocyclon và ứng
dụng chế tạo dung dịch khoan gốc nước” là kt qu ca quá trình c gng
khơng ngng ca bc s ng viên khích l ca các thy,
bng nghii thân. Qua trang vit này tác gi xin gi li cm
i nh tôi trong thi gian hc tp - nghiên cu khoa
hc va qua.
Tôi xin t lịng kính trng và bii vi cơ PGS.TS Phm
Thanh Huyc tip tng dp tài liu thông
tin khoa hc cn thit cho lu
Xin chân thành ci hc Bách khoa Hà Nôi,
Vin k thut hóa hu kin cho tơi hồn thành tt cơng vic nghiên

cu khoa hc ca mình.
Cui cùng tơi xin chân thành cng nghi 
 tơi trong q trình hc tp và thc hin Lu
Tác giả

Chu Minh Hân


LỜI CAM ĐOAN
u ca riêng tôi. Các s liu,
kt qu nêu trong Luc c ai công b trong
bt k công trình nào khác.
ng mi s  cho vic thc hin Lu
c cn trong Luc ch rõ ngun
gc.
Học viên thực hiện Luận văn

Chu Minh Hân


TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
 tài: Nghiên cứu làm giàu bentonit bằng phương pháp hydrocyclon và ứng dụng
chế tạo dung dịch khoan gốc nước
Tác gi luChu Minh Hân

Khóa: 2014B

ng dn: PGS. TS Phạm Thanh Huyền
Ni dung tóm tt:
a)


Lý do chọn đề tài
Bentonite (sét) là thành phn chính to cu trúc ca dung d  c s

dng làm dung dch khoan trong các ging khoan du khi hin nay. Tuy nhiên, khơng
phi lo c tiêu chí k thu s dng làm dung dch
khoan.
Hin nay, các m sét t chng n cn kic
thc tr              ng
Montmorillonite lên b         dng
 có th tái s dng có hiu qu nht ngun qung sét thi b.
b)

Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu.
 u sét C nh b
   ng ca m   m giàu này theo các tiêu chun ca

ngành cơng nghip du khí (Tiêu chun API) và tiêu chun ca doanh nghip (tiêu
chun ca Vietsovpetro). T  ng dng ca m
trong pha ch dung dch thc t cho khoan du khí.
c)

Tóm tắt cơ đọng các nội dung chính và đóng góp mới của tác giả
c kt qu tuyn sét bu cn t

l thu hi cao nên ly sn phm bentonite tinh qua tuy n 1 bc li khi cn có


bentonite v i chn, phi ti n hnh tuyn 3 b c.
c s ng ca ph gia Na2CO3   ca mu

sét C nh sau khi tuyn bng hydrocyclon. T   ng Na 2CO3
thích h x lý mu sét C nh.

i


ng và hiu qu kinh t khi s dng sét C
 pha ch dung dch cho khoan du khí.
d)

Phương pháp nghiên cứu.
Tin hành thí nghic các ch t theo tiêu chun ca ngành

cơng nghip du khí (Tiêu chun API) và tiêu chun ca doanh nghip (tiêu chun
ca Vietsovpetro) ca mc làm giàu và mi hi
c s dng trong thc t, so sánh.
S dng các m  dung d ca h
dung dc s dng trong thc t) - c các ch tiêu, so sánh và bin lun
kt qu.
e)

Kết luận
Có th tách khoáng montmorillonite trong sn phm nghin bentonite C nh


  c nghi n thành các sn phm riêng r có chng khá cao. Nu cn t l thu
hi cao nên ly sn phm bentonite tinh qua tuy n 1 b  c li khi cn có
bentonite v i chi ti n hnh tuy n 3 b c.
Tác nhân hot hoá thích hp nh i vi các loi sét bentonite C nh là
Na2CO3. Vng Na2CO3 3%, thì có tác dng rõ rt và tt nht trong vi

   ca mu sét C     u sét C nh sau khi x lý
Na2CO3 n các ch tiêu ca b tiêu chun cho Sét bt s
dng trong công nghip khoan du khí (tiêu chun API 13A ca Vin du khí Hoa
K và tiêu chun RD-SP-61-11 ca Vietsovpetro).
V phù hp, thì mu sét C nh sau khi hot hóa hồn tồn có
kh ng dng trong pha ch dung dch khoan du khí. Tuy nhiên, cn b sung
các ph gia thích h có th nh  u kin nhi ging khoan và hiu qu
kinh t  c có th ng dng sét C nh trong cơng
nghip khoan du khí.

ii


MỤC LỤC
DANH MỤC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT .................................................................................. 3
MỤC LỤC BẢNG ................................................................................................................ 4
MỤC LỤC HÌNH ................................................................................................................. 5
LỜI MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 6
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ................................................................................................ 7
1.1

Tổng quan về dung dịch khoan [6] ...................................................................... 7

1.1.1

........................................................................................................ 7

1.1.2

Cha dung dch khoan ...................................................................... 7


1.1.3

Phân loi dung dch khoan và ng dng: ......................................................... 7

1.1.4

Các hóa chu ch dung dch khoan và các cha chúng: .. 9

1.2

Sét và vai trò cùa sét trong dung dịch khoan.................................................... 12

1.2.1

Sét bentonite .................................................................................................. 12

1.2.2

H sét  c [9]............................................................................................ 20

1.3

Yêu cầu kỹ thuật của dung dịch khoan ............................................................. 24

1.3.1
Các h dung dch hin t dng cho khoan các ging khoan du khí ti
Vietsovpetro [6]: .......................................................................................................... 24
1.3.2


Mt s h dung dch c ch c các nhà thu quc t s dng: ... 28

1.3.3

Yêu cu v thông s dung di vi tng h dung dch: .......................... 29

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............. 31
2.1

Hóa chất, dung cụ và thiết bị: ............................................................................ 31

2.1.1

Hoá cht: ........................................................................................................ 31

2.1.2

Dng c .......................................................................................................... 31

2.2

Các mẫu bentonite sử dụng trong nghiên cứu.................................................. 32

2.3

Phương pháp làm giàu Bentonite Cổ Định ....................................................... 32

2.4 Phương pháp đánh giá, so sánh chất lượng Bentonite Cổ Định với các loại
Bentonite thương mại .................................................................................................... 34
2.4.1


Tiêu chun ca Vin Du khí Hoa K (tiêu chun API 13A) [11]:............... 34

2.4.2

Tiêu chun ca Vietsovpetro (RD-SP-61-11) [12]: ....................................... 34

2.4.3

Cách kim tra các ch tiêu theo tiêu chun API 13A và RD-SP-61-11 [11,12]:
35

2.4.4

  sét: ...................................................................................... 39

2.5 Ứng dụng sét Cổ Định để điều chế dung dịch khoan cho khoan các giếng khoan
dầu khí, so sánh với các mẫu sét thương mại:............................................................. 39
1


2.5.1

 dung dch Polymer sét: ............................................................. 39

2.5.2

Pha ch, chun b mu: .................................................................................. 39

2.5.3


Kim tra các thông s dung dch: .................................................................. 40

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................... 41
3.1

Kết quả làm giàu sét Cổ Định ............................................................................ 41

3.1.1

ng ca áp lc cp liu ...................................................................... 41

3.1.2

ng ca n pha rn trong bùn qung cp liu ........................... 42

3.1.3

Kt qu thí nghim phân cp bng xyclon 3 bc .......................................... 43

3.2 Kết quả đánh giá chất lượng sét Cổ Định và các mẫu sét thương mại hiện đang
sử dụng tại Vietsovpetro................................................................................................ 45
3.2.1

Kt qu n API (API 13A) ......................................... 45

3.2.2

Kt qu n Vietsovpetro (RD-SP-61-11): .................. 45


3.2.3

t qu kim tra theo tiêu chun API 13A và RD-SP-61-11 ......... 46

3.3

Kết quả đo độ trương nở của các mẫu sét: ....................................................... 47

3.3.1

X lý mu: ..................................................................................................... 47

3.3.2

  sét: ...................................................................................... 47

3.4

Kết quả đo các chỉ tiêu của mẫu sét Cổ Định đã được xử lý thêm Na2CO3 : . 53

3.4.1

Kt qu   sét: ......................................................................... 53

3.4.2
Kt qu i chng mu sét C nh sau khi x lý Na2CO3 theo
các tiêu chun công nghip: ......................................................................................... 56
3.5

Kết quả đo các thông số của dung dịch khoan được điều chế: ....................... 58


3.5.1

 dung dch khoan: ...................................................................... 58

3.5.2

Kt qu  ca dung dch khoan:.............................................. 58

3.5.3

Chi phí d tính cho 1 m3 dung dch khoan: ................................................... 59

3.5.4

Nhn xét ......................................................................................................... 60

KẾT LUẬN......................................................................................................................... 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 63

2


DANH MỤC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT

Viết tắt

Tên gọi

MMT


Monmorillonit

GK



DD



PV



YP



PHPA

Partially-hydrolyzed polyacrylamide


3


MỤC LỤC BẢNG
Bảng 1 Các cht to cc s du ch dung dch khoan........... 9
Bng 2 Các cht làm gi thu ch dung dch khoan............... 11

Bng 3 Thành phn khoáng vt ca bentonite C nh - Thanh Hoá [5] ........................... 19
Bng 4 Thành phn hóa hc ca bentonite c nh Thanh Hoá [2].................................... 20
Bng 5 Các h dung dch s d sâu ging khoan................................................ 28
Bng 6 Các h dung dch c ch sét s dng ti Vit Nam ................................................. 29
Bng 7 Các thông s dung dch yêu ci vi tng h dung dch.................................... 29
Bng 8 Các thông s k thut ca my tuyn xyclon thí nghim D25 ................................ 33
Bng 9 Tiêu chun sét theo API 13A .................................................................................. 34
Bng 10 Tiêu chun sét theo RD-SP-61-11 ......................................................................... 34
B tng quát h Polime sét .................................................................... 39
Bng 12 Thông s dung dch yêu ci vi dung dch Polime sét ................................... 40
Bng 13 Kt qu thí nghim phân cp bng xyclon vi áp lc cp liu khác nhau ........... 41
Bng 14 Kt qu thí nghim phân cp xyclon D25 vi n pha rn trong bùn qung cp
liu khác nhau ...................................................................................................................... 42
Bng 15 Kt qu tuyn thy xyclon 1 bc và 3 bc............................................................. 44
Bng 16 Kt qu u sét theo tiêu chun API 13A ....................................... 45
Bng 17 Kt qu u sét theo tiêu chun RD-SP-61-11................................ 45
B  sét C nh trong dung dch Na2 CO3 có n khác nhau ......... 50
Bng 19 Kt qu   ca sét C nh và các mi. ................ 53
Bng 20 Kt qu i các mu sét theo tiêu chun API 13A .................................. 56
Bng 21 Kt qu i các mu sét theo tiêu chun RD-SP-61-11 ca Vietsovpetro
............................................................................................................................................. 57
B dung du chnh theo tng loi sét ....................... 58
Bng 23 K dung dch khoan ............................................................. 59
Bng 24 Chi phí d tính ch to 1 m3 dung di vi tng loi sét: .................... 60

4


MỤC LỤC HÌNH
 n ca tinh th MMT[8] ........................................................................ 14

Hình 2 Cu trúc 2 :1 ca MMT [8] ...................................................................................... 15
Hình 3 Thit b tuyn thu .............................................................. 32
 nghiên cu công ngh tuyn thy xyclon ...................................................... 33
Hình 5 Chu Xanh methylene....................................................................................... 38
Hình 6 Thit b nén mu (Compactor) ................................................................................. 48
Hình 7 Thit b nén mu (Compactor)  trng thái hong (6000psi) ............................ 48
Hình 8 Hình mi ................................................................................... 49
Hình 9 Hình mu lõi sét C nh ........................................................................................ 49
Hình 10 B thit b   sét .............................................................................. 50
 th   sét C ng Na2CO3 có n khác nhau
............................................................................................................................................. 52
 th kt qu  t ca sét C nh và các mi. ...... 55

5


LỜI MỞ ĐẦU
Bentonite (sét) là thành phn chính to cu trúc ca dung dc s dng
làm dung dch khoan trong các ging khoan du khi him ln
nht ca dung dch sét là gây nhim bn tng cha (bít nhét các l rng và khe nt),
làm gi  thm t nhiên ca va, ni thp li
i tu kic s dng rng rãi trong thc t
a tng khoan qua. Tuy nhiên, không phi lo ng
c tiêu chí k thu s dng làm dung dch khoan. Thành phn khoáng vt ca
sét rt phc tp và khơng n nh. Các thành phn khống vt chính có trong sét bao
gn Montmorillonite
có m ho mnh nht nên ch yc dùng trong to cu
trúc ca dung dch khoan.
Hin nay, các m n cn kic thc tr
ng Montmorillonite lên bng

 d u
hiu qu cúng ta s dng các mu th c làm giàu
 ng da trên tiêu chí k thut ca doanh nghip (API và VSP), t
a chn các mc ch t và th nghim pha ch dung dch
khoan và kim tra các thơng s trong phịng thí nghim.
     tài “Nghiên cứu làm giàu bentonit bằng phương pháp
hydrocyclon và ứng dụng chế tạo dung dịch khoan gốc nước” c thc hin.
Trong nghiên cu này, chúng tôi kiu qu c
giàu sét, so sánh vi các sn phi. Tin hành pha ch dung dch khoan
 thc t, so sánh vi các sn phi.vi mong mun s
thành công c tài s ng nghiên cn trong công tác pha
ch dung dch khoan gc.

6


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về dung dịch khoan [6]
1.1.1 Định nghĩa
Dung dch khoan là hn h c tun hồn ho   b mt vào cn
khoan, chng khoan và quay li b mt khong không vành xuyn trong cơng tác
khoan.
1.1.2 Chức năng của dung dịch khoan
Trong q trình thi công các ging khoan, dung dch khoan gi vai trị rt quan
trng, và là thành phn khơng th thiu trong khi thi cơng khoan, dung dch có các
ch
-

Ra sng khoan và vn chuyn mùn khoan.


-

Gi mùn khoan  trng khi ngng tun hoàn.

-

Gia c thành ging khoan.

-

Khng ch s xâm nhp ca các cht lng và khí t va vào ging.

-

 khoan c.

-

ng phá h

-

Truy

-

Truyn da cht lên b mt.

1.1.3 Phân loại dung dịch khoan và ứng dụng:
1.1.3.1 Dung dịch gốc nước:

-

Dung dch t to: là hn hc hòa tan vi các loi sét trong ca tng
i là dung dch sét t c x . Loi
dung d n vng, thành ging nh,
ít xy ra các hing phc tp l, mc.

-

Dung dch sét: bao gm pha phân tán là các ht sét (sét montmorillonite) và
pha liên t c. Dung d   i thp l ng
i tu kic s dng ru kin
thc tm ln nht ca dung dch sét là gây nhim bn tng

7


cha (bít nhét các l rng và khe nt), làm gi  thm t nhiên ca
va.
-

Dung d nâng cao hiu qu thi công khoan, gim s c và bo
v tng sn ph i ta s dng các lo   pha ch
dung dch khoan.

1.1.3.2 Dung dịch gốc dầu:
Dung dch gc d khoan vào tng cha và là dung dch

hoàn thin ging rt tt.
1.1.3.2.1 Các ưu điểm của dung dịch khoan gốc dầu:

-

Kim sốt d c tính ca dung dch khi khơng có s xut hin ca
c hoc du thơ.

-

Khơng nhy vi các cht nhim b  ng ca dung dch g c
(NaCl, CaSO 4

-

c tính thm lh tt  nhi và áp sut cao, v sét mng.

-

T trng ca dung dch nh.

-

Gim ma sát b khoan c lên thành ging, do vy gim moment xon và gim
mòn b khoan c.

-

i th chng khoan dng chóp xoay.

-

Loi tr s dính do chênh áp.


-

T l mu cao, ít gây nhim bn thành h.

-

 i du so vi ging khoan ra bng dung dch gc.

1.1.3.2.2 Các nhược điểm của dung dịch gốc dầu
-

Nhy cm vc.

-

D lng các cht làm nng.

-

D n khi thao tác và d cháy.

-

Làm hng cao su không chuyên dùng vi hydrocacbon.

-

Khó phát hin s hin din ca du trong mùn khoan.


-

Mt s a vt lý ging khoan không
th áp dc.
8


-

Giá thành cao.

-

D gây ô nhing.

1.1.3.3 Dung dịch với chất rửa là khơng khí, chất bọt và dung dịch bọt gốc nước
1.1.3.3.1 Chất rửa là khơng khí (khoan thổi khí):
-

 dung dm bo tt c các ch
cn thit cho công tác khoan v nâng mùn khoan cao
(khong 500-900 m/phút), áp sut thng khoan rt thp, không
gây ô nhim thành h   n có thit b lc bi chuyên dng 
ming ging

1.1.3.3.2 Dung dịch bọt:
-

S dng nhm gi m ca cht ra bng khơng khí và khc phc hin
c xâm nhc thc hin bng cách dùng dung dch bt (hn hp

  c và cht to bt). V     h  a ging
khoan bng bt lng khí trong dung dch bt gim khong 10 ln so
vi ra ging khoan bng khí, bt vn c xâm nhp ít. Nc
m ch yu ca dung dch bt là rt khó phá hy, nên trong quá trình khoan
s làm gi thm ca thành h, do vy cn dùng hoá cht và tia thy l
phá hy nó trên b mt mt cách liên tc.

1.1.4 Các hóa chất chính điều chế dung dịch khoan và các chức năng của chúng:
1.1.4.1 Chất tạo cấu trúc và tăng độ nhớt
-

Các cht to cc dùng trong viu ch dung dch khoan
du khí trong bng 1

Bảng 1 Các chất tạo cấu trúc thường được sử dụng trong điều chế dung dịch khoan

X th
HEC
Sét bentonit

     oo    2+
<150
/l
  2+<150 mg/l
-<25 g/l

 -.

    
(polyacrilamit)

o 2+ < 150 mg/l
9


1.1.4.2 Chất làm nặng:
-

Cht làm nng s dng là các loi mui rn  4, CaCO3, NaCl,
KCl,... . Vic chn dùng ch trng nào hoc phi hp các ch
trng khác nhau, ph vào m i
s p vi các hoá cht khác ca h dung dch. Mi
loi ch trng phnh v chi vi thit
b i ging khoan. Nhng vt liu vc quá ln có th gây kt lng
cht rn trong các thit b khoan khi khơng tun hồn dung dch. Cn s dng
các mui hồ tan có trng càng ln càng tt (nhm ging pha
rn trong dung d    trng khơng tan có khi
ng riêng cao vào.

1.1.4.3 Chất ức chế sét: Các chất phụ gia ức chế được sử dụng là:
1.1.4.3.1 Kali Clorua (KCl):
-

Kali clorua là cht ph gia c ch chính trong các cht c ch  sét.
Giúp t mui và c ch  sét. KCl là chn ly mnh. Khi tan
c nó phân ly thành cation K+ và anion Cl- . Ion K+ khi ngc có
 c nh     c các ion ngm     
ng hydrat hoá thc nh mà K + d dàng xâm
nhp vào bên trong cu trúc ô mng cng hydrat hóa ca
ion K+ thc khó xâm nhp vào sét.


1.1.4.3.2 Polyalkylen glycol:
-

Polyalkylene glycol dùng làm cht ph gia c ch s  ca sét, n
nh các thành h  ch khoan.

1.1.4.3.3 Phèn kép Nhôm – Kali (AKK):
-

c dùng làm cht c ch trong các loi dung dch nn gc. Có
cơng thc hố hc là AlK(SO4)2.12H2O.

1.1.4.3.4 Polyacrilamide thủy phân từng phần (PHPA):
-

ng trùng hp acrilic trng phân t ng vài
tric thy phân tng phn 15-35% thành phn mui acrylat. Chính
10


n tích âm cp th lên cg ca các phin
sét. Các nhóm chng tác
dng vn tích âm trên mt sét.
-

Do vi tác dng ca các nhóm chi
mch dài hp ph lên các ht sét to nên mt v bc ngc.

1.1.4.3.5 Polymersilic hữu cơ
-


Là cht c ch k c dng alumosiliconat natria. Các hp chc s
d làm cht c ch  bn nhit và ci
thin các tính chn ca h dung dch.

1.1.4.4 Chất bôi trơn
-

Cht bôi  gia gc du m hoc gc du thc vt, có tác dng
m ma sát gia b khoan c vi dung dch khoan, ng chng
thành ging khoan trong quá trình khoan và gia c thành ging khoan. Các
ch di: Radiagreen EBL/EME, Vietlub,
DMC 

1.1.4.5 Chất giảm độ thải nước:
-

Các hóa phm có tác dng gi thc v u kin s dng và các
ch c trình bày  bng 2:

Bảng 2 Các chất làm giảm độ thải nước thường dùng điều chế dung dịch khoan
TÊN GỌI


ĐIỀU KIỆN SỬ DỤNG
CHỨC NĂNG
 




-
-
Polime anion khác



oC
 Ca2+ <500mg/l 
- <30 mg/l
-
-




11






1.1.4.6 Chất tăng độ pH:
-

   gi pH ca dung dch
ng t 8,5    hot tính và gi  bn các polime.

1.1.4.7 Chất diệt khuẩn:
-


Cht dit khu bo v các polime trong dung dch khi s lên
men ca vi khun.

1.1.4.8 Chất phụ gia chống ăn mòn và chống oxi hóa:
-

Các cht kh  s có tác dng c ch nh
polyme tt nht. Cht kh  nh polyme khi nhi 
git quá 225 oF (110oC).

1.1.4.9 Chất khử bọt:
-

Các cht kh bt gu có hiu qu nht trong h polyme. Chúng có tác
dng kh khí trong dung dch khoan. Chn dùng các cht kh bt nào tùy
thuc vào tng h dung dch khác nhau, bt c khí nào ca va hồ trn vào
dung dng to ra bt khí.

1.1.4.10 Chất bít nhét:
Cht bít nhét là các vt liu dùng bít nhét vào các l rng, khe nt hang hc
a t thm cao và trám các vùng thm, gm nhiu loi khác nhau:
-

Các vt liu dng tm lá mng: v tr

-

Các vt liu dng si: si cao su, si g


-

Các vt liu trám dng ht: ht b t s da , ht catbonat canxi...

1.1.4.11 Chất tạo kết tủa Canxi:
Ph gia cho vào dung d ging ion Ca 2+, nh to kt ta CaCO3.
ng s dng Na 2CO3 và NaHCO3.
1.2 Sét và vai trò cùa sét trong dung dịch khoan
1.2.1 Sét bentonite
Bentonite là mt loi kháng sét t nhiên có thành phn chính là
montmorillonite (MMT). Cơng thn nht ca MMT là Al 2O3 .4SiO 2.nH2O
ng vi na t bào c   ng h  ng công thc ca MMT là
12


Si 8Al 4O20(OH)4 ng vi m cu trúc. Tuy nhiên, trong thc t thành phn hóa
hc ca MMT cịn có s xut hin ca các nguyên t 
 l Al 2O3: SiO3 i t n 3:4 .
Ngồi thành phn chính là MMT, trong bentonite cịn cha mt s khống sét
t s 
pirit, manhetit, mt s mui kim loi kim khác và hp cht h
1.2.1.1 Phân loại bentonite
Da vào thành ph       i ta phân bentonite
thành 3 loi chính:
 Sodium Bentonite: Sodium Bentonite hay cịn gi là bentonite natri (Nabentonite) là mt loi bentonite có kh  mnh gp
nhiu lu khi tip xúc vc và có th duy trì tình
trng này trong mt thi gian dài.
 Calcium Bentonite (Ca-Bentonite): Khác vi Na-Bentonite, Ca-Bentonite
 mnh mà tính cha nó là kh p
ph các ion trong dung dch.

 Potassium Bentonitec bin vi tên gi K-Bentonite, là mt loi
bentonite giàu kali. Gi-bentonite, K-Bentonite khơng có tính
, nó ch yc ng dng trong vic sn xut các vt liu xây
dn các cht thi phóng x.
1.2.1.2 Cấu trúc của bentonite
Cu trúc tinh th  c ch ra trong hình 2, mng tinh th ca
montmorillonit gm có lp hai chip Al2O3 (hoc MgO) bát din  trung
tâm gia hai lp SiO 2 t din nm  u nguyên t O vì th nguyên t oxi ca lp t
dic lp bát din. Nguyên t Si trong lp t din thì phi trí vi 4 nguyên
t nh v  bn góc ca t din. Nguyên t Al (hoc Mg) trong lp bát din thì
phi trí vi 6 nguyên t oxy honh v  6 góc ca bát din
u. Ba lp này chng lên nhau hình thành mt tiu cu sét hoc m 

13


ca nanoclay. B dày ca tiu cc khong 0,96 nm (9,6 Å) và chiu dài
ca tiu ci t n hàng nghìn nm. Trong t nhiên, nhng tiu
cu sét sp xp chng lên nhau to thành khong cách gia các lp, khong cách này
c gi là khong không gian gia hai lp
sét [8]. S hình thành nanoclay trong t nhiên có s thay th ng hình, ngun t Si
hố tr 4 trong lp t di c thay th mt phn bi nguyên t Al hoá tr 3 và
nguyên t Al hoá tr 3 trong lp bát dic thay th mt phn bng các ngun
t có hố tr  thiu h , dn
n b mt ca các tiu cc cân bng
bi các ion kim loi kim và kim th (chng h +, K+ , Ca2+, Mg2+ 
chim gi khong không gian gia các lp này.
Trong hình 1 cho thy s thay th ng hình ca mt s ion Al, Fe,
 din và bát ding cách ca lp sét. Khong cách ca
mt l ra trong hình 2 là 9,6 Å, cịn khong cách ca d001 ca sét khô

(làm khô  70 o C) là 12,6 Å [8].

Hình 1 Đơn vị cơ bản của tinh thể MMT[8]

14