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膨润土矿物资源概述

膨润土的广泛定义为“主要由蒙脱石类矿物组成的岩石，不考虑成因和产地”。与蒙脱石经常伴生的
粘土矿物有伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、水铝英石以及一些间层粘土矿物。伴生的非粘土矿物有石
英、长石、沸石、石膏、方解石、黄铁矿、氧化铁矿物以及岩屑等。膨润土还常有钾、钠、钙、镁的盐类
矿物。
膨润土(Bentonnite一词源于)1898年美国怀俄明州一粘土产地名。中国出现的译名有斑脱岩、搬土、
皂土、膨土岩等名称。
膨润土是人类利用最早的矿产之一，古代主要用于制陶。近代工业有十分广泛的用途，铸造、能源、
钻探、造纸、化工、建筑、医药、纺织等几十个部门，与膨润土有关的产品多达400~500种，被誉为万能
的矿物原料，因此在国民经济中有独特的作用。
一、矿石矿物原料特点

膨润土矿的颜色有白色、乳酪色、淡灰色、淡黄绿色、淡红色、褐红色以及黑色、斑杂色等。油脂光
泽、蜡状光泽，有的为土状光泽。断口常为贝壳状或锯齿状。结构构造多种多样，有块状、微层纹状、角
砾状、土状及斑杂状构造；泥质结构为主，尚有变余火山碎屑、角砾凝灰及粉砂状结构。
膨润土的主要矿物成分是蒙皂石(Smectite)族矿物，为有益组分。蒙皂石族矿物包括二八面体和三八面
体两个亚族，而膨润土所含通常为二八面体亚族中的矿物，有以下三种矿物：
蒙脱石E+(AlMg)SO(OH)·nHO
0.331.670.33i41022
贝得石E+Al(SiAl)O(OH)·nHO
0.3323.670.331022
绿脱石E+Fe3+(SiAl)O(OH)·nHO
0.3323.670.331022
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：M(AlFe3+Mg)(SiFe3+、Al)O(OH)·nHO。式中
u+V+Zxyz2.004-(u+v)vu1022
u+v+z为层间电荷，蒙脱石一般为22，贝得石的y、v、z为零，绿脱石v、x、z为零。
某些膨润土以三八面体亚族中的皂石(一种含镁的蒙皂石)和锂蒙脱石(含锂和镁的变种)为主要矿物成
分。
膨润土中常混杂有非蒙皂石族的矿物，含量不等。混杂成分可归为三类：其他粘土矿物，例如高岭石
和伊利石；粒状及片状硅酸盐矿物和岩屑；可溶性盐类。非蒙皂石族矿物及各种杂质对膨润土的物理化学
性能有明显的影响，因此为有害组分。
膨润土的性能由所含矿物成分而定。二八面体蒙皂石的端员成分之一蒙脱石属于单斜晶系，晶胞参数：
a=0.517nm，b=0.894nm，c=0.96~1.52nm．。化学成分：SiO48%~56%，AlO11%~22%，FeO0%~5%，
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MgO4%~9%，CaO0.8%~3.5%，HO12%~24%。此外还含有KO、NaO、MnO、FeO、TiO、PO、Cl
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和CO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。
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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C可达1.84~2.14nm。蒙脱石在水介质中可分散呈胶体状态。
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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。
膨润土根据所含蒙皂石族矿物的属型而相应划分。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。膨润
土有以上相应的名称。钠基膨润土又命名碱型土，吸水后高度膨胀。钙基膨润土又名碱土型土，吸水后膨
胀不太大。

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在美国有一种所谓钾膨润土，发现于阿巴拉契亚和密西西比河流域，但其主要矿物成分是伊利石和混
层矿物，蒙皂石族矿物仅居次要地位，其实它已超出了膨润土的定义。
二、用途与技术经济指标

膨润土由于具有吸水性、膨胀性、阳离子交换性、触变性、粘结性、吸附性、增稠性、润滑性、稳定
性、脱色性等性能，被广泛应用于各个工业部门。其主要用途是铁精矿球团、钻井泥浆、铸造型砂粘结剂、
动植物油脱色