蒙脱石的性能介绍和多方面应用

    1蒙脱石的性能

    蒙脱石(montmorillonite)又名微晶高岭石，是一种层状结构、片状结晶的硅酸盐粘土矿，因其最初发现于法国的蒙脱城而命名的。

    蒙脱石成分为(Na，Ca)0.33(Al，Mg)2[Si4O10](OH)2·nH2O，水的含量变化很大。颗粒细小，约0.2～1微米，具胶体分散特性，通常呈块状或土状集合体产出。在电子显微镜下观察，晶体属单斜晶系，一般呈不规则片状。颜色为白色带浅灰，有时带浅蓝或浅红色，光泽暗淡；莫氏硬度2～2.5，比重2～2.7，堆积密度为1-1.1g/mL。具有很强的吸附能力和离子交换能力。同时还具有高度的胶体性、可塑性和粘结力。吸水性很强，加水膨胀，体积可增加几倍到十几倍，是组成膨润土的主要成分。可用作钻探泥浆，铸型砂和铁矿球团的粘合剂，造纸、橡胶、化妆品的填充剂，纺织和石油工业中作吸收剂、石油脱色和裂化催化剂的原料。

    蒙脱石是蒙皂石(Smectite)族矿物二八面体亚族中的矿物，E+0.33(Al1.67Mg0.33)Si4O10(OH)2·nH2O，其中E+为可交换的层间阳离子。二八面体亚族的晶体化学通式为：Mu+V+Z(AlxFey3+Mgz)2.00(Si4-(u+v)Fev3+、Alu)O10(OH)2·nH2O。式中u+v+z为层间电荷，蒙脱石一般为22。蒙脱石属于单斜晶系，晶胞参数：a0=0.517nm，b0=0.894nm，c0=0.96~1.52nm．。化学成分：SiO248%~56%，Al2O311%~22%，Fe2O30%~5%，MgO4%~9%，CaO0.8%~3.5%，H2O12%~24%。此外还含有K2O、Na2O、MnO、FeO、TiO2、P2O5、Cl和CO2等。矿物颗粒细，在电子显微镜下可见到片状、球状、海绵状等集合体形状。

    蒙脱石具有离子交换性能，主要是阳离子如Na+、Ca2+、K+、Mg2+、Li+、H+、Al3+等，交换是可逆的。在pH为7的介质中阳离子交换容量为70~140me/100g。

    蒙脱石通常含有三种状态的水，表面自由水，层间吸附水和晶格水。蒙脱石吸水性很强，吸水后膨胀，即晶格底面间距增大，在高水化状态时晶轴C0可达1.84~2.14nm。蒙脱石在水介质中可分散呈胶体状态。蒙脱石受热自由水很快失去，100~200℃脱去吸附水，500℃时大量晶格水开始逸出。

    蒙脱石表面积可达800-900m2/g。

    蒙脱石具有电负性，对胶体性质和流变性能影响很大。电负性主要来自三方面：晶格置换连同内部的补偿置换形成的晶格静电荷，每个晶胞约为0.66；破键产生的电负性；八面体片解离形成的电负性。

    蒙脱石以其层间可交换阳离子的种类、含量划分属型，当某一阳离子的含量超过阳离子交换容量(ΣEC)50%时，即以该阳离子命名，例如钠基蒙脱石(ENa+/ΣEC≥50%)、钙基蒙脱石(ECa2+/ΣEC≥50%)、铝基蒙脱石(EAl3+/ΣEC≥50%)。当层间没有一个阳离子含量超过50%交换容量时，则以含量最多的两个阳离子命名，如钙钠基蒙脱石、钙镁基蒙脱石等等。

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