什麼是黏土礦物?常見的有哪些?

黏土礦物是一類含水矽酸鹽或鋁矽酸鹽礦物,其化學成分中,除水外一般還含有大量的SiO2和Al2O3,有些還含有一定量的Fe2O3、MgO及少量的K2O、Na2O、CaO等。

黏土礦物大體上可分為結晶質與非晶質兩類。結晶質礦物都是層狀矽酸鹽,形態有板狀(層狀、片狀)和纖維狀兩種,主要為板狀,晶質黏土礦物依據如下方面進行分類:按結構層型分為1:1型或2:1型;按層間物分為有無可交換陽離子等。

研究表明,大部分黏土礦物是晶質礦物,在它們的晶體結構中主要是Si-O四面體與Al-O(OH)八面體複合組成的層狀格子,彼此重疊而成。

什麼是黏土礦物?常見的有哪些?

常見的黏土礦物主要有:

1、高嶺石

高嶺石的化學成分為Al4(SiO4O10)(OH)8,一般有少量的Mg、Fe、Cr、Cu等代替八面體中的Al。高嶺石是結構層為1:1型的二八面體層狀結構矽酸鹽,屬蛇紋石-高嶺石族的二八面體亞族,多呈隱晶質、分散粉末狀、疏鬆塊狀集合體;白或淺灰、淺綠、淺黃、淺紅等顏色,條痕白色,土狀光澤;莫氏硬度2-2。5,密度為2。60-2。63g/cm3。

2、蒙脫石

蒙脫石又名微晶高嶺石或膠嶺石,其結構層為2:1型、層間具有水分子和可交換陽離子的二八面體型鋁矽酸鹽。以蒙脫石為主要礦物成分的黏土稱為膨潤土。

蒙脫石的化學式為Ex·nH2O{(Al2-xMgX)[(Si,Al)4O10](OH)2},式中E為層間可交換的陽離子,主要為Ca2+、Na+、Mg2+、K+,x為E作為一價陽離子時單位化學式的層電荷數,一般變化在0。2-0。6。

蒙脫石礦物屬單斜晶系。通常呈土狀塊體。白色,有時帶淺紅、淺綠、淡黃等色。光澤暗淡。硬度為1。密度約為2g/cm3。吸水性強,吸水後其體積能膨脹增大幾倍到十幾倍,具有很強的吸附力和陽離子交換效能。

3、凹凸棒石

又稱坡縷石,是一種含水富鎂鋁的矽酸鹽黏土礦物,具有2:1型鏈層狀結構,屬於海泡石族。理想的化學分子式為:Mg5Si8O20(OH)2(OH2)44H2O,化學成分理論值為MgO23。83%,SiO256。96%,H2O19。21%。

凹凸棒石粘土為土狀塊體構造,顏色為灰白色、青灰、微黃或淺綠,油脂光澤,比重輕(2。0-2。3g/cm3),摩氏硬度2-3級,潮溼時呈粘性和可塑性,乾燥收縮小,且不產生龜裂,吸水性強,可達到150%以上,pH=8。5±1,由於內部多孔道,比表面大,可達500m2/g以上,大部份的陽離子、水分子和一定大小的有機分子均可直接被吸附進孔道中,電化學效能穩定,不易被電解質所絮凝,在高溫和鹽水中穩定性良好。

4、海泡石

海泡石是一種富鎂矽酸鹽粘土礦物。其理論化學式為Mg8[Si2O30](OH)412H2O,水分子中有4個為結晶水:其餘為沸石水。SiO2含量54-60%,MgO21-25%,並常含有少量鐵、錳等元素。外觀有兩種,土狀或纖維狀。硬度2-2。5,密度2。2g/cm3。乾燥者可浮於水。顏色多變,一般為白、淺灰色,常見的還有淺紅、淡黃,褐色等。

根據其產出形態特徵,大體可分為土狀海泡石(或稱之為海泡石粘土)和塊狀海泡石。海泡石的礦物結構與凹凸棒石大體相同,都屬鏈狀結構的含水鋁鎂矽酸鹽礦物。在鏈狀結構中也含有層狀結構的小單元,屬2:1層型,所不同的是這種單元層與單元層之間的孔道不同。

5、累託石

累託石是二八面體雲母和二八面體蒙脫石1:1規則間層粘土礦物,晶體化學通式為:Kx(H2O){Al2[AlxSi4-xO10](OH)2}。因累託石的晶體結構中含有膨脹性的蒙脫石晶層,晶體結構式可分為雲母層和蒙脫石層二部分。

累託石多呈土狀、細片狀、席草狀,有滑感,質地疏鬆,遇水膨脹,解離成泥糊狀。一般粒度細小,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,無水時為2。8g/cm3,含水多時可低到1。3g/cm3;硬度小於1。不同產地的累託石外觀性質變化大。累託石具有耐高溫(耐火度達1660℃)以及粘性、塑性、分散性、膨脹性、吸附性、水化性、陽離子交換性、膠體雙層與電動電位等性質。

6、矽藻土

矽藻土是一種生物成因的矽質沉積岩,主要由古代矽藻遺骸組成,其化學成分主要是SiO2,含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5和有機質。SiO2通常佔80%以上,最高可達94%。優質矽藻土的氧化鐵含量一般為1-1。5%,氧化鋁含量為3-6%。

矽藻土的礦物成分主要是蛋白石及其變種,其次是粘土礦物—水雲母、高嶺石和礦物碎屑。礦物碎屑有石英、長石、黑雲母及有機質等。有機物含量從微量到30%以上。

矽藻土的顏色為白色、灰白色、灰色和淺灰褐色等,有細膩、鬆散、質輕、多孔、吸水和滲透性強的特性。鬆散密度為0。3-0。5g/cm3,莫氏硬度為1-1。5(矽藻骨骼微粒為4。5-5mm),孔隙率達80-90%,能吸收其本身重量1。5-4倍的水,是熱、電、聲的不良導體,熔點1650-1750℃,化學穩定性高,除溶於氫氟酸以外,不溶於任何強酸,但能溶於強鹼溶液中。

7、伊利石

伊利石是一種層狀矽酸鹽雲母類粘土礦物,又稱之為水白雲母,含有結構水和多量的吸附水,化學式為K1Al2[(Al,Si)Si3O10(OH)2nH2O],單斜晶系,多呈鱗片狀塊體,顏色為白色、灰白色、淺灰石、淺黃綠色;新鮮(礦石)硬度1,採出後多變為1。5-2;油脂光澤,微半透明,貝殼狀斷口,密度為2。6-2。9g/cm3,不具膨脹性及可塑性,耐熱程度不高,在500-700℃失去化合水,750℃全脫水,伊利石晶體結構遭破壞。

伊利石粘土礦石中主要礦物為伊利石(含量最高可達90%),其次為石英、絹雲母、地開石、高嶺石、銳鈦礦、黃鐵礦及褐鐵礦等礦物。