粘土礦

粘土礦

粘土和粘土岩中晶體組成的狀結構矽酸鹽礦物
粘土礦物(clay minerals)是粘土和粘土岩中晶體一般小于2微米,主要是含水的鋁、鐵和鎂的層狀結構矽酸鹽礦物。[1]除海泡石、坡縷石具鍊層狀結構外,其餘均具層狀結構。顆粒極細,一般小于0.01毫米。加水後具有不同程度的可塑性。粘土礦物中的水以吸附水、層間水和結構水的形式存在。高嶺石的陽離子交換容量最低,5~15毫克當量/100克;蒙脫石、蛭石的陽離子交換容量最高,100~150毫克當量/100克。粘土礦物與水的作用所産生的膨脹性、分散和凝聚性、粘性、觸變性和可塑性等特點在工業上得到廣泛應用。
  • 中文名:粘土礦
  • 外文名:clay minerals
  • 用途:
  • 分類:
  • 定義:組成粘土岩和土壤的主要礦物
  • 學科:礦物學
  • 屬于:土
  • 結構:小于0.01毫米

簡介

粘土礦(clay minerals)是組成粘土岩和土壤的主要礦物。它們是一些含鋁、鎂等為主的含水矽酸鹽礦物。除海泡石、坡縷石具鍊層狀結構外,其餘均具層狀結構。顆粒極細,一般小于0.01毫米。加水後具有不同程度的可塑性。

分類

包括高嶺石族、伊利石族、蒙脫石族、蛭石族以及海泡石族等礦物。

用途

主要用作陶瓷和耐火材料,并用于石油、建築、紡織、造紙、油漆等工業。

物理性質

晶體結構與晶體化學特點決定了它們的如下一些性質。①離子交換性。具有吸着某些陽離子和陰離子并保持于交換狀态的特性。一般交換性陽離子是Ca2+、Mg2+、H+、K+、(NH4)+、Na+,常見的交換性陰離子是(SO4)2-、Cl-、(PO4)3-、(NO3)-。高嶺石的陽離子交換容量最低,5~15毫克當量/100克;蒙脫石、蛭石的陽離子交換容量最高,100~150毫克當量/100克。産生陽離子交換性的原因是破鍵和晶格内類質同象置換引起的不飽和電荷需要通過吸附陽離子而取得平衡。陰離子交換則是晶格外露羟基離子的交代作用。②粘土-水系統特點。粘土礦物中的水以吸附水、層間水和結構水的形式存在。

結構水隻有在高溫下結構破壞時才失去,但是吸附水、層間水以及海泡石結構孔洞中的沸石水都是低溫水,經低溫(100~150℃)加熱後就可脫出,同時象蒙皂石族礦物失水後還可以複水,這是一個重要的特點。粘土礦物與水的作用所産生的膨脹性、分散和凝聚性、粘性、觸變性和可塑性等特點在工業上得到廣泛應用。③粘土礦物與有機質的反應特點。有些粘土礦物與有機質反應形成有機複合體,改善了它的性能,擴大了應用範圍,還可作為分析鑒定礦物的依據。如蒙脫石中可交換的鈣或鈉被有機離子取代後形成有機複合體,使層間距離增大,從原有親水疏油轉變為親油疏水,利用這種複合體可以制備潤滑脂、油漆防沉劑和石油化工産品的添加劑。

其他如蛭石、高嶺石、埃洛石等也能與有機質形成複合體。此外,粘土礦物晶格内離子置換和層間水變化常影響光學性質的變化。蒙皂石族礦物中的鐵、鎂離子置換八面體中的鋁,或者層間水分子的失去,都使折光率與雙折射率增大。

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