膨润土矿是人类社会最早利用的非金属矿产之一

《膨润土矿是人类社会最早利用的非金属矿产之一》由会员分享，可在线阅读，更多相关《膨润土矿是人类社会最早利用的非金属矿产之一（59页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、膨 润土开 发与 应用湖北省矿产开发总公司一、膨润土简介膨润土矿是人类社会最早运用的非金属矿产之一，如古代人们运用膨润土烧制陶瓷。现代社会膨润土产品得到更广泛使用，随着科学技术的进步、社会经济的奔腾发展，膨润土资源日益受到世界大多数国家的注重，技术措施不断创新，新产品不断产生，应用领域不断拓展，已经成为一种十分重要的非金属矿产之一。 膨润土是以蒙脱石为重要成分所构成的粘土。蒙脱石是由纳米级的颗粒构成,国外称其为天然纳米材料，也叫万用粘土。膨润土又称斑脱岩和膨土岩,是一种含蒙脱石不小于60%的优质粘土，它的物理化学性质、性能重要取决于所含蒙脱石的属性和相对含量。精确的名字应为蒙脱石粘土，习惯称为

2、膨润土。由于，蒙脱石是在法国蒙摩里隆附近发现的,因此命名为蒙脱石。但由于在美国蒙大拿州山福塔蒙脱附近初次发现了矿脉，因此又叫斑脱岩。中国浮现的膨润土译名为斑脱岩、般土、皂土、膨土岩等名称。蒙脱石也称微晶高岭土。蒙脱石的理论化学成分为:iO2为66.7%，A2O3为53%,O为。粘土矿物的晶体构造单元是硅氧四周体和铝氧八面体。每个硅氧四周体均有一种硅原子与四个氧原子以相等的距离相连,硅原子在四周体的中心,四个氧原子在四周体的顶角。铝氧八面体由两层紧堆叠的氧原子和氢氧原子构成，而铝原子位居中心形成八面体。同样氧原子还能和此外一种铝原子构成另某些八面体。蒙脱石矿物的晶体构造是由两层硅氧四周体中间夹一

3、层铝氧八面体构成，四周体和八面体由共用的氧原子联结,因此称蒙脱石矿物为型粘土矿物。 蒙脱石矿物晶体构造特点是: 重叠的晶胞之间是氧层和氧层相对，期间的作用力是弱的分子间力。因此,晶胞间联结不紧密，易分散。在极性水分子或外界力的作用下，晶胞之间会产生相对运动而剥离。蒙脱石矿物晶格的同晶置换现象诸多,即铝氧八面体中的铝离子可被镁、铁、锌等离子所置换,置换率可达到20%5%。硅氧四周体中的硅离子也可以被铝离子所置换，置换量较小，一般不不小于5。因同晶置换使蒙脱石晶胞带较多的负电荷,使蒙脱石晶胞成为带电荷的“大负离子”，每个晶胞所带电荷大概是0.6个。带负荷的蒙脱石晶胞吸引某些低价阳离子，形成一种特殊

4、的电介质,蒙脱石同晶置换形成的负电荷,一部分靠吸附互换阳离子来平衡,一部分由八面体晶片中的OH-置换O2来补偿。蒙脱石类矿物有吸附阳离子和极性有机分子的能力。蒙脱石矿物由于晶胞间联系不紧密,可互换的阳离子数目较多,因此水分子容易进入晶胞之间,膨润土颗粒容易膨胀水化,分散性好。因此，膨润土造浆率高,易吸附反电荷的离子。对膨润土泥浆来说，使用解决剂进行泥浆性能调节十分容易。 粘土矿物的结晶构造是： 粘土矿物分为晶质粘土矿物和非晶质粘土矿物。晶质粘土矿物为层状硅酸盐矿物。层状硅酸盐矿物的配位四周体构成四周体片。每个四周体以三个顶点与相邻的四周体联结，层状硅酸盐矿物划分为21型和1型。蒙脱石粘土矿物属

5、于2型。 蒙脱石矿物一般具有三种状态的水:表面自由水、层间吸附水和晶格水。 蒙脱石矿物具有阳离子互换的特点，在H值为的介质中阳离子互换容量为0.mol/g土。 膨润土中除重要构成矿物蒙脱石外，还具有石英、长石、云母、沸石、铁等杂质。可根据蒙脱石中吸附阳离子的类型和数量，将膨润土分为钙质膨润土、钠质膨润土。镁质膨润土、锂质膨润土和氢质膨润土。 蒙脱石矿物属单斜晶系，一般呈土状块体,白色,有时带浅红、浅绿。浅灰淡黄等色，光泽暗淡,硬度为2,比密度为23,吸水性强，吸水后其体积膨胀增大几倍到十几倍,具有很强的吸附力和阳离子互换性能。 天然膨润土按化学成分重要分为钠基和钙基两大类。在一般状况下，钠基膨

6、润土较钙基膨润土的理化性能和工艺性质优越，重要表目前吸水速度慢，但吸水率与膨胀倍数大，阳离子互换量高，在水介质中分散性好,胶质价高，加热稳定性好等，因此钠基膨润土的使用价值高，能满足多种用途的规定。 世界上最出名的膨润土产地在美国的南达科她州、怀俄明州，格鲁吉亚等。国内的膨润土资源丰富，已探明的储量现居世界第一位,具有多种自然类型的钙基、钠基、镁基、铝（氢）基膨润土矿，分布在全国6个省、自治区（河北的宣化、张家口，辽宁的锦西、黑山,吉林的九台,浙江的临安、余杭，江苏，河南的信阳、上天梯,湖北上熊,新疆的托克逊、和丰,甘肃的金昌、红泉,内蒙的兴和。高庙子，广西的宁明,江西的玉山与黑龙江的鸡西，云

7、南宜威砚山等等)，有几百个采矿点,但合计开采量上不到已探明储量的百万分之一。国内地矿部门20世纪90年代初的资料表白，世界膨润土的储量仅127亿吨,美国钠基土的储量和产量均居世界第一，国内已探明的储量中9%是钙基土,钠基土一般在矿山的较深层,尚需勘探。近新勘探资料证明,国内钠基土的储量居世界第一,仅新疆和丰一种矿，钠基土的储量就达0亿吨。二、膨润土矿的成矿作用（一）膨润土矿的形成条件1.成矿母岩已有资料表白，形成膨润土矿的母岩条件并不严格，多种由铝硅酸盐矿物构成的岩石在合适的地质营力条件下均可转化为蒙脱石(膨润土)，但常以富含火山玻璃质的岩石易转化成矿。其母岩的化学成分重要是属钙碱性系列,从酸

8、性的流纹质到基性的玄武岩皆有。常用的岩性有珍珠岩、黑曜岩、流纹岩、粗面岩、英安岩以及火山碎屑沉积岩。此类岩石所形成的矿床数约占全球的4/5；全国的3/强。此外,尚有沉积岩型膨润土,它们或是由沉积粘土在沉积、成岩期转化为蒙脱石粘土（岩),或是由硅、铝凝胶沉淀凝聚而成矿。2.地质构造条件国内膨润土矿床的重要类型为火山岩型、火山沉积岩型、沉积岩型三大类。它们赋存于负向火山构造盆地、火山沉积盆地以及沉积盆地中。这些构造盆地的发生、演化和萎缩受大地构造的控制，是大陆地壳进一步分异和某些地壳块体相对运动的产物。这当属膨润土矿床的成矿条件的宏观控制。构造条件对膨润土矿成矿控制作用品体表目前如下几方面。地壳(

9、构造）运动既是产生成矿物质堆积的场合(断陷盆地、拗陷盆地），又是矿床（或含矿岩系）形成后被保存(或破坏）的条件。构造运动的自身常随着岩浆的喷发、喷溢活动,为后山岩型和火山沉积岩型矿床提供了成矿物质。火山活动是此两类矿床形成的先决条件,绝非是唯一条件，成矿还受其他条件的控制。国内最强烈的地壳运动，莫过于燕山期，而随着着的岩浆喷发、喷溢也是地史上最强烈，波及整个中国东部地区（环太平洋西带），国内重要矿床类型的赋矿盆地多数产于侏罗、白垩纪，且发育于东部。地壳稳定的构造条件，有助于淮北平原化,长期的风化剥蚀搬运沉积,对沉积岩型膨润土矿提供了有利的成矿条件。国内四川三台地区、湖南澧县、广西宁明等矿床都是

10、在稳定的构造条件下，在淮平原化的基本上形成的沉积岩型矿床。如广西宁明特大型矿床产于燕山运动末期的断陷盆地中,由于长期处在稳定的下沉条件，沉积厚达140m的第三系膨润土的含矿岩系。膨润土的成矿物质来源于早,中三叠世的中酸性火山熔岩和部分泥岩和粉砂岩。断裂构造不仅控制了断陷盆地的大小，并且对成矿有直接的控制作用。其重要表目前如下几方面。成矿前的断裂，常作为地表水下渗的通道，致使火山玻璃、铝硅酸盐矿物向蒙脱石转化。成矿后的断裂，常体现为由于地质环境的变化导致水化学条件的变化，引起膨润土的自然改性以致蒙脱石向其他粘土矿物转化。断裂也也许成为成矿母岩(超浅成脉岩）充填的场合。这对侵入岩型的膨润土矿床的规

11、模、产状无疑起了一定的控制作用。（二)建造(岩性、岩相)条件膨润土的含矿建造是一套沉积岩系(含煤岩系、含膏盐岩系、杂色红色岩系火山沉积岩系和火山岩系)。其岩相有浅海相、滨海相、泻湖相;不同矿床类型其建造、古地理等对膨润土矿床的控制作用也是有差别的。火山岩型和火山沉积岩型矿床,若成矿物质堆积在水盆地中,当成矿物质来源丰富则矿床的规模明显受湖盆的大小所控制。火山物质的水上堆积和水下堆积影响其晶化限度。火山物质堆积在水下，促使岩浆冷凝呈玻璃质岩石，结晶限度甚低,有助于玻璃质在水的作用下解体向沸石、蒙脱石转化；水上部分常具一定结晶限度的熔结凝灰岩类的岩石，在成矿作用过程中解体、转化较水下者困难得多。火

12、山岩型膨润土矿床矿层的底板极大部分是水成沉积岩类。这足以阐明矿床形成水盆地环境是一种重要的条件。产于沉积岩系中的粘土岩型矿床,建造类型差别很大。既有产于煤系与煤共生的膨润土矿；又有产于膏盐地层与石膏共生的膨润土矿。这并不是说沉积建造类型对膨润土没有控制作用,而只能阐明不同建造中膨润土的成矿作用不同。(三）水和水化学条件(成矿介质条件)粘土矿物和粘土矿的形成,水是最积极、最核心的因素“粘土”依赖水而产生,也依赖水而转化。在膨润土的成矿作用过程中,水的作用重要表目前如下几方面。1.水化学条件是蒙脱石产生的直接条件酸性介质利于高岭石族粘土的形成，而蒙脱石的形成和保存需要碱性介质环境。火山玻璃、铝硅酸

13、盐矿物。它们在水介质作用下水解、水合形成蒙脱石。显然，原始物质的水解是蒙脱石形成的第一步,而这种水解是通过对原始成矿物质的溶蚀作用才干解体的。蒙脱石形成的初始阶段，应当是偏（弱)酸性的水介质。由对火山玻璃等物质的反映开始，随着成矿物质的解体,碱、碱土金属的溶出,介质呈碱性,利于蒙脱石的形成。因此，蒙脱石的形成的重要形式之一,是一种酸碱反映的过程。随着酸碱反映的延续,就产生了膨润土的矿层(体)。其规模、大小与酸碱反映的速率和延续时间成正比。2.补水和排泄条件成矿物质在水介质中，一方面，碱和碱土金属被置换溶出,由偏酸性逐渐变为碱性。随着PH值的提高，S4+、Al3+亦将获得释放和iO2、A无定形分

14、子的产生,然后才干有蒙脱石（层状铝硅酸盐矿物)的结晶。而在这水解、水合过程中，只有当偏酸性水的不断补给，以促使成矿物质的不断分解；而无定形的SO2、Al两者的匹配，又需要一定的碱性水的排泄条件，使得补给与排泄保持在一种动态平衡状态。不少研究者觉得，膨润土不也许在封闭系统中或在充足开放的系统中形成。只能在以中弱酸性为主的水介质能不断提供较多的水与成矿物质反映，又能在蒙脱石生成反映过程中的剩余物（如Si2胶凝)被排泄的环境中形成。3水介质对膨润土的保存条件蒙脱石系准稳定矿物。它对水化学条件的敏感性特别强。因此，膨润土在其成矿过程或成矿后来,随着地质条件(温度、压力)、水化学条件(H值、阳离子浓度)

15、的变化，其属性、属型也发生变化;或产生与其他二八面体粘土矿物有序和无序间层;或蒙脱石向其他粘土矿物转化。因此,可以发现所有膨润土矿床均有属性分带、间层矿物和其他粘土矿物。我们所说的水介质对膨润土的保存条件,实质上就是要有一种适合于蒙脱石保存的稳定环境条件。这个条件,起码是膨润土矿层（体）不受酸性水介质的侵蚀。（四）膨润土的成矿作用自然界膨润土矿的形成有自生作用、继承作用和转变作用三种方式：1.火山玻璃向蒙脱石的演变机理火山玻璃可以觉得是非晶质过冷却的铝、硅质的固态液相,在漫长的地质历史中，其必然朝着脱玻结晶方向演变。当处在无水环境中，它将 演变成云母类、长石类、方英石、鳞石英等稳定矿物；处在有

16、水介质中,经水解脱玻，向沸石类、蒙脱石矿物或高岭石、埃洛石类矿物转化。自然界火山喷发（溢)迅速冷凝而成的火山玻璃以两种形式产出,一是玻璃熔岩，如珍珠岩、松脂岩、黑曜岩；二是玻璃碎屑(涉及扯破状玻屑、多种塑变玻屑及灰屑等），它成岩后构成火山碎屑岩（融积岩、熔结凝灰岩、凝灰岩、沉凝灰岩类等）的基本组分。这些火山玻璃向蒙脱石的演变，美国学者布拉特等提出一种简化的通式：玻璃+水蒙脱石沸石+二氧化硅溶液中的金属离子并觉得形成的环节特点是:从玻璃中析出阳离子，以及她们它们被氢离子取代；残存的无序的硅铝格架的分解；格架重建为粘土矿物，大部分为蒙脱石；从富含阳离子的孔隙溶液中生成沸石;过剩二氧化硅的迁移或者沉

17、淀作用。通过我们对膨润土矿床地质特性研究觉得，国内膨润土矿床的成矿作用过程，应当是沸石类矿物形成在先,蒙脱石在后,而不是相反。.火山玻璃演变的第一阶段沸石类矿物的产生水解作用的第一步是脱玻。玻璃在水介质中，一方面是水合氢离子对其的溶蚀,碱和碱土金属的溶出,使介质+活度逐渐减少，由弱酸性变为碱性，随着PH值的提高,i4+、A3+等也将从玻璃中获得释放，正负离子要结合，最先是产生硅氧四周体，紧接着四周体与八面体按一定的几何形态结合,形成晶格，这时介质中的碱、碱土金属离子必然要进入晶格;六次配位的铝，在值10的环境中部分将改成四次配位而异价类质同象置换了四周体中的硅,产生了负电荷,这正好吸取a、C2

18、进入晶格使电荷趋于平衡,同步相应地扩大了四周体体积,形成含水的架状构造的高硅沸石类矿物。火山玻璃向高硅沸石的演化，几乎不需要外来元素离子 的带入。反映如下:在火山玻璃向高硅沸石的演变过程中，有剩余的SiO2和2+ ,剩余的多少，决定于火山玻璃的化学成分（含岩石的酸碱度）。因此在沸石矿体内很少见有石英质类的细脉。至于F2 ，是沸石所不需要的，在氧化条件下不久向F3+转化,以水针铁矿渲染在沸石的表面。因此,不少矿床的沸石集合体呈现砖红色。火山玻璃内部原子重新组合而成的高硅沸石是由能量较低的四周体五员环和六员环构成,是一种易晶化的构造。沸石形成时体积明显增大,它反映了一种体积膨胀效应，因此沸石形成时

19、,较大的围压是个不利因素，因此深埋的火山玻璃质岩石，不利于沸石的产生。相反那些由于冷缩产生负压而具有珍珠裂隙的岩石或具有孔隙度较大的富含火山玻璃碎屑的碎屑岩，就较容易沸石化。由于火山玻璃的不稳定型,其向沸石的转化应是处在浅埋成岩不久或沉积期。那时,外部压力小,有助于四周体、八面体体积的增大。沸石类矿物的形成,需要强碱的环境(PH812），以保证足够的Na+、C+离子进入晶格。火山玻璃水解开始阶段当排水受阻,补水局限性,淋漓不充足时,可使水介质中保持大量的碱和碱土离子,为形成高硅沸石提供了条件。盐碱湖中，沸石的产生就是具有了这种封闭的高碱度的水介质条件。显然，沸石的保存，需要一种碱性的封闭环境。

20、3.火山玻璃演变的第二阶段蒙脱石类矿物的产生蒙脱石和沸石都是含水铝硅酸盐，铝是此类矿物不可缺少的组分。如前所述,沸石中的铝是以四次配位的形式置换四周体中的硅,从而产生负电荷,空腔中充填了a+、Ca2+等金属离子,求得了电荷的平衡。而蒙脱石中的铝是以六次配位的形式存在于八面体中，但六次配位的铝一般在低温酸性环境中才干保存,只有当有足够Mg+浓度的碱性环境中才干使铝趋向六次配位。蒙脱石的生成正是重要由于2+进入lO（H）八面体后，才使蒙脱石产生永久性负电荷的,因而的M2+存在对形成蒙脱石是个充要条件。作为火山玻璃向蒙脱石的演变就存在着两种也许：其一,是火山玻璃在水介质中水解成斜发沸石,稍后产生蒙脱

21、石；其二，随着介质条件的变化,H+继续对斜发沸石溶蚀而向蒙脱石转化。它们的成矿机理可推论如下:火山玻璃水解,H+互换玻屑中的阳离子，一方面带出的是Ca2+ 、Na+ 、K+，另一方面是Mg2+。前三者由于形成高硅沸石而消耗或析离成氢氧化物、重碳酸盐、有机酸盐而被迁移,相对使介质中Mg2+浓度提高,为六次配位铝大量浮现,增进构成蒙脱石的八面体发明了条件。这时随着四次配位的铝减少，沸石的生成受到克制。因此，总的趋势是高硅沸石形成在先，蒙脱石生成稍后。火山玻璃高硅沸石蒙脱石的演变系列。不少矿床（矿体）普遍存在沸石矿与膨润土共生或沸石与膨润土呈渐变过渡且镜下见到蒙脱石交代沸石现象。此现象阐明从火山玻璃

22、演变为蒙脱石，高硅沸石是中间产物。当沸石形成后来，若保持原有沸石成矿的物理化学环境，则沸石就稳定下来,但当原有的成矿环境发生变化（重要是介质的水化学环境）,那么,沸石这准稳定矿物就要向其他铝硅酸盐矿物转化。其条件重要涉及介质的H值、补水和排水条件以及:Mg的浓度。沸石向蒙脱石转化过程,就是H+对高硅沸石的腐蚀,交代出Ca+ 、N+、K+ 、M2+，使沸石的格架解体，随着PH值的提高，当有足够镁存在时，铝呈六次配位体产出，这就有助于蒙脱石的生成。从蒙脱石的SiO/A2O3理论之比为.41，低于高硅沸石的理论之比(9.0398）,可以看出,由沸石转化为蒙脱石不仅需要Mg的存在和六次配位的铝,同步尚

23、需去Si;当介质PH值在碱性条件下，铝能沉淀，而SiO2有较高的溶解度。当有一定的补水和排水条件,则使带出的游离的SiO2溶胶不断地排除。因此,可以这样来理解，水的不断补给，高硅沸石的不断水解,在碱性的条件下，蒙脱石不断的撕生，Si不断排除。固然火山玻璃演变为蒙脱石,与否一定需要通过高硅沸石阶段,核心是水介质条件。当具有一定的排水、补水时，能使介质保持较高的比值，是使玻屑中Na+、C2、SiO2的不断析离排除的基本条件,有助于蒙脱石生成，反之则有助于形成含和的高硅沸石,因此粗碎屑的富含火山玻璃质沉积物和裂隙发育的酸性比例熔岩,都具有较好的成矿条件，有助于蒙脱石生成。.铝硅酸盐矿物向蒙脱石转化机

24、理国内膨润土矿床成矿母岩表白,除了由火山玻璃演变为蒙脱石以外，尚有其他的铝硅酸矿物转化为蒙脱石,它的转化机理与火山玻璃的转化机理基本相似水解、水合过程。其转化过程的两个基本因素是成矿物质的化学成分和介质的PH条件。已有大量事实表白,在有利条件下，几乎所有的铝硅酸盐矿物,长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石乃至矽卡岩矿物等都可以转化为蒙脱石，但蒙脱石的转化速度要决定于它们被水淋蚀的时间和转化的物化环境条件。长石构造分解时是是从（10)和(0)面上释放出一定稳定限度并保存四周体原始Si-A有序度的键，则聚合的（A，SiO3)O1四周体将与八面体成阳离子结合形成蒙脱石。如果释放的键破坏成单独的硅氧四周体

25、,铝将成八面体配位与其聚合成高岭石。因此硅酸盐矿物转化成蒙脱石还是高岭石与水解（含碳酸化)限度有关的。有关铝硅酸盐矿物在水解作用下的演变过程如下：粘土矿物随着埋藏深度的加大，压力和地温的增高，层间水的释放及层间阳离子的移出,会引起粘土矿物的重结晶及粘土矿物的转化。地质时代逾老,伊利石和绿泥石的含量增长，而高岭石和蒙脱石则相应地减少。元古代和早古生代中缺少高岭石和蒙脱石,而以绿泥石和伊利石为主,这反映了泥质页岩中粘土矿物在埋藏成岩作用中的变化趋势。高岭石向蒙脱石的转化在表生或风化作用阶段,高岭石是借助于稀释的酸性介质的水与长石及其他的铝硅酸盐矿物水解而成,或者由蒙脱石退化成高岭石。如果孔隙水的p

26、H值仍保持为酸性介质，则高岭石将是稳定的。但随着埋藏深度的增长和温度的增高，高岭石将转化为地开石。根据钻孔资料反映,高岭石消失的温度及深度是有变化的，温度从19,深度从几百米至上千米。由于地球化学环境(p离子浓度)的变化，pH增大，从酸性介质到碱性介质,高岭石的稳定性减少,如有K+存在,即转化为伊利石;如有a2+、Na+、或g2+存在，则转化成蒙脱石或绿泥石，高岭石的稳定性虽与温度、压力有关，但核心的还是地球化学环境。蒙脱石向其他粘土矿物转化随着埋藏深度的增长，蒙脱石即转化成伊利石。在深度超过304处，蒙脱石变成了蒙脱石-伊利石间层。同步随着埋藏的进一步加深,伊利石所占比例增大。因此，在深度超

27、过348m和温度增长到左右时,粘土矿物具有明显的成岩变化。实验研究表白，温度在10130之间,以及K+/H+比率接近正常海水时，蒙脱石失去层间水而向伊利石转化。但是，蒙脱石不能简朴地通过离子互换转化成伊利石，在含碱性孔隙水的泥质沉积物中，蒙脱石经脱水作用，碱性阳离子的吸附以及晶格重新排列而形成蒙脱石-伊利石间层并进而形成伊利石。如果有F2+、Mg+存在，蒙脱石则通过蒙脱石-绿泥石间层转化为绿泥石。三、中国膨润土资源特点(一)资源特点与全球比较,国内膨润土资源具有如下特点。1.资源分布面广、资源量十分丰富；大型矿床多，属性、属型的矿石类型配套基本齐全。据既有资料记录，全国有26个省(自治区）赋存

28、有膨润土矿床(点)。资源量达5亿t，其中探明储量B+D基储量23亿3千万t,跃居世界之首。大型以上矿床1个,储量达86亿t，约占总储量的80%以上。经近十年勘查证明，国内膨润土属性齐全，不仅探明了大量的钙土和钠土,并且也探明了一定数量的镁土和铝（氢)土。.含矿岩系、岩相特点国内具工业价值的膨润土矿床，明显受构造-沉积盆地，构造-火山盆地控制。含矿岩系的成因类型众多,既有火山岩建造,也有火山-沉积岩建造；尚有膏盐沉积建造、含煤建造，含矿岩系以陆相为主。3.含矿岩系年代特点国内膨润土含矿岩系年代与全球一致。从晚古生代至新生代均有产出。重要集中在中、新生代的晚侏罗纪、白垩纪、第三纪，第四纪也有零星分

29、布。产出层位,除新疆托克逊县克尔碱、甘肃金昌红泉、陕西省府谷和云南东部含煤岩系中的膨润土矿床（点）产于石炭、二叠纪地层外，至今未发现更老的年代了。含矿岩系集中在侏罗、白垩纪,其因素:由于膨润土与火山物质关系甚为密切,而中国的火山-岩浆活动重要是燕山期。因此,国内的膨润土矿多产于侏罗、白垩系中。4.国内膨润土成因特点膨润土矿床的成因,不外乎风化、沉积和热液蚀变(涉及火山热液和岩浆期后热液蚀变)三种观点。5国内膨润土矿石质量特点膨润土矿石中蒙脱石含量普遍偏低,这对发挥国内膨润土这一潜在的优势矿产是一不利因素。玻璃质熔岩虽然可以形成蒙脱石含量高的膨润土，但往往由于其孔隙不发育,成矿作用不彻底，常常混

30、杂有大量的沸石岩、珍珠岩,给选矿分离带来困难;或在成矿过程中，游离不能随孔隙溶液流失，而成粘土粒级的方英石分散在矿石中，致使蒙脱石提纯困难。由火山碎屑岩和沉凝辉岩演变的膨润土，由于混杂了大量的陆源、火山岩屑、晶屑,蒙脱石含量低，同样给选矿带来困难。对于沉积粘土，却又常常混杂有高岭石、埃洛石、伊利石、绿泥石等矿物或间层矿物,也影响着膨润土的质量和应用。膨润土的抱负成矿条件，应当是位于相对稳定地块上,陆源补偿性沉积局限性的水盆地，接受大量飘落纯净的火山灰，由其演变的膨润土才是优质的,类似于美国怀俄明土。随着科技的发展，膨润土选矿技术的改善和应用领域的扩大，国内膨润土的应用将有一种新的突破。膨润土的

31、物理性质和化学性能 膨润土具有优良的物理化学性质，涉及吸水性、溶胀性、粘结性、吸附性、催化活性、触变性、悬浮性、可塑性、润滑性和阳离子互换性等。因此,膨润土是一种应用极其广泛的非金属矿物,近几十年来，它在环境治理、冶金锻造、石油钻井、食品、医药、农业、渔业等行业的使用范畴逐年扩大,因此研究膨润土的物理化学性质对进一步开发运用膨润土资源将具有极其重要的理论指引意义。吸水膨胀性 膨润土具有吸湿性，能吸附5倍于自己体积的水量。吸水后能膨胀，膨胀倍数是自身原体积的三十余倍。 膨润土的重要成分蒙脱石为21层状硅酸盐。其中的A和i可被Mg、a或Fe离子置换,可互换的阳离子骨架有剩余负电荷，加上蒙脱石晶层间

32、结合力较弱,可吸附阳离子和极性水分子。根据阳离子种类及相对 ，层间能吸附一层或两层水分子。此外，在蒙脱石晶胞表面也吸附了一定水分子。因此,晶层间的这种晶格沿a轴b轴方向延伸，顺c轴方向重叠。C轴长度不固定。钠基蒙脱石比钙基蒙脱石吸水性强。引起蒙脱石膨胀的动力是互换性阳离子和晶层底面的水化能。 蒙脱石的吸水作用有一定限度,所吸的水分子层(即水化膜)达到一定厚度并分布均匀时,吸水量达到限度,浮现平衡，若此平衡被破坏即失水后,吸水膨胀性能又得以恢复。 与钙基膨润土相比,钠基膨润土在水中分散限度高,其特点是吸水速度慢但吸水延续的时间长，总吸水量大,同步Na+的半径小。因此它在蒙脱石单位晶层底面占据的面

33、积小，晶体吸水膨胀倍数就高，最高可达到0倍。钙基膨润土吸水速度快,2h既达到饱和,吸水量少。钠基膨润土的吸水量和膨胀倍数是钙基膨润土的23倍。 蒙脱石的湿胀和干缩在一定条件下是可逆的。但到层间水完全失掉后再吸水就比较困难，在高温干燥后则完全失去重新水化的能力。钙基蒙脱石失去水化能力的温度是00390,钠基蒙脱石失去水化能力的温度是39049。分散悬浮性 蒙脱石以胶体分散状态存在于溶液中。蒙脱石矿物颗粒细小，它的单位晶层之间易分离,水分子易进入晶层与晶层之间，充足水化后以溶胶形式悬浮于水溶液中。在膨润土分散液中,蒙脱石颗粒也许以单一晶胞或晶层面的平行叠置状存在，也可以是少量晶胞的附聚体:晶层面和

34、晶体端面的附聚体或晶层端面和端面的附聚体。水溶液中,由于蒙脱石晶胞都带有相似的负电荷,彼此同性相斥。在稀溶液里很难凝聚成大颗粒，是一种较好的助悬浮剂。在蒙脱石小颗粒的分散液中,颗粒分布均匀，pH7时,助悬效果更好。 若在分散液中加入金属阳离子，特别是高价金属阳离子的加入或溶液的碱度减少至中性甚至弱酸性时,则附聚体会发生汇集、絮凝,分散液呈浓厚悬浮液,颗粒增大，均匀限度差，絮凝发展到整个体系时即成凝胶。比较稀薄的、不稳定的蒙脱石分散液随附聚的发展颗粒逐渐增大，蒙脱石颗粒最后产生沉积。 钠基蒙脱石颗粒较细小（钙基蒙脱石矿物颗粒较粗),在水介质中分散性好，可以解离成单位晶胞,在分散液中分布均匀,沉积

35、速度较慢，故分散性好。触变性 触变性是指胶体溶液搅拌时变稀(剪切力减少），而静置后变稠（剪切力升高)的特性,如钻井规定泥浆具有良好的触变性。膨润土构造中的羟基在静置的介质中会产生氢键,使之成为均匀的胶体，并且有一定的粘度。当在外界剪切力存在下进行搅拌时，氢键被破坏,粘度减少,因此膨润土溶液在搅动时悬浮液体现为流动性较好的溶胶液;停止外加搅动就会自行排列成具有立体网状构造的凝胶，并不发生沉降分层和有水离析;再施加外力搅动时,凝胶又能迅速被打破,恢复流动性。这种特性使膨润土在混悬剂方面具有特别重要的意义。对于浓度比较大的蒙脱石水分散液,只要存在絮凝就有触变性。粘结性和可塑性粘结性 粘结性指膨润土的

36、胶体悬浮液具有较高的粘度。粘度是胶体流动时固体颗粒之间、固体颗粒与液体之间、液体分子之间等的内摩擦力。 膨润土与水混合具有粘结性,其来源于多方面,如膨润土亲水、颗粒细小,晶体表面电荷多样化,颗粒不规则羟基与水形成氢键。由多种聚附形式形成溶胶，使膨润土与水混合具有很大的粘结性。高膨胀性的蒙脱石在水溶液中具有较高的分散度;同步粘土颗粒一般条件下汇集状况稳定,颗粒絮凝具有一定凝聚强度，膨润土与水混合具有很大的粘结性,可以用于钻探泥浆等。 蒙脱石在水中的膨胀和分散需要充足的时间，一般要数天至十几天才干稳定，期间粘度随放置时间增长而加大。可塑性 膨润土具有较好的可塑性,它的可塑性水的百分含量大大高于高岭

37、石和伊利石,而形变所需要的力则较其她粘土小。膨润土中的应力一应变值随蒙脱石互换阳离子种类不同而变化。 钠基膨润土的可塑性高，粘结性强。钠基膨润土混合料的工艺性能好，它的湿化强度虽与钙基膨润土做成的混合料接近或略低,但受水分变化的影响小，对水分和热敏感性低，故干化强度和热湿拉强度均较高。离子互换性 从构造上看，蒙脱石是由两层硅氧四周体加，层铝氧八面体构成,在晶胞构造内,高价i4+、Al+离子可被低价阳离子同晶置换,致使单位晶层中的电荷不平衡，浮现过剩的负电荷，即蒙脱石晶胞成为“大负离子”，每个晶胞所带的静电荷大概是0.6。蒙脱石晶胞所带负电荷一部分由八面体晶片中(OH-）置换2-来补偿,一部分静

38、电吸附某些低价阳离子来平衡,被吸附阳离子具有互换性。如吸附Li+、Na、K+、a+、H+等,形成一种特殊的电解质。在纯水中，不溶于水的蒙脱石晶胞骨架负电荷，与带正电荷的阳离子互相制约,在弱电场作用下正离子不能自由移动。当遇到介质中她能自由移动的阳离子时,晶胞层间被吸附的阳离子与溶液中自由运动的另一种阳离子发生互换反映，互换性阳离子被互换到溶液中。 粘土矿物的层单胞电荷数在04之间变动。在21型粘土矿物中,层单胞电荷数约为0.2和4的矿物不具有明显的阳离子互换性能，在水或极性溶液中也不能发生膨胀。电荷数约为.的粘土矿物阳离子互换性能和膨胀性能较小。电荷数约为.7和1.3的粘土矿物表面和层间的阳离

39、子均具有互换性能，在层间可以进入可互换性阳离子、水分子。因此在水货或性溶液中会发生体积膨胀。最常用的可以互换阳离子是a2和Na。因此，根据所含的可互换阳离子的种类和含量，膨润土又可分为钙基膨润土和钠基膨润土。钠基膨润土较钙基膨润土有更好的阳离子互换能力。Na的电荷密度较a2小。它与蒙脱石晶格的结合能较小,水化能低，Na的离解能力强，互换性好,易被互换,存在于蒙脱石互换位置的。几乎能所有被其她高价阳离子取代，钠基膨润土互换吸附有机大阳离子生成的有机蒙脱石复合物稳定性好，不受水的影响。天然钙膨润土可通过化学措施改型为钠基膨润土，。Na作为阳离子钠基。对于不同价离子，高价阳离子被互换能力不小于低价阳

40、离子；对于同价离子,水化离子半径小的被交吸附能力大。介质的酸碱度对阳离子互换量也产生影响，当p7时，蒙脱石表面带负电荷。阳离子互换量变大，H7时，蒙脱石表面带正电荷，阳离子互换量变小。对有机物的吸附性蒙脱石中硅氧四周体或铝氧八面体中的Si4+离子或l离子被其她低价离子取代的晶格置换引起内部电荷不平衡,形成负电性吸附中心，从而具有吸附多种阳离子和极性分子的能力，因此，蒙脱石晶层间和晶包表面能吸附更多种有机分子。同步又由于蒙脱石独特的双八面体构造和层状组合具有较大的比表面积,因此蒙脱石对大分子有机物也具有高度的选择吸附性。蒙脱石吸附有机物形成有机蒙脱石复合物，在有机溶剂中也具有膨胀和胶凝作用，对有

41、机溶剂具有稠化能力。蒙脱石对有机物质的修形式有互换吸附和物理吸附两种，互换吸附可以是共价键结合,吸附物也可以是离子键结合。换吸附作用使蒙脱石晶层间距加大,同步使亲水的蒙脱石变为疏水的有机蒙脱石复合物，钠基蒙脱石比钙基蒙脱石更容易被有机阳离子取代,形成的取代复合物稳定性也更强,广泛用于制作膨润土稠化剂。物理吸附和蒙脱石吸附极性水分子形成水化膜同样,蒙脱石吸附的极性有机分子取代蒙脱石的层间吸附水呈有机溶剂化膜状态，这种有机吸附不变化蒙脱石的阳离子互换性，一般极性有机分子取代极性水分子是可逆的。但较大的极性有机分子由于吸附能较大，可以取代水,但水无法取代它,因此可以成为一种较稳定的有机蒙脱石复合物存

42、在，物理吸附常在高温或有机溶剂中进行。这种物理吸附能与蒙脱石互换性阳离子的电荷和极性有机分子的偶极距成正比，与作用距离成反比。与交吸附状况不同的是，蒙脱石互换性阳离子价数越高则物理吸附能越大。对多元醇的吸附量，钙基蒙脱石不小于钠基蒙脱石,并且获得复合物的吸附时的温度也高。前者26065,或者是65205，同价离子,半径小的吸附能力大,如K+a+Ca+。稳定性热稳定性膨润土具有一定的热稳定性。在受热状况下仍具有一定的阳离子互换能力和膨胀性。如100加热时离子互换量能达到90ol/1g以上。继续加热，互换容量逐渐减少。蒙脱石晶层间吸附水（H）于30左右完全释出,构造水(H2+）于500大量释出,于

43、800完全释出，生成无水蒙脱石。蒙脱石的熔点与化学成分有关。高铁蒙脱石在1000一下融化，贫铁蒙脱石在12001尚不能融化,碱金属和碱土金属的存在使蒙脱石耐火度减少。蒙脱石的玻璃化范畴不大。蒙脱石的化学稳定性及溶解度蒙脱石的化学稳定性 蒙脱石不溶于一般的矿酸,氢氟酸是唯一能溶解硅酸盐的溶剂。 蒙脱石在室温下不与碱、氧化剂、还原剂反映,具有较好的化学稳定性。膨润土的溶解性蒙脱石的晶格骨架不溶于水，同晶置换在晶层底面的阳离子在水介质中具有亲水性，形成水化膜，同步作为互换剂的反离子可以溶解于水中。一般pH7时,晶格中八面体上的离子溶解度不小于四周体，酸溶时,碱金属离子、碱土金属离子溶解较快,另一方面

44、是铁离子。铝溶解较慢,当Al2O3被酸溶解量占总量的70%以上时，晶格被破坏。H8时，四周体上少量可溶性硅酸盐上iO2被溶解下来,其溶解度随碱的浓度增大而增长。在中性溶液中,蒙脱石上互换性阳离子即反离子也有一定溶出。蒙脱石硅酸盐为极性分子,故不溶于有机溶剂。无毒性膨润土对人、畜、植物无毒害和腐蚀作用,对人体皮肤无刺激,对神经、呼吸系统无影响。因此，可用于医药载体、赋形剂和饲料填加剂等。四、膨润土的开发和发展概况、应用趋势1.国外膨润土的开发和发展概况 19世纪末,特别是20世纪初,膨润土的运用途径明显扩大。这些膨润土做锻造型砂粘结剂，用来净化是由的轻质分馏物(汽油和煤油）以及重润滑油。与此同步

45、，膨润土也被用来净化石油产品。这种膨润土的重要性质几乎与漂白土同样，即它能吸附高分子物质。美国的实践表白，运用膨润土，效果最佳，于是赋予其技术名词漂白土。 随着膨润土的需求量发生变化，运用漂白土净化石油开始占第一位。二战后，石油工业的发展，不是朝净化简朴的分馏物的方向进行，而是对石油进行进一步的化学加工。此时，天然漂白性膨润土只是用来制造铝质催化剂。此外，运用膨润土胶质性的某些工业部门明显地增长了对膨润土的需求。大量的膨润土开始用于石油工业,制作泥浆。同步，在选矿方面开发出许多精矿粉成球的新技术。这一技术需要采用品有良好粘结性能的高分散性膨润土，这就明显地提高了膨润土的需求量。 随着科学技术的

46、发展，研究措施和手段的完善，对膨润土成分、性质和性能理解的深化以及社会发展对矿物原料需求的增长，膨润土矿的应用范畴越来越广泛。近5年,它已成为冶金工业铁球团的粘合剂，化学工业的吸附剂、脱色净化剂和环保消毒防护剂,并随之浮现了形形色色的膨润土有机复合物,大大扩大了膨润土的应用领域。如日本为改善其在钻井泥浆中的应用效果,在膨润土中添加少量的氧化镁,即可制成高表观粘度、高塑性粘度、高造浆率的钻井泥浆；美国在膨润土中加入无机氧化物,制成耐热陶瓷面罩；德国用膨润土加石灰解决含油废水(加入氯化镁、氧化镁、硅酸作稳定剂）制作加固复合材料；日本用膨润土加粘合剂制备蓄水水泥；前苏联用膨润土加玄武纤维和石棉、水泥

47、、工业废料制作绝热建筑材料;日本用膨润土与硫酸铝混合料解决含染料废水,用膨润土和碳酸钠溶液来净化酒类产品等等。至今,膨润土的行业达十余个,与膨润土有关的产品达50余种。 同样随着科学技术的发展,膨润土在土木工程技术上,特别在地下工程防水技术上，发挥着越来越重要的作用。 美国在建造钢筋混凝土油库时，往往在浇注混凝土前，先在地基上铺撒一层干膨润土粉(铺1万平方米约用1吨）,既避免库内油外渗，又避免地下水入侵。有些国家在水库的上游水面上撒干膨润土粉，膨润土粉顺流而下，在水中水化,呈絮状下沉至库底,布满库底裂缝,达到不渗水的目的。 美国在2世纪0年代初开始研究膨润土的防水作用，70年代试制成防水板，在

48、地下工程中大量应用并同步向世界许多国家输出。美国近所建的地铁也都重要用膨润土防水，其底板、立墙、顶部均包满了膨润土板,经济效益明显，香港和东南亚地区应用美国的膨润土板防水的地下室、地铁等也诸多，近所建大厦的地下室也已有上千个工程用美国的膨润土板防水。日本在世纪0年代将膨润土和防水膜（如橡胶、塑料等)重叠在一起,形成双重或三重防水材料。美国在90年代又开始一层膨润土一层高密聚乙烯的高效防水材料和两层化纤织物中间夹一层防渗膨润土的防水毯。日本用膨润土护壁泥浆建地下持续墙、泥水盾构等等,用的大多是中国的膨润土。韩国生产的膨润土毯、板，已在地铁、垃圾填埋场等地下工程中大量使用，几乎替代了地下工程防水的

49、其她材料。生产的膨润土防水板、毯等系列防水材料，价廉、质高,将会给地下工程技术带来很大的影响。美国是开发运用膨润土矿最早的国家,怀俄明州的天然钠基膨润土世界著称。迄今美国膨润土矿山遍及全美十余个州，产量占世界总产量的一半以上,产品品种多，畅销世界80余个国家。同步为美国的膨润土开发行业也带来了巨大的经济效益。此外，希腊、意大利等国开发运用膨润土矿也较早，其产品在国外市场上也占有一定位置。目前,世界上生产的国家已发展到数十个之多。 目前,在国外基本上有五种用于工业上和家庭使用的膨润土，它们是两种天然的和三种加工过的（或活化过的）产品:钠基膨润土、钙基膨润土、钠互换膨润土、酸活性膨润土、亲有机物质

50、的膨润土。 天然膨润土,作为互换阳离子钠或钙在很大限度上影响蒙脱石的特性，特别是最为重要的膨胀特性。但是，钠含量高或以钠作互换阳离子的膨润土会比较典型地显示出较高的膨胀量,在加入水时形成凝胶团。若膨润土含钙较多并作为互换阳离子，那么,这种膨润土同以钠作为互换阳离子的膨润土相比，其膨胀量很低。某些钙基膨润土比一般粘土膨胀稍大些,大多数钙基膨润土在水中溶解成颗粒。在拟定膨润土工艺特性时，蒙脱石最为重要的物理和化学特性可归纳为:特别小的微型板状柔性结晶体，表面积很大；晶体内有过多的负电荷,导致互换阳离子的间层作用；有晶体内膨胀的趋势。这些特性为化学反映具有了条件，膨润土有时被称为天然活性粘土。 活性

51、膨润土,可对天然膨润土进行解决,从而提高产品某些特性，使产品有较广泛的应用范畴。 钙基膨润土。一般膨胀性能较差,可进行钠互换或碱的活性合成,从而提高膨胀特性。为了使互换过程尽量完全,在碱性活化的过程中一定要有水,从而保证碱的溶解。 用膨润土同无机酸的反映(钙基膨润土,而不是不易其反映的钠基膨润土），溶解杂质成分,例如方解石,取代可互换的二价钙离子和一价氢离子以及三价铁、亚铁、铝和镁离子。这些晶体构造的变化使比表面积和孔隙率增大。当用极性长链有机分子对高膨胀性的钠基膨润土进行涂层时便制成了亲有机物质的膨润土，在这种状况下，膨润土具有疏水性，涂层使有机分子（溶剂或粘结剂）增长到亲有机物质的膨润土壳

52、层中间,成果是溶液变浓,形成胶状构造。2.中国膨润土的开发和发展概况 中国早在唐代医学名著(本草拾遗)中就记载了膨润土的用途,当时称为甘土。“甘土无毒、主治诸菌毒、热汤调末服之”,可见在唐代就发现并运用了膨润土的吸附能力，但之后开发应用膨润土相对处在停滞状态。古医书本草纲目中的药石也是膨润土。从6年前开始应用膨润土做铅笔芯粘结剂。50年前，为适应机械和化学工业的发展和满足钻井泥浆原料的需求，开始建立膨润土矿工业，初期膨润土矿产品重要是型砂粘结膨润土、活性土和钻井泥浆原料。从30年前开始，膨润土的应用进入了一种新的发展阶段,试制有机膨润土,作润滑脂稠化剂。用膨润土做铁球团粘合剂。前研制成功膨润土

53、防毒药剂。此外，膨润土已推广应用到建筑工程地下持续墙、地下工程防水、核废料解决、石油催化蒸馏、粗苯净化、放射性物质的吸附和固化、环保、造纸、纺织、陶瓷、水泥混合材料、电绝缘材料和饲料添加剂等方面，近几年中国又开发出了膨润土新的用途,将膨润土应用在玻璃钢复合材料中,提高了性能，减少了成本。 目前,国内以生产钙基膨润土为主,多数钠基膨润土都用于出口，县以上的公司有4余家，乡镇公司有几百家,年总生产量为30万吨。其中，机械锻造、铁矿球团、钻井泥浆占85%左右；陶瓷、农药、电子、建材、饲料等约占5%，深加工产品涉及活性白土1万吨、有机土400吨、医药用200吨、其她深加工产品吨,占95%。出口量为2%

54、。国内市场上，一般钙基膨润土销量已趋饱和，活性土由于受到硫酸原料供应的限制和“三废”解决问题的影响,加之生产工艺技术还不够稳定，没有配套的设备,使产品质量不能得到保证,产品尚未形成系列化，使用昂贵的有机覆盖剂提高了产品成本，故国内用的有机膨润土仍以进口为主。开发膨润土新品种，进行深加工,始终受到国内矿山及有关科研单位的注重。 随着国民经济建设的进一步发展,各个领域对膨润土的需求量有增无减。目前，中国已开始将膨润土作为粘结剂、吸附剂、吸取剂、填充剂催化剂、蚀变剂、絮凝剂、洗涤剂、稳定剂、增稠剂等广泛应用于冶金球团、锻造、钻井、石油、化工、轻工、纺织、造纸、橡胶、防水、农业、医药等领域进行研究,但

55、是分散,也缺少专业指引,更缺少必要的测试检查设备。根据中国非金属矿工业的发展战略,重点发展钠基膨润土，研究推广有机膨润土和化工催化剂载体膨润土,并扩大其在农业、沙漠治理、饲养业、防水工程建设及环保工业中的应用范畴。3.世纪膨润土的开发应用趋势 美国的怀俄明州，世界性的钠基膨润土资源已通过度开采了几十年,在世纪初，这一地区最优质的膨润土资源将面临这严重的短缺。但世界上钙基膨润土的资源仍较广二丰富，可以满足2世纪的需求。一旦这些资源在发展中国家被开发出来且投放于市场，势必导致对欧美或欧洲市场的膨润土制品的强力冲击,对于低质的或未经改性的膨润土更是如此。 膨润土的市场的变化是可以预测的。从目前的重要

56、应用,如石油钻井、铁矿球以及锻造业的应用到将来会增长的市场,如环保应用、防水、吸附剂及宠物土（又称猫砂）,使用膨润土剂量大的市场，改性膨润土以及高附加值的膨润土市场将会继续扩展增大。并且,那些高利润值的膨润土制品必将会在发展中国家开拓出它的市场来。4.膨润土矿的用途 工农业及民用上使用膨润土产品重要是运用膨润土易于剥片和具有离子互换的特性。膨润土在工业上素有“万能”粘土之称。目前已作为粘结剂、悬浮剂、增塑剂、增稠剂、触变剂、絮凝剂、稳定剂、净化脱色剂、充填剂、防水剂。催化剂及载体等在冶金、机械、钻井、石化、轻工、农业、建筑等领域得到广泛应用,并且应用领域不断拓展，已延伸到人们平常生活、环保和军

57、事工业等方面。目前,世界上发达国家开发的环保型膨润土产品,为膨润土工业在21世纪实现可持续发展奠定了基本。5膨润土的重要作用 冶金工业:运用膨润土作为铁矿球团的粘结剂,使球团矿粒度均匀,具有较好的还原性。 锻造工业：运用膨润土作为锻造型砂的粘结剂，减少铸件的夹砂、鼠尾、起皮等缺陷,使铸件尺寸精确，铸件表面光洁度好。 钻井工业:作为钻井泥浆的基本材料之一,对护壁堵墙、携带岩粉、润滑钻具等具有重要的作用。有机膨润土是制造具有保护油层的油基泥浆的重要材料,是现代钻井工业和油层保护作业中重要技术之一。食品工业:重要用于植物油的脱色、净化,葡萄酒和果汁的澄清,啤酒的稳定化解决、糖化解决、糖汁净化等。 化

58、学工业:重要用作催化剂、杀虫剂、农药和杀菌剂的载体，橡胶和塑料的填料，多种干燥剂、洗涤剂、过虑剂、牙膏、涂料、油漆、肥皂等的添加剂。 环保：重要用于污水、废水解决的吸附剂。 农业方面:重要运用膨润土改良土壤,作为肥料的添加剂,提高肥料的施肥效果；用作动物饲料的添加剂，提高饲料的运用率,并可作为动物圈垫土,除去臭味。 建筑工业:重要运用膨润土作为泥浆槽的悬浮液、土的稳定液以及防渗剂。 轻工业：膨润土用作复写纸的染色剂,印染工作的填充剂、漂白剂、抗静电剂，陶瓷原料的增塑剂,医药和化妆品的吸附剂、粘结剂以及化妆品底料。 机械工业:制造的有机膨润土可以作为高温润滑油剂。 防水材料：广泛应用于铁路、公路

59、、涵洞、建筑地下室等。 沙漠治理:可广泛应用于沙漠固化、保水。五、膨润土的进一步研究由于膨润土矿物具有广泛的应用前景,目前世界上许多国家开展了对膨润土性能的研究，因各行各业运用膨润土的作用不同样,因此不同窗科开展的研究措施也不尽相似。国内许多大学、研究机构和生产单位进行了大量的膨润土性能研究的实验工作，获得了许多成果。由于对膨润土的研究措施不同,因此同一地区膨润土矿产资源开发出来的产品在性能存在巨大的差别。为了提高国内膨润土开发应用的技术水平,我们在收集，整顿和研究既有资料的基本上，对膨润土性能室内研究措施进行了总结、归纳，以便人们在此后膨润土研究工作中参照使用。(一）膨润土改性措施改性是非金

60、属矿物深加工的重要方式之一。通过改性可以扩大非金属的应用范畴,提高非金属矿物的使用价值和性能。随着现代科学技术的发展,改性措施也在不断完善和不断增多。一般觉得，但凡可以变化非金属矿物的离子互换种类，变化矿物构造,提高矿物物化性能的多种物理化学措施均称为非金属矿物的改性。目前对非金属矿物改性的技术措施诸多，归纳起来,重要涉及如下三种措施：化学改性,通过添加化学解决剂,使矿物和添加剂发生化学作用,变化或者改善矿物的物化性能,如钙质膨润土通过添加碳酸钠进行改性,生产钠质膨润土的措施,就是钠离子和钙离子进行离子互换,变化矿物双电层的构造,提高了矿物水化性能;表面解决,通过添加有机解决剂,改善矿物表面化

61、学、物理或机械性能，如增效膨润土时使用聚丙烯酰胺，运用高分子聚合物长链中不同基团的作用，形成一种一端吸附膨润土颗粒，一端溶于水的长链,而链与链之间形成桥联作用；热解决，通过加热的措施,是矿物的物理或者化学性能得到改善或变化。膨润土钠化改性。国内90%以上膨润土矿属于钙质膨润土，在实际使用的过程中都需要进行不同限度的钠化改性工作，以便进一步提高膨润土矿的物化性能和使用价值。膨润土的钠化原则:钠化改性重要是运用蒙脱石片状构造具有阳离子互换的特点,把高价的钙镁等离子置换出来。调节其再蒙脱石中互换性阳离子钠与钙的比值,以及二氧化硅与三氧化二铝、三氧化二铝与氧化镁的比值。目前膨润土钠化改性的无机解决剂有

62、：碳酸钠，草酸钠、焦磷酸钠、;磷酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸铵、碳酸锂、碳酸镍、氧化镁、氧化钙、碳酸镁等。但在实际应用过程中，重要使用碳酸钠或无机盐进行复配。膨润土的钠化反映需要在水及一定温度条件下才干进行。实现钠化反映的途径诸多，但要使钠化反映充足，比较困难。这是由于钙及镁质膨润土不易溶于水且分散性较差,当加入一定量的碳酸钠进行钠化时,反映只能在膨润土颗粒的表面进行，而被钠化的表面，则是一种较好的隔水膜，包裹着颗粒内部未被钠化的膨润土颗粒。如果不能将这层膜及时剥离,就会制止内层颗粒的进一步钠化,导致整个反映不完全。为了使膨润土的钠化完全,目前国外采用的钠化改性的措施有:1.悬浮液法:在钙质膨

63、润土中加入过量的纯碱及长时间的预水化,使更多的钙、镁离子互换出来。2堆场钠化：在原矿堆放中,将24%的碳酸钠粉末撒在含水量不小于3%的膨润土原矿中,翻动拌合，混匀碾压,再老化十天,然后将膨润土矿干燥粉碎成产品。3.轮碾钠化:在轮碾机内,把湿膨润土与碳酸钠及少量丹宁酸混合碾压,再老化十天,然后将膨润土矿干燥粉碎成成品。.挤压钠化:在干燥的膨润土粉末中，加入饱和碳酸钠溶液，使膨润土中含水量达到20%,然后在挤压机中,挤压钠化,这种钠化对低档膨润土的改性效果较明显，因素是：层状矿物在较大剪切力的作用下，晶层之间、颗粒之间产生相对运动而分离,增长了与钠离子的接触面积;挤压摩擦产生大量的热，加快了离子运动速度，扩大了离子的运动范畴,钠化反映速度加快；此外在较大机械力的作用下,蒙脱石彼此联系的化学键遭到破坏,这样有助于吸附具有相反电荷的钠离子，也有助于钠化反映的进行。对绝大多数钙质膨润土,单靠采用挤压法,钠化效果不十分明显，因素是:挤压机的挤压力太小，没有起到充足剥片作用,此外钙质膨润土接受碳酸钠解决能力差。因此,在低档膨润土升级改造时,可采用两个途径：研制新型高效钠化解决剂；提高挤压机的挤压力,研制专用膨润土挤压设备。.双螺旋钠化：在原矿干燥后，粉碎成51