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凹凸棒石概述

第一節礦物性質、礦石類型
  凹凸棒石是美國佐治亞州Attapulgus地區產的粘土名稱,又名坡縷石或坡縷縞石,是一種具鏈層狀結構的含水富鎂硅酸鹽粘土礦物。
  —、凹凸棒石的性質
  (一)凹凸棒石的晶體結構
  凹凸棒石為單斜晶系,其晶體結構屬2:1型粘土礦物,即兩層硅氧四面體夾一層鎂(鋁)氧八面體,其四面體與八面體排列方式既類似于角閃石的雙鏈狀結構,又類似云母、滑石、高嶺石類礦物的層狀結構。在每個2:1層中,四面體片角頂隔一定距離方向顛倒,形成層鏈狀結合特征。在四面體條帶間形成與鏈平行的通道。據推測,通道橫斷面約為3.7×6.3,通道中被水分子所充填。這些水分子的排列,一部分是平行于纖維軸的沸石水,另一部分是與水鎂石片中鎂離子配位的結晶水。其結晶結構為針狀,和角閃石系石棉十分相似,由細長的中空管所組成。
  (二)凹凸棒石的化學組成
  凹凸棒石的理想化學式為;Mg5(H2O)4[Si4O10]2(OH)2,化學成分理論值為MgO23.83%,SiO256.96%,H2O19.21%.自然界中的凹凸棒石常有Al3+、Fe3+,等類質同象置換,富Al3+、Fe3+的變種稱為鋁凹凸棒石和鐵凹凸棒石。
  (三)凹凸棒石的物理性質
凹凸棒石粘土的顏色視雜質的污染情況可呈現白色、淺灰色、淺綠色或淺褐色。沉積成因的凹凸棒石一般為致密塊狀或土狀。熱液成因的凹凸棒石產于巖石的裂隙中,呈皮革狀外貌,質地柔軟。凹凸棒石粘土在含水的情況下具高的可塑性,在高溫和鹽水中穩定性良好,密度小,一般為2.05~2.30g/cm3,硬度2~3(莫氏硬度)。
  (四)凹凸棒石的物化性能
  由于凹凸棒石獨特的晶體結構,使之具有許多特殊的物化及工藝性能,成為一種用途廣,經濟價值高的粘土礦產之一。
  1.吸藍量
  凹凸棒石粘土的吸藍量低于蒙脫石,一般小于24g/100g。
  2.膠質價
  凹凸棒石粘土的膠質價低于蒙脫石粘土,一般40~50cm3/15g。
  3.膨脹容
  凹凸棒粘土的膨脹容低于蒙脫石粘土,一般為4~6cm3/g。
  5.可交換陽離子
  江蘇盱眙、六合等地各類凹凸棒石粘土可交換鈣離子量為7.5~12.5mmol/l00g,可交換鎂離子量為2.5~7.5mmol/100g.經活化處理后,可交換陽離子量明顯提高。
  6.吸附脫色性能
  由于凹凸棒石在結構中有類似沸石的大通道,因此具有良好的吸附和脫色性能。凹凸棒石粘土的脫色力和凹凸棒石含量有關,含量越高脫色力越強,經酸活化處理后的脫色力明顯提高。凹凸棒石另一個重要的特性是具有很強的吸水性
  二、礦石類型
  凹凸棒石礦床成因可分為兩大類,即熱液型和沉積型。熱液型凹凸棒石礦床較為常見,但一般厚度不大,呈脈狀產出,形成工業礦床的不多。工業價值較大的是沉積型礦床。沉積型又可分為陸相沉積型,海相沉積型和過渡型等幾種類型。
我國發現最多的是沉積型或火山-沉積型凹凸棒石粘土礦床。江蘇盱眙龍王山,雍小山等礦床屬火山-沉積型凹凸棒石粘土礦床。六合盱眙地區粘土礦可劃分為四種礦石類型,即凹凸棒石粘土,水云母凹凸棒石粘土,白云石,凹凸棒石粘土,蒙脫石粘土。
  (一)凹凸棒石粘土
  呈灰白色或淺灰色,在地表不易干裂,遇水不易散開,脫色力一般大于150,最高可達277,吸藍量通常在15g/100g左右,陽離子交換總量、膨脹容、膠質價等指數也都相應偏低,濕壓強度較高。
  礦物成分主要有凹凸棒石、水云母、蒙脫石、其次為白云石,含少量石英。凹凸棒石含量30~70+%。
  (二)水云母凹凸棒石粘土
  外觀與凹凸棒石粘土相似,灰白、灰黃色,礦物成分主要有水云母、蒙脫石,其次為凹凸棒石、白云石等。脫色力一般在100~150之間。吸藍量一般在15~24g/100g之間,陽離子交換總量、膨脹容、膠質價、濕壓強度等指數偏低。
  (三)白云石凹凸棒石粘土
  呈白色,豎硬,礦物成分主要有白云石,蒙脫石,其次為凹凸棒石,含少量石英,具有結晶良好的雙錐β石英,凹凸棒石含量10~30%,一般脫色力和吸藍量較低。
  (四)蒙脫石粘土
  呈青灰、灰綠、淺灰色,在地表易干裂成細碎粒狀,遇水易分散,脫色力一般小于100,吸藍量大于24g/100g,陽離子交換總量、膨脹容、膠質價、濕壓強度等指數都很高。礦物成分主要為蒙脫石,其次為水云母、白云石、方解石。含少量凹凸棒石、石英、凹凸棒石含量一般少于10%。
  第二節主要用途
  由于凹凸棒石粘土具有特殊的物理化學性質,在石油、化工、建材、造紙、醫藥、農業等方面都得到廣泛的應用。國內凹凸棒石粘土主要用于涂料、泥漿、活性白土、鑄造型砂和化工等方面,用量最多的是涂科。


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