蒙脱石
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理化性质
蒙脱石(Montmorillonite)是由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的层 状矿物,名称来源于首先发现的产地--法国的Montmorillon。 蒙脱石亚族属于蒙皂石族(smectite)矿物之一(另一亚族是皂石 saponite), 是重要的黏土矿物,一般为块状或土状。分子式 (Na,Ca)0.33(Al,Mg)2[Si4O10](OH)2·nH2O,中间为铝氧八面体,上 下为硅氧四面体所组成的三层片状结构的黏土矿物,在晶体构造 层间含水及一些交换阳离子,有较高的离子交换容量,具有较高 的吸水膨胀能力。蒙脱石晶体属单斜晶系的含水层状结构硅酸盐 矿物。
蒙脱石
蒙脱石(MONTMORILLONITE)又名微晶高岭石或胶岭石,是一种硅铝酸盐,其主要成分为八面 体蒙脱石微粒,因其最初发现于法国的蒙脱城而命名的。
我国关于蒙脱石产品的定义不统一,常造成蒙脱石产品歧义。关于蒙脱石产品的定义有二个, 一个是非金属矿行业的蒙脱石产品的定义:黏土矿中蒙脱石含量大于80%就称为蒙脱石,如蒙脱石 干燥剂等,其产品含量多用吸蓝量等方法定性定量,品位不外乎为高纯度的膨润土而已,蒙脱石是 膨润土的一种起主要作用的成分,但膨润土不是蒙脱石,蒙脱石也不是膨润土,只不过是蒙脱石需 要从膨润土中提纯获得的;另一个是医药化妆品等行业对蒙脱石产品的要求,这是真正意义上的蒙 脱石,其概念接近科研研究领域上的蒙脱石的界定,其产品含量多用XRD等方法定性定量。为了和 非金属矿行业的蒙脱石产品区别开来,国内外常常采用八面体蒙脱石或十六角蒙脱石的叫法。
基本信息:
中文名:蒙脱石 光 泽:光泽暗淡
外文名:montmorillonite 别 称:微晶高岭石或胶岭石
晶 系:单斜晶系 解 理:麟片状者{001} 解理完全 类 别:硅铝酸盐 硬 度 2~2.5 化学式: 晶体惯态:土状隐晶质块状, (Na,Ca)0.33(Al,Mg)2[Si4O10](OH)2 电镜下细小鳞片状 · nH2O 颜 色:白色,有时微带红色或绿色 矿物密度: 2~2.7
蒙脱石颗粒细小,约0.2~1微米,具胶体分散特性,通 常都呈块状或土状集合体产出。蒙脱石在电子显微镜下可见 到片状的晶体,颜色或白灰,或浅蓝或浅红色。当温度达到 100~200℃时,蒙脱石中的水分子会逐渐跑掉。失水后的 蒙脱石还可以重新吸收水分子或其他极性分子。当它们吸收 水分后还可以膨胀并超过原体积的几倍。蒙脱石的用途多种 多样,人们将它的特性运用到化学反应中以产生吸附作用和 净化作用。它还可以作为造纸、橡胶、化妆品的填充剂,石 油脱色和石油裂化催化剂的原料等,还可作为地质钻探用泥 浆,冶金用粘合剂及医药等等方面(主要制造蒙脱石散)。
蒙脱石的水含量因环境湿度而变化极大,其成分一般为 (Na,Ca)0.33(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2· nH2O。单 斜晶系,晶体片状或絮状、毛毡状。薄片中为负突起。平行 消光,正延性。二轴负晶。是碱性介质中形成的外生矿物, 火山灰及凝灰岩的风化分解产物,是构成斑脱岩、膨润土和 漂白土的主要成分。通常为土状块体。白色,有时微带红色 或绿色。光泽暗淡。硬度1。密度约为2。吸水性很强。吸水 后其体积膨胀而增大几倍至十几倍,具很强的吸附力和阳离 子交换性能。因含有此种矿物的黏土是一种高造浆率的优质 配浆黏土,常用作石油工业钻井液的降失水剂和增黏剂,也 用于炼油、纺织、橡胶、陶瓷等工业。
Ex(H2O)4{(Al2-x,Mgx)2[(Si,Al)4O10](OH)2} 又称微晶高岭石。上式中E为层间可交换阳离子,主要为 Na+、Ca2+,其次有K+、Li+等。x为E作为一价阳离子时单位 化学式的层电荷数,一般在0.2~0.6之间。根据层间主要阳 离子的种类,分为钠蒙脱石、钙蒙脱石等成分变种。在晶体 化学式中,H2O(结晶水或层间水等)一般都写在式子的最 后面,但在蒙脱石中,H2O写在前面,表示H2O与可交换阳 离子一起充填在层间域里。E与H2O以微弱的氢键相联形成 水化状态,若E为一价离子,离子势小,形成一层连续的水 分子层;若E为二价阳离子,形成二层连续水分子。这表明 水分子进入层间与层格架(单元层)没有直接关系。水的含 量与环境的湿度和温度有关,可多达四层。
形态
蒙脱石主要由基性火成岩在碱性环境中风化而成,也有 的是海底沉积的火山灰分解后的产物。蒙脱石为膨润土的主 要成分。膨润土在我国产地很多,如辽宁、黑龙江、吉林、 河北、河南、浙江等地都有产出。我国具工业价值的蒙脱石 矿 床多产于中生代火山岩系中。 一般说蒙脱石外观形态多是说膨润土原矿,膨润土原矿 常呈土状隐晶质块状,电镜下为细小鳞片状,一般说蒙脱石 的微观形态多是说蒙脱石的晶体结构。
状和复合功能,在国外已广泛应用于家畜家禽的饲养。在美 国,用蒙脱石作动物饲料占总消耗量的2.14%,在亚美尼亚 已占5.47%,它不仅可补偿动物养分,提高畜禽生产性能, 而且可以调节动物体内CP流动,对预防消化道疾病有一定 作用。
白色,有时为浅灰、粉红、浅 绿色。鳞片状者解理完全。硬度2~ 2.5。相对密度2~2.7。甚柔软。有 滑感。加水膨胀,体积能增加几倍, 并变成糊状物。具有很强的吸附力 及阳离子交换性能。热分析:在80 ~250°C之间出现第一个吸热谷, 脱去层间水和吸附水。一般钠蒙脱石脱水温度较低,且为单 吸热谷,钙蒙脱石脱水温度较高,并出现复合谷。第二个吸 热谷出现于600~700°C之间,脱结构水。第三个吸热谷在 800~935°C,晶格完全破坏。其后,紧接着一放热峰,有 新相尖晶石和石英生成。
红外特征
加水膨胀为其特征。确切鉴定需结 合X射线分析、热分析、化学分析和红 外光谱分析技术等。 红外光谱分析技术分析蒙脱石数据如左 图所示:
主要用途
利用其阳离子交换性能制成蒙脱石有机复合体,广泛用 于高温润脂、橡胶、塑料、油漆;利用其吸附性能,用于食 油精制脱色除毒、净化石油、核废料处理、污水处理;利用 其粘结性可作铸造型砂粘结剂等;利用其分散悬浮性用于钻 井泥浆。由于钠蒙脱石的许多性能优于钙蒙脱石,因而常利 用蒙脱石的阳离子交换性能,进行改型处理,将钙蒙脱石改 造成钠蒙脱石。蒙脱石在医药中应用广泛,可以做医药载体, 起控释剂功效,在医药领域有成熟产品蒙脱石散,几乎成为 了蒙脱石的代名词,起到止泻功效。蒙脱石在畜类(猪,兔) 养殖中有很好应用,尤其是仔、乳猪的黄白痢,小兔的拉稀, 起到预防功效,鉴于蒙脱石的特性,还能作为最优秀的饲料 脱霉剂的首选。蒙脱石作为饲料辅助添加剂,凭借其自然性