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    蛭石
    发布时间:[2024-06-06 17:00] 460次浏览

  蛭石是一种天然、无机,无毒的矿物质,在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物,属于硅酸盐。其晶体结构为单斜晶系,从它的外形看很像云母。蛭石是由一定的花岗岩水合时产生的。它一般与石棉同时产生。由于蛭石有离子交换的能力,它对土壤的营养有极大的作用。2000年世界的蛭石总产量超过50万吨。最主要的出产国是中国、南非、澳大利亚、津巴布韦和美国。
基本信息
蛭石又叫蛭石粉,英文名为VERMICULITE,密度为2.4~2.7g/cm3;
CAS号:1318-00-9;
分子式:(Mg,Fe,Al) 3 [(Si,Al) 4 O 10 (OH) 2 ].4H 2 O
性质与结构
       蛭石(Vermiculite) (Mg,Ca)0.3-0.45(H2O)n{(Mg,Fe3 ,Al)3[(Si,Al)4O12](OH)2}蛭石矿物的名称来自拉丁文,带有“蠕虫状”、“虫迹形”的意思。  蛭石被突然加热到200至300℃后会沿其晶体的c轴产生蠕虫似的剥落,由此它也获得了它的名字。蛭石是一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物,原矿外形似云母,通常主要由黑(金)云母经热液蚀变作用或风化而成,因其受热失水膨胀时呈挠曲状,形态酷似水蛭,故称蛭石。
       蛭石是一种与蒙脱石相似的粘土矿物,为层状结构的硅酸盐。一般由黑云母经热液蚀变或风化形成。它有时以粗大的黑云母样子出现(这是蛭石的黑云母假象),有时则细微得成为土壤状。把蛭石加热到300℃时,它能膨胀20倍并发生弯曲。这时的蛭石有点像水蛭(俗称蚂蟥),因此它有了这么一个名字。蛭石一般为褐、黄、暗绿色,有油一样的光泽,加热后变成灰色。蛭石可用作建筑材料、吸附剂、防火绝缘材料、机械润滑剂、土壤改良剂等等,用途广泛。
       蛭石的主要化学式为(Mg,Ca)0.7(Mg,Fe,Al)6.0[(Al,Si)8.0](OH4.8H2O)。常见化学式为 (Mg2.36Fe0.48Al0.16)(Si2.72Al1.28O10(OH)2)(Mg0.32(H2O)4.32)
       蛭石可按阶段性可以划分为蛭石片和膨胀蛭石,按颜色分类可分为金黄色蛭石、银白色蛭石、乳白色蛭石。
       蛭石片经过高温焙烧其体积可迅速膨胀6-20倍,膨胀后的比重为60-180kg/m3,具有很强的保温隔热性能。
结构与形态
       单斜晶系;a0=0.535nm,b0=0.925nm,c0=n*1.45 nm,β=97。07';Z=2。这是常见的以Mg为主要层间阳离子的三八面体型蛭石的晶格常数。二八面体型蛭石的晶格常数稍有不同。晶体结构为2:1(TOT)型。四面体片中由Al代替Si而产生层电荷,导致层间充填可交换性阳离子和水分子。水分子以氢键与结构层表面的桥氧相联,在水分子层内彼此又以弱的氢键相互连结。部分水分子围绕层间阳离子形成配位八面体,形成水合络离子[Mg(H2O)6]2 ,在结构中占有固定的位置;部分水分子呈游离状态。这种结构特点使蛭石具有很强的阳离子交换能力。在正常温度和湿度下,Mg饱和蛭石的c0为1.436nm,层间具双水分子层,但水分子层不完整。水饱和后c0增大至1.481nm,此时层间填充的是完整的水分子层。通过缓慢加热使蛭石部分脱水后,其c0由1.436变为1.382nm。继续脱水,双层水分子将减为单层水分子,c0变为1.159nm。再继续脱水,将变为完全脱水结构(c0=0.902nm)与含单层水分子结构(c0=1.159nm)相间排列的结构,其c0为2.06nm。完全脱水后则变为类似于滑石的结构,c0为0.902nm。
       蛭石加热至500℃脱水后,置于室温下可再度吸水;但加热至700℃后则不再吸水。
常依黑云母或金云母呈假象。多呈褐、黄褐、金黄、青铜色,有时带绿色。光泽较云母弱,油脂光泽或珍珠光泽。解理完全,薄片有挠性。硬度1~1.5。相对密度2.4~2.7。
       偏光镜下:多色性无色至浅褐色。二轴晶(-),光轴角很小。Ng=1.545~1.585,Nm =1.540~1.580,Np=1.525~1.560。
       膨胀性;阳离子交换性和吸附性;膨胀蛭石也具有良好的吸水性;隔音性;隔热性和耐火性;耐冻性;膨胀蛭石的化学性质稳定。不溶于水。pH值7~8。无毒、无味,无副作用。
产状与组合
       主要为黑云母和金云母经低温热液蚀变的产物。部分蛭石由黑云母经风化作用而缓慢形成。
[鉴定特征] 外形与黑云母相似,但光泽、解理程度、硬度、薄片弹性均较黑云母弱。灼烧时体积强烈膨胀为其主要特征。
主要用途
       产品规格:8-12mm、4-8mm、2-4mm、1-2mm、0.3-1mm、40-60目、60-80目、80-100目、100目、150目、200目、325目等,规格可以根据要求来生产。
       生蛭石片经过高温焙烧后,其体积能迅速膨胀数倍至数十倍,体积膨胀后的蛭石就叫膨胀蛭石,其是层状结构,层间含有结晶水,容重在50-200kg/m3,热导率小,是良好的隔热材料。质量良好的膨胀蛭石,最高使用温度可达1100℃。此外,膨胀蛭石具有良好的电绝缘性。膨胀蛭石广泛用于绝热材料、防火材料、育苗、种花、种树、摩擦材料、密封材料、电绝缘材料、涂料、板材、油漆、橡胶、耐火材料、硬水软化剂、冶炼、建筑、造船、化学等工业。
       膨胀后的蛭石用途十分广泛,但其主要用途仍是作建筑材料。美国1986年消费结构中,用作灰浆和水泥预混合料及轻质混凝土骨料的膨胀蛭石占52%;英国用作混凝土、涂墙泥、水泥混凝剂的占40%。
蛭石的主要用途:
建筑:轻质材料 轻质混凝土骨料(轻质墙粉料、轻质砂浆)
膨胀蛭石膨胀蛭石
耐热材料 壁面材料、防火板、防火砂浆、耐火砖。
保温、隔热:吸声材料、地下管道、温室管道、保温材料,室内和隧道内装、公共场所的墙壁和天花板。
冶金:钢架包覆材、制铁、铸造除渣 高层建筑钢架的包覆材料、蛭石散料。
农林:园艺方面,高尔夫球场草坪,种子保存剂、土壤调节剂、湿润剂、植物生长剂、饲料添加剂。
海洋捕鱼业:钓铒。
其他方面:吸附剂、助滤剂、化学制品和化肥的活性载体、污水处理、海水油污吸附、香烟过滤嘴,炸药密度调节剂。
片径大小不同的蛭石有不同的用途
+20目:房屋绝缘器材、家用冷藏器、汽车减音器、隔音灰泥、保险箱和地窖衬里管道、锅炉的护热衣、炼铁厂的长柄勺、耐火砖绝缘水泥。
20~40目:汽车绝缘器材、飞机绝缘器材、冷藏库绝缘器材、客车绝缘器材、墙板水冷却塔、钢材退火、灭火器、过滤器、冷藏库。
40~120 目:油地毡、屋顶板、檐板、介电闸板。
120~270目:糊墙纸印刷、户外广告、油漆,增加油漆的粘度,照相软木板用的防火卡片纸。
-270目 :金黄色和古铜色油墨、油漆的外补充剂。
化学成分
蛭石的化学成份(%)

SiO2
Al2 O3
Fe2O3
MgO
H2O
37-43
9-17
5-24
11-23
0.5-9


1:把膨胀蛭石铺于楼顶,可以起到很好的隔热保温效果,使楼舍冬暖夏凉。用蛭石砖砌成高层建筑的隔墙板,可以起到隔音、防火、防潮等作用,又可减轻楼体负荷。
2:蛭石用于温室大棚内,具有疏松土壤,透气性好,吸水力强,温度变化小等特点,有利于作物的生长,还可减少肥料的投入。在刚刚兴起的无土栽培技术中,它是必不可少的原料。
3:蛭石和适量的绝缘胶混合,可制成绝缘板。
4:蛭石可用于人工繁殖爬行动物时的孵化垫材。
5:蛭石也用于医药卫生、动物饲料等行。
       四面体片中Al代替Si一般为1/3~1/2,还可有Fe3 代替Si。Al、Fe3 代替Si是产生层电荷的主要原因。单位化学式的电荷数在0.6~0.9之间。层电荷补偿一方面由八面体中Al代替Mg引起,另一方面来自层间阳离子。层间阳离子以Mg为主,也可以是Ca、Na、K、(H3O) ,以及Rb、Cs、Li、Ba等。八面体片中的阳离子主要为Mg,也可以有Fe3 、Al、Cr、Fe2 、Ni、Li等。层间水的含量取决于层间阳离子的水合能力及环境温度和湿度。含较高水合能力的Mg时,在高的温度和湿度下,单位化学式可含4~5个水分子;而当阳离子为水合能力弱的Cs时,可几乎不含水分子。
形成分布
       在自然界里在温泉的溶液中由黑云母等矿物产生。在自然界里它们与土壤中的粘土混合在一起,而且无法从粘土中分出来。蛭石在我国的新疆、俄罗斯的科拉半岛、津巴布韦、澳大利亚、南非和在美国均有出产。世界拥有蛭石储量约6亿吨,其中我国和俄罗斯储量约占三分之二,其它主要分布在美国和南非。美国蛭石主要分布在蒙大拿州LIBBY,储量约8000万吨,占美国蛭石总储量的三分之二;南非总储量约7300万吨,主要产地是帕拉博拉地区,其储量占南非蛭石总储量的90%以上;前苏联共有20多个蛭石矿床,其中特大型的为科尔多夫和波达宁矿床,预计总储量约2亿吨。我国蛭石分布较广,但多分布在我国北部,主要有新疆、河北、内蒙、辽宁、山西、陕西等省区;在四川、河南、湖北甘肃等省也有分布,主要产于变质岩区。规模最大、最具代表性的是新疆尉犁县且干布拉克蛭石矿,其储量占全国总储量的90%以上,居世界第二(仅次于南非),远景储量为1亿吨,其中2号矿体已探明储量1400万吨,是世界罕见的超大矿床,灼烧实验结果表明新疆蛭石具有膨胀倍数高、杂质少等优点。其次为灵寿县金黄色蛭石主产地,东海县石开境内有丰富的蛭石矿产,尤其在新疆生产建设兵团农二师三十三团蛭石矿,这里的蛭石不仅蕴藏丰富,而且质量很好。

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