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膨潤土(英文名Bentonite)又名膨土岩、斑脫石、甘土、皂土、陶土、白泥,俗名稱觀音土。是以蒙脫石為主要成份的粘土礦物,其化學成份相當穩定,被譽為“萬能石”。蒙脫石是由二層共頂聯接的矽氧四麵體片夾一層共棱聯接的鋁(鎂)氧(氫氧)八麵體片,構成2:1型含結晶水的矽酸鹽礦物。是粘土類礦物大家庭中晶體結構變異最強的礦物之一。蒙脫石(Montmorillonite)是屬於蒙脫土族的礦物,蒙脫土族礦物共發現11個,他們是滑間皂土、貝得土、鋰皂土、蒙脫土、鈉脫土、皂土、鋅皂土、斯皂土、鋰蒙脫土、鉻蒙脫土和銅蒙脫土等,但從內部結構來講可分為蒙脫土亞族(二八麵體)與皂土亞族(三八麵體)。

 

 

在多水條件下,膨潤土晶體結構非常微細,這一特殊的微細晶體結構決定其有許多優良特性:

1)吸水性:在充分水化環境中,層間距可增大,吸水後體積可增大l0~30倍。

2)懸浮性:膨潤土礦物質顆粒細小(0.2μm 以下),它的單位晶層之間易分離,水分子易進入晶層與晶層之間,特別是蒙脫石在充分水化後,與水形成一種膠體。另外,由於蒙脫石晶胞都帶有相同數目的負電荷,彼此同性相斥。在稀溶液裏很難聚集成大顆粒當水混懸液pH>7時,膨脹性更強,助懸效果更好。

3)觸變性:結構中的羥基在靜置的介質中會產生氫鍵,使之成為均勻的膠狀物,並且有一定的粘度,當在外界剪切力存在下進行攪拌時,氫鍵被破壞,粘度減弱,所以膨潤土溶液在攪動時,懸浮液表現為流動性很好的溶膠液,停止外加攪動,就會自行排列成具有立體網狀結構的凝膠,並不發生沉降分層和有水離析出來,再施加外力攪動時,凝膠又能迅速打破,恢複流動性,這種特性使膨潤土在混懸劑方麵具有特別重要的意義。

4)粘結性:膨潤土與水混合帶來的粘結性來源於多方麵,如膨潤土親水、顆粒細小,晶體表麵電荷多樣化,顆粒不規則,羥基與水形成氫鍵,由多種聚集形式形成溶膠,使膨潤土與水混合具有很大的粘結性。

5)吸附性:膨潤土中Al3+ 被不同離子取代後,引起內部電荷不平衡,形成電性吸附中心,同時又由於蒙脫石獨特的雙八麵體結構和層紋狀組合,具有較大的比表麵積,所以具有高度的選擇吸附性。

6)離子交換性:從結構上看,膨潤土是由兩層矽氧四麵體中間夾一層鋁氧八麵體,在晶胞內高價可被低價的陽離子置換,致使單位晶層中的電荷不平衡,膨潤土帶負電,必然從周圍介質中吸附一些可交換的K+ 、Na+ 、ca2+ 、Mg2+ 來平衡電荷,最常見的可交換陽離子是ca2+和Na+ ,因此,根據所含的可交換陽離子的種類和含量。

7)穩定性:膨潤土能耐300℃高溫,具有良好的熱穩定性,不溶於水,微溶於強酸、強堿,常溫下不被氧化或還原,不溶於有機溶劑。具有良好的化學穩定性。

8)無毒性:膨潤土對人、畜、植物無毒害和腐蝕作用,對人體皮膚無刺激,對神經、呼吸係統無影響,可用於醫藥載體。

 

因此,膨潤土被稱為“千種用途礦物”,國內外將其廣泛用於冶金球團、鑄造、鑽井泥漿、紡織印染、橡膠、造紙、化肥、農藥、改良土壤、幹燥劑、化妝品、牙膏、水泥、陶瓷工業、納米材料、無機化工等領域。

 

我國的膨潤土資源極為豐富,遍布26個省市,儲量世界第一。目前我國膨潤土發展較快,應用已達24個領域,應用越來越多,市場潛力巨大。

 

膨潤土的高附加值產品主要是蒙脫石領域。蒙脫石是典型的層狀矽酸鹽礦物之一,但是與其他層狀矽酸鹽礦物不同之點是層與層之間空隙特別大,這樣就可在層與層中含有不定數量的水分子及交換性陽離子。通過衍射儀慢速掃描的試驗結果表明蒙脫土的粒度已接近納米級,是天然納米材料 。

 

近年,隨著蒙脫石研發的快速發展,工業化產品蒙脫石純度已突破98%大關,蒙脫石已超出膨潤土範疇應用在醫藥、食品飼料、日用化妝品、精細化工、納米材料等高科技領域。


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