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礦物簡介
礦物成分以累托石為主或含有一定比例累托石的粘土,稱為累托石粘土。累托石礦物是一種規(guī)則的類云母層和類蒙脫石層以相等的比例組成的規(guī)則間層的礦物。1981年,AIPEA命名委員會(huì)最終將累托石定義為:“累托石是二八面體云母和二八面體蒙脫石1:1規(guī)則間層礦物”,并指出,不需要進(jìn)一步劃分變種,只用前綴詞Na-、K-或Ca-指明其主要層間陽離子即可。
累托石粘土是國內(nèi)外罕見的非金屬礦產(chǎn)。到目前為止,世界上探明的累托石產(chǎn)地約40余處,主要分布在亞洲、歐洲和北美洲。大部分產(chǎn)地的累托石與其他粘土礦伴生,品位較低;只有少數(shù)產(chǎn)地,累托石在粘土中含量較為集中,形成礦化或礦點(diǎn)。能形成工業(yè)礦床很少,國外僅只有日木櫪木縣船生礦山、匈牙利托考伊山脈基拉伊海杰什礦山,以及美國猶他州中北部的礦床。
我國已在多處發(fā)現(xiàn)累托石礦物和累托石粘土巖。湖南來陽上堡、廣西德保、湖北、湖南、貴州、北京等地都有累托石發(fā)現(xiàn)。其中湖北鐘祥二疊系巖石中發(fā)現(xiàn)的累托石具有較大規(guī)模,探明儲(chǔ)量達(dá)670萬噸,累托石品位達(dá)40~50%,礦石儲(chǔ)量和品位均為國內(nèi)外僅見,是目前全球最具工業(yè)價(jià)值的累托石礦床。
對(duì)累托石的開發(fā)利用在我國得到了重視。累托石的盛產(chǎn)地湖北省組建了湖北名流累托石開發(fā)有限公司,利用累托石制備催化劑、環(huán)保材料、納米材料、醫(yī)藥保健材料、特種鉆井泥漿等新產(chǎn)品。
性質(zhì)結(jié)構(gòu)
累托石(Rectorite)是二八面體云母和二八面體蒙脫石1:1規(guī)則間層粘土礦物。它與高嶺石有許多相似之處。累托石結(jié)構(gòu)單元層中有兩個(gè)2:1層(TM-OM-TM-IM+Ts-Os-Ts-Is)。云母層單元的2:1層的層間陽離子IM可以是Na+、K+、Ca2+;而蒙脫石層單元的2:1層間是可交換的水化陽離子Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+等(Is)。兩類層中的八面體晶片大部分被Al3+占據(jù),只占據(jù)三分之二的八面體,即二八面體亞類。
累托石的晶體化學(xué)通式為:Kx(H2O){Al2[AlxSi4-xO10](OH)2}。因累托石的晶體結(jié)構(gòu)中含有膨脹性的蒙脫石晶層,晶體結(jié)構(gòu)式可分為云母層和蒙脫石層二部分。累托石粒度細(xì),一般<5μm。累托石多為細(xì)鱗片狀,也可見到板條狀、纖維針狀晶體。累托石呈灰白、灰綠、黃褐色,密度2.8g/cm3,硬度<1,塑性指數(shù)37。
累托石可分為鈉累托石、鉀累托石和鈣累托石三種。累托石多呈土狀、細(xì)片狀、席草狀,有滑感,質(zhì)地疏松,遇水膨脹,解離成泥糊狀。一般粒度細(xì)小,小于5mm居多,少數(shù)結(jié)晶好的可達(dá)0.01~0.1㎜;一般色淺,有灰白、灰綠、褐黃色等;具珍珠—油脂光澤;密度隨含水量變化,無水時(shí)為2.8g/cm3,含水多時(shí)可低到1.3g/cm3;硬度小于1。不同產(chǎn)地的累托石外觀性質(zhì)變化大。累托石具有耐高溫(耐火度達(dá)1660°C)以及粘性、塑性、分散性、膨脹性、吸附性、水化性、陽離子交換性、膠體雙層與電動(dòng)電位等性質(zhì)。
用途作用
累托石具有高溫穩(wěn)定性(耐火度達(dá)到1650℃,并在500℃下保持穩(wěn)定)、吸附和陽離子交換性、阻隔紫外線性能、高分散性和高塑性、結(jié)構(gòu)層分離性以及層間孔徑可變性等一系列特點(diǎn)。利用這些特點(diǎn),累托石主要用作鉆井泥漿、催化劑載體、涂料懸浮劑、型砂粘結(jié)劑和用于制備有機(jī)插層累托石、吸附處理廢水、醫(yī)藥保健等行業(yè)。
鉆井泥漿 累托石粘土造漿率高、失水量小,易形成泥餅,且璧薄,熱穩(wěn)定性能好,在180℃高溫下流變性小,適用于深井鉆井。
作石油裂解催化劑載體 累托石粘土具有不膨脹的云母層和膨脹的蒙脫石層的特別結(jié)構(gòu),作為催化劑載體時(shí),比其它粘土礦物的孔徑大,比表面積大,吸附性好,熱穩(wěn)定性能良好,轉(zhuǎn)化率也高。
作涂料懸浮劑與型砂粘結(jié)劑 用鈉基累托石作鑄型涂料比鈉基膨潤土好。1)懸浮性好;烘干和澆注時(shí)涂層不開裂;2)涂料的膠體性能和高溫穩(wěn)定性能好,使鑄件能形成很好的抗剝削層。生產(chǎn)鋁合金鑄件,用鈉基累托石作懸浮劑效果極好。1)懸浮性和涂敷性好,使鑄件表面光滑;2)涂層附著強(qiáng)度高,耐用性好;3)潤滑性好,有利于抽芯和鑄件出型。
累托石/塑料納米復(fù)合材料 累托石間層結(jié)構(gòu)由類云母和類蒙脫石層組成,利用其晶體結(jié)構(gòu)的特殊性,將一些有機(jī)物通過插層的辦法制備高分散、有機(jī)化的累托石,作為塑料的填充劑,其綜合性能優(yōu)于常規(guī)的復(fù)合材料。
醫(yī)藥保健材料 利用累托石易于水化分散成膜性能好,具有強(qiáng)吸附能力和離子交換性,可應(yīng)用于相關(guān)領(lǐng)域作顆粒載體。利用累托石塑性好、造漿后收縮性好的特點(diǎn),可用于泥浴。經(jīng)過泥浴,可以使人的皮膚收縮,從而顯得更加年輕。
環(huán)保材料 利用累托石的吸附性能,制備成多孔陶瓷,可以處理廢氣,制備成多孔粉體材料,可以處理一些特殊的廢水。
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