礦物簡(jiǎn)介
膨潤土(Bentonite)是以蒙脫石為主的含水粘土礦。蒙脫石又稱(chēng)“微晶高嶺石”或“膠嶺石”，是一種層狀含水的鋁硅酸鹽礦物，其理論結構式為：
Ex·nH2O{(Al2-xMgX)[(Si,Al)4O10](OH)2}
式中，E為層間可交換的陽(yáng)離子，主要為Ca2+、Na+、Mg2+、K+，x為E作為一價(jià)陽(yáng)離子時(shí)單位化學(xué)式的層電荷數，一般變化在0.2～0.6。
膨潤土常含少量的伊利石、高嶺石、沸石、長(cháng)石和方解石等礦物，一般呈白色、灰色、粉紅色、黃色、褐黑等多種顏色；具油脂光澤、蠟狀光澤；斷口為貝殼狀或鋸齒狀；其形態(tài)常呈土狀隱晶質(zhì)塊體，有時(shí)呈細小鱗片狀、球粒狀；硬度2～2.5密度；2～2.7g/cm3；性軟有滑感，吸水膨脹，最大吸水量可為其體積的8～15倍。
膨潤土的主要化學(xué)成份為SiO2、Al2O3、H2O、FeO、Fe2O3、CaO、Na2O、K2O、TiO2等。根據膨潤土中所含的可交換陽(yáng)離子的種類(lèi)、含量和結晶化學(xué)性質(zhì)等，又將膨潤土分為鈣基膨潤土、鈉基膨潤土等類(lèi)型。一般根據åNa / åCa進(jìn)行劃分，åNa / åCa ³1為鈉基膨潤土，åNa / åCa1<1為鈣基膨潤土。
鈉基膨潤土比鈣基膨潤土有更高的膨脹性和陽(yáng)離子交換容量，在水中的分散性好，且膠質(zhì)價(jià)高，粘性、潤滑性及熱穩定性具佳。此外，觸變性、熱濕拉強度和干壓強度也較好，所以鈉基膨潤土性能更好，利用價(jià)值更大。由于它具有特殊的性質(zhì)。如膨潤性、粘結性、吸附性、催化性、觸變性、懸浮性以及陽(yáng)離子交換性。所以廣泛用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。
中國膨潤土礦資源豐富，分布廣泛，全國23個(gè)省(區)皆有膨潤土礦產(chǎn)出。浙江臨安平山的鈉基膨潤土礦是我國首次發(fā)現的第一個(gè)大型鈉基膨潤土礦床。
探明儲量的礦區有100余處，總保有儲量礦石24.6億噸，居世界第1位。但其中90％為鈣基土，而鈉基土儲量少。地區分布上以廣西、新疆，內蒙古為多，分別占全國儲量的26.1%、13.9%和8.5%。主要膨潤土礦區有廣西寧明，新疆布克塞爾、托克遜、阿爾泰，內蒙古興和，陜西延安，遼寧黑山，吉林九臺，河北宣化、浙江余杭，河北隆化，遼寧建平、浙江臨安、余杭、仇山，甘肅金昌、山東濰坊淄溥、煙臺、青島，河北張家口，宣化，湖北襄陽(yáng)，河南信陽(yáng)，甘肅嘉峪關(guān)，四川三臺、鹽亭、廣安、渠縣，福建連城，陜西延安。中國膨潤土工業(yè)是從上世紀50年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的，目前已開(kāi)采礦山企業(yè)有二百余個(gè)，但生產(chǎn)規模多為中、小型。
性質(zhì)結構
蒙脫石晶體由兩個(gè)硅氧四面體中夾一個(gè)鋁(鎂)氧(氫氧)八面體組成的層狀結構，屬2:1層型。四面體中有少量的Si4+被A13+置換，八面體中有少量的Al23+被Mg2+置換。由于這些多面體中高價(jià)離子被低價(jià)離子置換，造成晶體層間產(chǎn)生永久性負電荷，晶層間被吸附的陽(yáng)離子是可交換的。類(lèi)質(zhì)同像置換是蒙脫石產(chǎn)生許多重要性能的根源。
層間水的含量取決于層間陽(yáng)離子的種類(lèi)和環(huán)境中的溫度和濕度。水分子的吸附是以層的形式存在于結構層之間，最多可達4層。
根據層間可交換離子的種類(lèi)和數量不同，自然界的蒙脫石可分為：鈣蒙脫石、鈉蒙脫石、鎂蒙脫石、鋁(氫)蒙脫石及鉀蒙脫石等。
蒙脫石礦物屬單斜晶系。通常呈土狀塊體。白色，有時(shí)帶淺紅、淺綠、淡黃等色。光澤暗淡。硬度為1。密度約為2g／cm3。吸水性強，吸水后其體積能膨脹增大幾倍到十幾倍，具有很強的吸附力和陽(yáng)離子交換性能。
用途作用
膨潤土是一種極有價(jià)值、多用途的非金屬礦物，享有“萬(wàn)能”粘土之稱(chēng)。膨潤土及其加工產(chǎn)品具有具有優(yōu)良的工藝性能，如分散懸浮性、觸變性、流變性、吸附性、膨潤性、可塑性、粘結性、陽(yáng)離子交換性等，可用作粘結劑、懸浮劑、觸變劑、增塑劑、增稠劑、潤滑劑、絮凝劑、穩定劑、催化劑、凈化脫色劑、澄清劑、填充劑、吸附劑、化工載體等，廣泛應用于石油、冶金、化工、鑄造、建筑、塑料、橡膠、油漆涂料、輕工、環(huán)保等。利用蒙脫石層狀晶體結構和層間納米尺度的高分子插層和原位聚合技術(shù)是高強度和高性能納米塑料或納米高分子材料的主要生產(chǎn)方法之一，有著(zhù)良好的發(fā)展前景。
膨潤土雖然用途很廣，但目前最主要和用量最大的是冶金、鑄造和鉆井泥漿三個(gè)領(lǐng)域，約占膨潤土總用量的75%，其它應用領(lǐng)域約占25%。膨潤土及其制品的主要用途詳見(jiàn)表1。
表1膨潤土及其制品的主要用途
| 應用領(lǐng)域 |
主要用途 |
所用膨潤土種類(lèi) |
| 鑄造 |
型砂粘結劑 |
鈉基膨潤土或鈣、鎂基膨潤土 |
| 水化型砂的粘結劑、表面穩定劑 |
有機膨潤土 |
| 冶金 |
鐵精礦球團粘結劑 |
鈉基膨潤土為主 |
| 鉆井泥漿 |
配置具有高流變和觸變性能的鉆井泥漿懸浮液
鉆機解卡劑 |
鈉基膨潤土或鈣、鎂基膨潤土
有機膨潤土 |
| 食品 |
動(dòng)植物油的脫色和凈化、葡萄酒和果汁的澄清、啤酒的穩定化處理、糖化處理、糖汁凈化 |
活性白土（漂白土）、鈉基膨潤土、其他膨潤土 |
| 石油 |
石油、油脂、石蠟油（煤油）的精練、石蠟、脫色和凈化
石油裂化的催化劑栽體 |
活性白土
鈣、鎂基膨潤土 |
| 制備焦油—水的乳化液 |
鈉基膨潤土（活化或多天然） |
| 瀝青表層的穩定劑、潤滑油（油脂）的稠化劑 |
有機膨潤土 |
| 農業(yè) |
土壤改良劑、混合肥料的添加劑、飼料添加劑、粘合劑、動(dòng)物圈墊土（去味消毒） |
各種膨潤土 |
| 化工 |
催化劑、農藥和殺蟲(chóng)劑的栽體
橡膠和塑料制品的填料
干燥劑、過(guò)濾劑、洗滌劑、香皂、牙膏等日化品添加劑
涂料、油墨的觸變增稠劑，油漆、油墨的防沉降助劑 |
活性白土（漂白土）
鈉基膨潤土（活化或天然）
鋰基、鎂基膨潤土
有機膨潤土 |
| 環(huán)保、生態(tài)建設 |
工業(yè)廢水處理、游泳池水的凈化、食品工業(yè)廢料處理、放射性廢物的吸附處理劑、水土保持、固砂 |
活性白土、鈉基膨潤土（活化或天然）等 |
| 建筑 |
防水和防滲材料、水泥混合材料、混凝土增塑劑和添加劑等 |
各種膨潤土 |
| 造紙 |
復寫(xiě)紙的染色劑、顏料填料 |
活性白土、鈣、鎂基膨潤土 |
| 紡織印染 |
填充、漂白、抗靜電涂層、代替淀粉上漿及做印花糊料 |
活性白土、鈉基膨潤土（活化或天然） |
| 陶瓷 |
陶瓷原料的增塑劑（提高陶瓷胚體的抗壓強度） |
各種膨潤土 |
| 醫藥、化妝品 |
藥物的吸著(zhù)劑和藥膏藥丸的粘結劑、化妝品底料 |
鎂、鈣、鋰、鈉基膨潤土 |
| 機械 |
高溫潤滑劑 |
有機膨潤土 |
工業(yè)要求
膨潤土礦是一種多用途礦產(chǎn)，其質(zhì)量和應用領(lǐng)域主要取決于蒙脫石含量及其屬性、屬型和晶體化學(xué)特性。膨潤土礦石質(zhì)量的一般工業(yè)要求以礦石中蒙脫石含量來(lái)衡量：按“高嶺土、膨潤土、耐火粘土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規范”（DZ/T0206-2002）：
邊界品位：蒙脫石的質(zhì)量分數≥40％；（單樣）
工業(yè)品位：蒙脫石的質(zhì)量分數≥50％。（單工程）
對選礦性能良好，適用于作精細加工產(chǎn)品的低電荷型（懷俄明型）的膨潤土，其蒙脫石的質(zhì)量分數指標可適當降低。
蒙脫石含量：通常采用吸藍量換算，即：
式中 M——膨潤土礦石中蒙脫石相對含量，%；
B——吸藍量，mmol／100克樣；
K——換算系數(K等于150，即膨潤土中礦石中蒙脫石的相對含量為百分之百時(shí)，每100g試樣吸附150mg當量的亞甲基藍)；
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