凹凸棒石，又稱(chēng)坡縷石，是一種含水富鎂鋁的硅酸鹽黏土礦物，具有2:1型鏈層狀結構，屬于海泡石族，是我國特色非金屬礦產(chǎn)資源。
　　
　　1、凹凸棒石的分類(lèi)
　　沉積成因的凹凸棒石有兩種形成方式：
　　一是凹凸棒石從富鎂硅鋁弱堿性水溶液中直接結晶形成；
　　二是蒙脫石與富鎂孔隙液的反應，鎂離子進(jìn)入蒙脫石結構，逐步從層狀結構硅酸鹽轉變?yōu)殒湆訝罱Y構硅酸鹽。
　　
　　依據與凹凸棒石共生的主要礦物不同，把凹凸棒石黏土礦石劃分為4類(lèi)：
　?。?）高品質(zhì)凹凸棒石
　　凹凸棒石含量大于85%，主要雜質(zhì)為微米級碎屑石英、長(cháng)石，以及少量自生蛋白石和白云石。
　?。?）蛋白石凹凸棒石
　　主要礦物組分是凹凸棒石和蛋白石，蛋白石含量大于35%，主要雜質(zhì)為自生白云石和蒙脫石。
　?。?）白云石凹凸棒石
　　富含白云石、凹凸棒石，含有少量的蛋白石，白云石含量大于35%。白云石微米-亞微米粒徑，具有納米孔結構特征，凹凸棒石與白云石鑲嵌共生。
　?。?）蒙脫石凹凸棒石
　　主要礦物是凹凸棒石、蒙脫石，凹凸棒石＋蒙脫石含量大于85%，結構特征是礦物轉化形成凹凸棒石蒙脫石復合體，具有較強的吸水膨脹性。
　　
　　不同類(lèi)型的凹凸棒石黏土，其礦物組成、化學(xué)組成以及黏土的物理化學(xué)性質(zhì)在礦體橫向和縱向上都有很大變化，其加工利用必須按照礦石類(lèi)型分層開(kāi)采、分別加工處理和利用，這樣既可實(shí)現優(yōu)質(zhì)礦石優(yōu)先利用于高附加值產(chǎn)品，避免資源的浪費，又可實(shí)現資源的綜合利用。
　　
　　2、凹凸棒石的性能特點(diǎn)
　　由于凹凸棒石特殊的晶體結構和性質(zhì)，使之具有特殊的應用性能，例如膠體性能、吸附性能、補強性能和載體性能等。
　　
　?。?）結構特點(diǎn)
　　凹凸棒石屬于納米棒狀晶體，沉積型凹凸棒石單個(gè)晶體直徑約30-50nm，納米礦物資源。凹凸棒石具有發(fā)育的蜂窩狀晶體內孔孔道，孔道直徑為0.38nm×0.63nm，理論計算純凹凸棒石晶體外部比表面積為300m2/g，晶體內部孔道的比表面積為600m2/g。
　?。?）吸附性能
　　吸附性能是凹凸棒石最重要的特性之一，但是一直以來(lái)對凹凸棒石吸附本質(zhì)認識有很大的誤區。
　　凹凸棒石晶體結構內孔孔道選擇性吸附水蒸汽、氨氣等極性水分子，具有分子篩的特性。其選擇性吸附水和氨一方面是由于這兩種分子直徑小可以進(jìn)入凹凸棒石晶體孔道，另一方面是這兩種分子都屬于極性分子，孔道內的結晶水形成氫鍵結合。
　　由于凹凸棒石孔道較小，除了水、氨氣等極性小分子外，很多分子、離子，尤其是有機污染物都難以進(jìn)入凹凸棒石晶體孔道。因此，包括油脂脫色、糖液中色素凈化、水中有機污染物凈化、重金屬離子的吸附等應用中，都是凹凸棒石晶體外表面吸附發(fā)揮了重要作用，是凹凸棒石納米礦物特性即納米效應的體現。
　?。?）膠體性質(zhì)
　　膠體性質(zhì)是凹凸棒石另外一個(gè)重要的性質(zhì)。由于凹凸棒石晶體結構硅氧四面體位置鋁替代硅的量很少，八面體片中既有2價(jià)離子（Mg），又有3價(jià)離子（Al、Fe），屬于二八面體型和三八面體型之間的過(guò)渡類(lèi)型，可以通過(guò)八面體片中的離子空位平衡電荷。因此，凹凸棒石晶體結構電荷很低，具有較低的離子交換容量，這與蒙皂石族礦物有巨大的差別，這是凹凸棒石黏土泥漿具有蒙皂石泥漿無(wú)法比擬的抗鹽性質(zhì)的本質(zhì)。
　　高度分散的納米棒狀凹凸棒石晶體在水懸浮液中靜置狀態(tài)下構成端－面接觸、晶體交織的膠體體系，提高懸浮液黏度；在攪動(dòng)剪切力作用下打破端-面接觸、改變交織狀態(tài)，降低懸浮體系黏度。
　　凹凸棒石棒狀晶體排列方式受溫度、鹽度影響較小，這是凹凸棒石在水懸浮體系中具有增稠觸變的本質(zhì)原因。凹凸棒石膠體性能的認識為凹凸棒石在增稠觸變膠體體系的應用奠定了理論基礎。
　　
　?。?）表面基團及其反應活性
　　根據理論計算和電位滴定實(shí)驗測定，凹凸棒石等電點(diǎn)pH值大約4.5-5.0，通常地表環(huán)境的中性水溶液中凹凸棒石表現為帶負電荷。
　　凹凸棒石具有較高的表面積，表面溝槽和表面斷鍵在水中水化形成豐富的表面基團，包括Si-OH、Mg-OH、Al-OH、Fe-OH；Si-O-、Mg-O-、Al-O-、Fe-O-、Si-OH2＋、Mg-OH2＋、Al-OH2＋、Fe -OH2＋。這些表面基團與水中的各類(lèi)離子、有機物發(fā)生廣泛復雜的界面作用，29Si核磁共振分析結果顯示凹凸棒石表面還存在豐富的Q2（SiOH）基團。
　　認識凹凸棒石表面基團及其反應活性對理解凹凸棒石表面吸附、表面酸堿性質(zhì)至關(guān)重要，指導凹凸棒石表面改性、納米復合材料開(kāi)發(fā)研究。
　　
　　來(lái)源：謝晶晶,陳天虎,劉海波,等.蘇皖地區凹凸棒石黏土的特征和應用發(fā)展方向[J].硅酸鹽學(xué)報, 2018,46(5): 746-753.