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凹凸棒石

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。各種凹凸棒石粘土的化學成分列于表1中
                      表1 各種凹凸棒石粘土礦石類型化學成分,%

礦點
礦石類型
SiO2
MgO
Al2O3
CaO
TiO2
MnO
Fe2O3+FeO
Na2O
K2O
龍王山
凹凸棒石粘土
58.38
12.10
9.50
0.40
0.56
0.05
5.26
1.10
1.24
雍小山
凹凸棒石粘土
57.01
11.35
9.62
0.42
0.55
0.01
5.54
0.08
1.32
小盤山
凹凸棒石粘土
52.53
8.80
13.25
7.09
0.64
0.08
7.30
0.06
0.97
嘉山
凹凸棒石粘土
61.83
11.05
9.03
0.66
0.52
0.11
4.98
0.06
0.81
白云石凹凸棒石粘土
48.32
7.34
14.06
6.07
0.72
0.15
1.16
0.59
2.56
硅質凹凸棒石粘土
77.82
4.27
6.38
0.78
0.54
0.02
3.17
0.50
0.59
凹凸棒石蒙脫石粘土
58.17
2.44
19.52
1.64
0.82
0.06
7.52
0.13
2.35
蒙脫石粘土
59.76
4.52
14.23
1.50
1.52
0.11
9.41
0.09
0.58

(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。
4.比表面
凹凸棒石粘土的比表面見表2。

表2 凹凸棒石粘土比表面,m2/g

產地
外表面
內表面
總表面積
安徽嘉山地區
23.0
13.6
36.6
江蘇盯胎地區
23.2
9.6
32.8

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。
應用領域 主要用途:
化工 作為橡膠的加工助劑,催化劑載體,用于去除石油中的水份、硫、藍色物質等雜質的吸附劑
深海石油鉆井和地熱鉆井 深海鉆井、內陸含鹽地層石油鉆井和地熱鉆井的優質泥漿原料
建筑材料 涂料;化工搪瓷;墻體襯料等
農藥、化肥 農藥載體,制作干燥、穩定的鉀肥和氨肥
醫藥 除去黃曲霉素B1;凈化糊精,除去蛋白殘渣
環保 污水凈化;糞便、廢水的除臭、脫色
粘接劑 墻壁粘接劑,酚醛樹脂粘接劑
復印、復寫、印刷 壓敏復寫紙、印刷紙、復寫接受紙,活性染料印刷基板,成色影像復合材料
原子能工業 放射性物質的處理
鑄造 增強型砂強度的粘合劑
硅酸鹽工業 高鎂耐火材料的耐高溫涂層

          轉載請注明出處:“中國非金屬礦網” 100-su.cn

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