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    蒙脫石理化性質

    理化性質

    蒙脫石(Montmorillonite)是由顆粒極細的含水鋁硅酸鹽構成的層狀礦物,名稱來源于首先發現的產地--法國的Montmorillon。蒙脫石亞族屬于蒙皂石族(smectite)礦物之一(另一亞族是皂石saponite), 是重要的黏土礦物,一般為塊狀或土狀。分子式(Al,Mg)2[Si4O10](OH)2·nH2O, 中間為鋁氧八面體,上下為硅氧四面體所組成的三層片狀結構的黏土礦物,在晶體構造層間含水及一些交換陽離子,有較高的離子交換容量,具有較高的吸水膨脹能力。蒙脫石晶體屬單斜晶系的含水層狀結構硅酸鹽礦物。

    蒙脫石顆粒細小,約0.2~1微米,具膠體分散特性,通常都呈塊狀或土狀集合體產出。蒙脫石在電子顯微鏡下可見到片狀的晶體,顏色或白灰,或淺藍或淺紅色。當溫度達到100~200℃時,蒙脫石中的水分子會逐漸跑掉。失水后的蒙脫石還可以重新吸收水分子或其他極性分子。當它們吸收水分后還可以膨脹并超過原體積的幾倍。蒙脫石的用途多種多樣,人們將它的特性運用到化學反應中以產生吸附作用和凈化作用。它還可以作為造紙、橡膠、化妝品的填充劑,石油脫色和石油裂化催化劑的原料等,還可作為地質鉆探用泥漿,冶金用粘合劑及醫藥等等方面(主要制造蒙脫石散)。

    蒙脫石的水含量因環境濕度而變化極大,其成分一般為(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2·nH2O。單斜晶系,晶體片狀或絮狀、毛氈狀。薄片中為負突起。平行消光,正延性。二軸負晶。是堿性介質中形成的外生礦物,火山灰及凝灰巖的風化分解產物,是構成斑脫巖、膨潤土和漂白土的主要成分。通常為土狀塊體。白色,有時微帶紅色或綠色。光澤暗淡。硬度1。密度約為2。吸水性很強。吸水后其體積膨脹而增大幾倍至十幾倍,具很強的吸附力和陽離子交換性能。因含有此種礦物的黏土是一種高造漿率的優質配漿黏土,常用作石油工業鉆井液的降失水劑和增黏劑,也用于煉油、紡織、橡膠、陶瓷等工業。

    Ex(H2O)4{(Al2-x,Mgx)2[(Si,Al)4O10](OH)2}又稱微晶高嶺石。上式中E為層間可交換陽離子,主要為Na+、Ca2+,其次有K+、Li+等。x為E作為一價陽離子時單位化學式的層電荷數,一般在0.2~0.6之間。根據層間主要陽離子的種類,分為鈉蒙脫石、鈣蒙脫石等成分變種。在晶體化學式中,H2O(結晶水或層間水等)一般都寫在式子的最后面,但在蒙脫石中,H2O寫在前面,表示H2O與可交換陽離子一起充填在層間域里。E與H2O以微弱的氫鍵相聯形成水化狀態,若E為一價離子,離子勢小,形成一層連續的水分子層;若E為二價陽離子,形成二層連續水分子。這表明水分子進入層間與層格架(單元層)沒有直接關系。水的含量與環境的濕度和溫度有關,可多達四層。


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