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蒙脱石的来源以及用途

2019-11-23

  蒙脱石是一种非常柔软的层状硅酸盐矿物,当它们从水溶液中沉淀时形成微观晶体,称为粘土。它是以法国的蒙脱石命名的。蒙脱石是蒙脱石族的一员,是一种2:1的粘土,这意味着它有两个四面体硅片夹一个中心八面体氧化铝片。颗粒呈板状,平均直径约为1μm,厚度为0.96nm;需要用电子显微镜放大约25000倍才能“看到”单个粘土颗粒。这个组的成员包括皂石。

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  蒙脱石是蒙脱石的一个亚类,蒙脱石是一种2:1的层状硅酸盐矿物,具有大于50%的八面体电荷,其阳离子交换容量是由于在氧化铝中心平面上镁与铝的同构取代。在这种情况下,低价阳离子的取代会给附近的氧原子留下一个能吸引阳离子的净负电荷。相比之下,北黄铁矿是蒙脱石,其四面体电荷大于50%,来源于硅片中铝对硅的同晶取代。

  

  蒙脱石粘土的个别晶体不紧密结合,因此水可以干预,导致粘土膨胀。蒙脱石的含水量是可变的,当它吸水时,体积大大增加。在化学上,它是水合的钠钙铝镁硅酸盐氢氧化物(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2·NH2O。钾、铁和其它阳离子是常见的代用品,阳离子的确切比例随来源而变化。它常与绿泥石、白云母、伊利石、库克岩和高岭石混合。

  

  蒙脱石在石油钻井工业中用作钻井泥浆的一种成分,使泥浆粘稠,有助于保持钻头冷却和清除钻井固体。它还用作土壤添加剂,在易旱土壤中保持土壤水分,用于修建土坝和堤坝,并防止液体泄漏。它也被用作铸造用砂的成分和干燥剂,以去除空气和气体中的水分。

  

  蒙脱石粘土在催化过程中有着广泛的应用。裂化催化剂使用蒙脱石粘土已有60多年的历史。其他酸基催化剂使用酸处理的蒙脱石粘土。

  

  与许多其他粘土相似,蒙脱石遇水膨胀,蒙脱石的膨胀比其他粘土大得多,这是由于水渗透层间分子空间和伴随的吸附作用。膨胀量很大程度上是由于样品中所含可交换阳离子的类型。钠作为主要交换性阳离子的存在会导致粘土膨胀到原来体积的几倍。因此,钠蒙脱石已被用作非爆炸剂的主要成分,用于采石场的岩石劈裂,以限制废物量,或用于拆除不允许使用炸药的混凝土结构。

  

  这种膨胀特性使得含膨润土的蒙脱石也可用作水井的环形塞和垃圾填埋场的保护层其他用途包括在动物饲料中作为防结块剂,在造纸中尽量减少沉积物的形成,以及作为助留助滤剂成分。蒙脱石也被用于化妆品。


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