膨润土性能的基本概述

对 立 的硅氧 四面体 片提供 ４个 氧原 子和两 个 由处
蒙脱 石 的晶格 置换 产 生 的 晶格静 电荷是 造 成
蒙脱 石 负电性 的主 要 因素 ＿ ９ ］ 。当蒙脱 石 受 到 外 力
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２ ０ １ ３年
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第 ２ 期
《 黑
龙
江
造
纸》
论文 与综述 ・
膨 润土 性 能 的基 本概 述
任 建晓 ， 林 涛， 殷 学 风
（ 陕 西科 技 大 学轻 工 与 能源 学 院 ， 陕西 省 造 纸 技 术 及 特 种 制 品 开 发 重 点实 验 室 ，
陕 西科 技大 学 教 育 部 轻 化 工 助 剂 化 学 与 技 术 重 点 实 验室 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ２ １ ）
式中： Ｅ ｃ 一阳离子 交换容 量 ， ｍｍｏ ｌ ／ １ ０ ０ ｇ土 ； Ｃ 一氢 氧化 钠标 准溶 液浓 度 ， ｍｍｏ ｌ ／ Ｌ； Ｖ一消耗 氢 氧化 钠 标 准溶 液 的体 积 ， ｍＬ。
２ ． ２ 吸 蓝 量［ “ ］
在 蒙脱 石 的结构 单元 中 ， 为 了保 持 电价平 衡 它
１ ． ３ ． ２ 电 负 性
蒙脱 石 的晶体结 构为 单斜 晶系 ， 它是 由两层硅 氧 四面体 片 中间夹 一层 铝 （ 镁） 氧 八 面体 片 构 成 的 ２： １型层状 硅酸 盐 。硅氧 四面 体 片是 由硅 氧 四面 体 共角顶 连接 形成 位 于 同一 平 面 的六方 网状 的硅 氧片 ， 如图 １所示 。铝 （ 镁） 氧八 面体 片是 由两层 相
蒙脱 石ｌ １ ］ 。它 是 以 其 产 地 “ Ｆ ｏ ｒ ｔ Ｂ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ” 命 名 为 “ Ｂ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ｉ ｔ ｅ ” 。此 后 ， 这 种 具 有 部 分 物 理 性 质 的 黏 土称为 膨润 土 。世 界膨 润 土 资 源 丰 富 ， 分 布 甚广 ， 大部分 天 然膨 润土 为钙 基 膨润 土， 占 总 储 量 的 ７ ５ ［ ２ ］ 由于膨 润 土 可 以广 泛 地 应 用 于 化 工 、 造
称 。
蒙脱 石 的一 般 结 构 式 为 Ｎａ （ Ｈ Ｏ） ｛ Ａｌ 一 Ｍｇ Ｅ ｓ ｉ Ｏ 。 ］ （ ＯＨ） ｝ ］ 。世 界 各 地 的蒙 脱 石 由于 成 因类 型的不 同或 同一成 因类 型 ， 不 同产 地 、 成 矿 环境 的 ， 蒙脱石 的化学 组成会 有所 变化 。我 国蒙 脱 石 与世界 各 地 的平 均 结 果 相 比 ， Ｓ ｉ Ｏ 。和 Ａｌ Ｏ 。的 平 均值偏 低 ， 而 Ｆ ｅ Ｏ 。 和 Ｍｇ Ｏ 的含 量偏 高 。
［ 摘 要］ 详细地介 绍 了膨润 土的矿 物 学特 征 、 物化性 质 的测试 方法 以及 结构 分析 的手段 。 ［ 关键词 ］ 膨润 土 ； 性质 ； 概述
膨 润土 又名膨 润岩 ， 这 种 黏 土 的 主 要 成 分 就 是
于 同一水平 面 的羟基 提 供 的 氧原 子 构成 的八 面体
基 金 项 目： 陕 西省 教 育厅 科 技 项 目（ １ １ Ｊ Ｋ ０ ６ ４ ４ ）
作者简介 ： 任 建晓 ， 男， 在 读硕士 ， 研 究方向 ： 膨 润 土 改 性 及 其
应 用、 造纸化学品。
一
１ ８
膨 润 土 性 能 的 基 本 概 述 １ ． ３ ． ３ 离 子 交 换 性
图 ２ 铝 氧八 面体
羟基键 发生破 键 ； 当溶 液 显 酸性 时 ， 发生 破键 的羟
基键会 吸 附 Ｈ ， 从 而使 晶格 带 正 电荷 ， 当溶 液显 碱性 时 ， 造 成破 键 的 端面 显 负 电性 。总之 ， 蒙 脱石 的端 面 电荷在 总电荷所 占的 比例很 小 ， 但是 它对 蒙 脱 石 的性 质影 响很大 。
作用 的时候 ， 晶格 端 面 的羟 基键 会 发 生部 分 断 裂 ， 从 而使得 晶格 带 上负 电性 ； 当 蒙脱 石 与水 接 触 时 ， 晶格 中的硅氧键 与铝 氧键 发生断 裂 ， 从 而造成 端面
◆一 硅
（ ＝ ＝ 卜氧
◆ 铝
一 氧
图 １ 硅 氧 四面 体
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ห้องสมุดไป่ตู้ ０ ３ —２ ５
膨 润土和 钠基膨 润 土 。 １ 膨 润 土 的矿 物 学 特 征
１ ． １ 蒙 脱 石 的 晶体 结 构
蒙 脱石 晶 格 内存 在 着 许 多 异 价 类 质 同像 置 换＿ ８ ］ ， 八 面体 中 的 Ｓ ｉ ”、 Ａｌ 。 可 以被 Ｚ ｎ 、 Ｍｎ 抖等 离子置 换 ， 最 终就形 成 了复杂 的化学成 分与层 间 电 荷， 电荷 显 负性 。晶格 置换 前后 ， 蒙 脱 石 的 电荷 产 生 了电荷差 ， 使得 晶片 内部 的化 学键 与晶层 内部 的 化学键 偏 向于离子 键 ， 以至于使 得蒙脱 石具 有吸 附 阳离 子 的能力 。
１ ． ３ 蒙 脱 石 的 基 本 特 征 １ ． ３ ． １ 品格 置 换
膨 润 土的主 要矿 物成分 为 蒙脱 石一 贝得 石矿 物 为主 ， 含量 在 ８ ５ 到 ９ ０ 之间； 其 次含有 少量 的其
他黏 土 矿 物 ， 例 如： 高岭石、 绿泥石、 水 铝英石等。 膨润 土的性 质 与蒙 脱 石 的种 类 以及 含量 有 关 。根 据膨 润土 的矿物 组 成 及性 质 可 将 膨润 土 分 为钙 基
。
共棱 连接 形 成 了 八 面体 ， 而 Ａ１ 、 Ｍｇ 。 。 位 于八 面 体 中心 ， 因而形成 了铝 （ 镁） 氧 八 面体 片Ｅ ］ ， 如图 ２
所示 。
１ ． ２ 蒙 脱 石 的 化 学 组 成
纸、 石 油、 环 保、 铸 造等领域 ， 因而有“ 万 能土” 之