膨润土应用矿物学的研究范畴.ppt

应用矿物学是一门以最充份发掘矿产资源潜力为宗旨的实用型学科，它一贯被列为矿物学中最为活跃的一个分支。膨润土应用矿物学是伴随着膨润土应用领域的扩展而同步兴起和发展的。由于膨润土矿床成因的多样性，造成其矿物组合的多元化和主要组成矿物——蒙脱石晶体结构的复杂性，因此不同成因的膨润土会产生出了多种独特的物理化学性能，如何运用和控制好这些物化性能，进而研发出优质的膨润土加工制品，就成为膨润土产业发展的关键。本文拟结合我国膨润土开发利用中遇到的实际问题，从膨润土的矿物组合、加工技术与工艺、蒙脱石晶体结构等三个方面分别列出应重视的研究课题，愿与膨润土矿业的同仁们来共同探讨。一、正确处理膨润土中的共生矿物火山成因的膨润土矿床，其蒙脱石是由火山玻璃在碱性水介质中经水解脱玻作用转化而成。转化期所处的水介质环境，决定其共生的矿物组合，如火山玻璃在排水补水滞流状态下，且处于相对稳定的弱碱性环境中，则常出现蒙脱石——沸石组合；若排水补水条件处于通畅，则沸石会减少，成为蒙脱石为主的矿石；若排水补水长期处于极为通畅的弱碱性的水介质环境中，水解作用强烈，则会出现蒙脱石——高岭石组合。非晶质的火山玻璃通过水解脱玻向架状及层状结构矿物演化，实质上也是火山玻璃中硅析出和重组的过程，由于火山玻璃其硅铝分子比高达10，转化成蒙脱石后，则硅铝分子比降至5，其间会析出大量胶态硅，赋存于水介质中。随着水体流动，胶态硅会随水带走。若是火山喷溢型的玻璃熔岩和陸相沉积的喷发型火山岩为母岩的膨润土矿，则大量析出的胶态硅会滞留原地，成方英石（结晶度低的SiO2。沉积成因的膨润土矿床，其蒙脱石是由湖盆周边蚀原区的物质冲聚于富镁的弱碱性水体中，当其分解出大量硅、铝溶胶，在镁的参与下，化学合成了蒙脱石，这类成因的膨润土，常呈现蒙脱石、伊利石、高岭石组合的矿石。含煤建造中的膨润土矿床，其蒙脱石大多因成煤后，煤层所处水化学环境发生发异，从酸性介质向碱性转化，并有镁的参与下，煤层中高岭石处于不稳定，而解体转化为蒙脱石。这类成因的蒙脱石常与其它粘土矿物伴生。热液蚀变型膨润土矿床，其蒙脱石是一些富含长石的花岗类岩石（如钾长岩、钠长岩、二长岩等），当其受到岩浆期后，有一定压力的中低温碱性热液的强烈蚀变，促使长石直接向蒙脱石转化，这类成因的膨润土，其蒙脱石含量决定于原岩的长石多寡，而伴生的矿物也是原岩中原有的石英、云母、绿泥石等。重点探讨的共生矿物含方英石的钙基膨润土，通过加碱（Na2CO3）成为人工钠化膨润土，广泛应用于对耐久性要求不高的钻井泥浆、铁矿球团和铸造型砂粘结剂，不适宜用作对耐久性要求甚高的防水土工材料（GCL。为此提高含方英石钙基膨润土人工钠化后的稳定性，已为膨润土从业者列为当今应攻克的重要课题。
在制备油脂脱色吸附剂——活性白土时，原矿中含有方英石在10%±，一般均无大碍，若超过20%，则会影响脱水效率，影响酸化后活性白土的回收速率。2、沸石：火山成因膨润中普遍存在架状结构的沸石类矿物，膨润土矿床中常见的为斜发沸石和丝光沸石，偶有方沸石和十字沸石。含沸石膨润土生产的活性白土，有较好的活性度，用于矿物油脱色，有较强的吸附碱性氮能力。在其它膨润土制品中，沸石不会起明显作用。在生产高挡制品生产过程中，亦易于用一般重力法将其除去。3、凹凸棒石：我国苏皖相邻地区，上新世玄武岩喷发间隙期时形成一群封闭的湖盆，湖盆中形成碱性水体先结晶出层状矿物——蒙脱石，促使水体中Al3+浓度降低，当呈现出富硅、富镁、贫铝的水体时，则结晶出链层状矿物——凹凸棒石。这种成因的矿床中，凹凸棒石就会与蒙脱石共生。欲分离蒙脱石和凹凸棒石难度极大，当地企业运用这种复式矿石，生产油脂脱色吸附剂。也有人设想：将难以提纯的含蒙脱石凹凸棒石粘土，采用干法提纯的方法，在除去非粘土矿物的杂质后，将层状和链层状的粘土矿物全部留存下来，利用它们的共性，来研发复式有机粘土和复式纳米粘土。显然两类矿物不同的有机化方法，务需溶合在一道工序中进行，只有在充分照顾到两种矿物的特殊性时，才能制备出理想的产品。这应该是我们共同来关注的新课题。二、加工技术和工艺的改善1、选矿提纯：2、改性改型2、）人工钠化膨润土的稳定性：我国95%的膨润土矿山，开采出来的矿石均为钙基膨润土。人们用添加钠盐和钠络合改型剂，但人工钠化土其稳定性满足不了防水类工程的要求。故提高人工钠化土的稳定性，已成为业内人士关注的重点。须从以下方面采取措施：①根据膨润土的阳离子交换容量、C轴有序度的状况，筛选合适的钠化剂；②对人工钠化置换出来的Ca2+离子进行控制，例如采用“包复剂”和包复技术，使Ca2+离子丧失在介质中呈自由态的能力；③要提供出一套评定膨润土稳定性的测试方法，以便对研制的人工钠化土有个公认的评价手段。3、）降低膨润土中的重金属元素含量：随着药用膨润土的问世和食品行业中采用膨润