黏土矿物

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  黏土矿物汉语拼音:niɑntu kuɑnɡwu;英语:clay mineral),晶体粒度小于2微米、含水的层状硅酸盐矿物。主要包括高岭石蒙脱石皂石族矿物,黏土级云母蛭石伊利石海绿石绿泥石及其相关的混层矿物和坡缕石(凹凸棒石)、海泡石层链状矿物。

  黏土矿物的粒度都很细小,其形态和尺寸都需用电子显微镜才能测定。晶体多呈鳞片状、管状或纤维状。晶体结构与晶体化学特点决定了它具有不同的离子交换性,常见交换性阳离子是Ca2+、Mg2+、H+、K+、NH4+、Na+,常见的交换性阴离子是SO42-、Cl-、PO43-、NO3-。高岭石的阳离子交换容量最低,为5~15毫克当量/100克;蒙脱石、蛭石的阳离子交换容量最高,为100~150毫克当量/100克。产生阳离子交换性的原因是晶体表面的破键以及由类质同象置换引起的不饱和电荷,都需要通过吸附阳离子而取得电价平衡。阴离子交换则是晶格外露羟基离子的交代作用。

  黏土矿物都含水,分别以吸附水、层间水和结构水的形式存在。在低温(100~150℃)条件下,加热会脱出吸附水、层间水以及海泡石、坡缕石结构通道中的沸石水,导致光学性质的变化;在高温条件下,结构水的逸出将导致晶体结构的破坏。黏土矿物与水的作用所产生的膨胀性、分散性、凝聚性、黏性、触变性和可塑性等特性,在工业上得到了广泛应用。有些黏土矿物(如蒙脱石、蛭石、高岭石、埃洛石等)与有机物反应能形成有机复合体,有效改善了矿物的物理和化学性能,从而扩展了应用范围。它广泛用于陶瓷化工、造纸、橡胶石油水泥纺织等行业。

  黏土矿物在风化作用、沉积成岩作用、热液和温泉水蚀变作用条件下形成。在现代或古代沉积物里,都能形成有工业意义的高岭土膨润土、坡缕石或海泡石黏土岩等。

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