海泡石

海泡石

海泡石是一種纖維狀的含水矽酸鎂,通常呈白、淺灰、淺黃等顏色,不透明也沒有光澤。它們有的形狀像土塊,有的成一個奇怪皮殼狀或結核狀。在電子顯微鏡下可以看到它們是由無數細絲聚在一起排成片狀。海泡石有一個奇怪的特點,當它們遇到水時會吸收很多水從而變得柔軟起來,而一旦乾燥就又變硬了。

這一礦物的德文名稱是MeersChau。Meer是海洋;Schaum是泡沫,故譯名為海泡石。海泡石的英文名稱是Sepiolite。Sepia為烏賊,屬海生動物,由於它骨骼多孔.體輕能浮於水面,故以此命名這一礦物海泡石按其形態分為α-海泡石和β-海泡石兩種。前者成大束的纖維狀晶體產出,即通常稱為纖維狀海泡石,主要分布在河南西峽、內鄉,河北張家口、易縣等地。後者常成土狀產出,是由非常細且短的纖維或纖維狀集合體組成,具有純天然、無毒、無味、無石棉、無放射性等特點,主要分布在湖南的瀏陽、湘潭,江西樂平,河北唐山等地,即河北唐山,江西樂平、湖南瀏陽,湘潭海泡石不含石棉、無毒、無放射性。海泡石晶體為層鏈狀結構。海泡石所特有的結構,決定它有很好的吸附性能、流變性能和催化性能。

2017年10月27日,世界衛生組織國際癌症研究機構公布的致癌物清單初步整理參考,海泡石在3類致癌物(世界衛生組織國際癌症研究機構於2018年1月26日更新資料顯示:3類致癌物是指對人類是否致癌尚無足夠證據確定的物質或混合物)清單中。

基本介紹

  • 中文名:海泡石
  • 外文名:sepiolite
  • 類別:含水的鎂矽酸鹽粘土礦物
  • 化學式:(Si12)(Mg8)O30(OH)4(OH2)4·8H2O
  • 礦物密度:2~2.5g/cm3
  • 套用:製備礦物吸附劑
  • 分布:湖南湘潭、河北易縣、江西樂平等地
  • 結構:互相平行的晶層構成
  • 其它套用:海泡石空氣淨化劑
介紹,分類,結構理性質,主要用途,套用廣泛,部分指標,套用進展,如何鑑別,

介紹

楊莊-霧迷山巨旋迴層序中產有海泡石礦床。海泡石是一種纖維狀富鎂粘土礦物(德文名稱Meershaum,英文名稱Spilite),海泡石按其晶體形態分為α海泡石和β海泡石兩種。前者呈大束的纖維狀晶體產出,故又稱纖維狀海泡石。後者,1986~1996年間經過對“鋅灰木”標本樣品X射線衍射分析研究,證實其為世界上罕見的古老(中元古代)的沉積海泡石礦床。
海泡石的沉積作用形成或由蛇紋岩蝕變而成的。
海泡石本身是無毒無害的,但是由於海泡石礦是由蛇紋岩蝕變而來,而蛇紋岩又是石棉的主要成分,因此很難將海泡石與石棉分離,一般的海泡石都會含有少量的石棉成分,比例大約在5%~30%左右。海泡石主要被用來製作菸斗。中國江西樂平、湖南瀏陽等地有產出。江西樂平牯牛嶺是我國海泡石的首次發現地。海泡石粘土的地質調查始於章人駿,1947年,他依據化學分析及脫色效果將“耐火白土”定名為海泡石,並討論了礦床的成因。

分類

海泡泥的主要原料是海泡石粉,它是純天然、無毒、無味、無石棉、無放射性元素的一種水合鎂矽酸鹽粘土礦物,具有非金屬礦物中最大的比表面積(最高可達900m2/g)和獨特的內容孔道結構,是公認的吸附能力最強的粘土礦物。
海泡泥是一種天然環保粉體牆面裝飾材料,是硅藻泥的升級換代產品,廣泛適用於工裝和家裝的牆面裝飾。
海泡石
富鎂海泡石的化學組成比較一致。MgO的含量變化於21%~25%,Mg填充了90%~100%的八面體位置。海泡石的大部分化學組成及結構說明,這種礦物中有足夠的陽離子,基本能填滿8個(7.74~8.14)八面體位置。所以海泡石八面體位置的大多數陽離子都是大陽離子,較小的Al離子相對來說比較少,這一點與其它礦物如綠坡縷石不同,綠坡縷石中通常有一半的八面體位置被Al離子填充。因為海泡石的形成環境比綠坡縷石更為鹼性,在這樣的環境中,Si和Mg高度富集,而Al的含量則很低。

結構理性質

海泡石的特殊結構決定了它擁有包括貫穿整個結構的沸石。水通道和孔洞以及大的表面積,它具有截面積為0.36nm×1.06nm的管狀貫穿通道及高達900
的理論表面積。在通道和孔洞中可以吸附大量的水或極性物質,包括低極性物質,因此海泡石具有很強的吸附能力。強吸附性以及可處理改善的大比表面,使之具備作催化劑載體的良好條件。海泡石的一些表面性質(如表面酸性弱、鎂離子易被其它離子取代等),使其本身也可用作某些反應的催化劑。故海泡石不僅是一種很好的吸附劑,而且是一種良好的催化劑和催化劑載體。海泡石的晶體結構具有連續的矽氧四面體層。其中,每一個矽氧四面體都共用二個角頂同相鄰的三個四面體相連。四面體中活性氧指向沿b軸周期性的倒轉,因此形成了大小固定井平行於鏈的開口通道,這些通道中含有沸石水。在八面體邊緣有兩個水分子與鎂離子結合,參與八面體配位。
海泡石的物理性質如下:
(1)外觀:顏色多變,有白色、淺黃、淺灰、黑綠,條呈白色,不透明,觸感光滑且粘舌。
海泡石海泡石
(2)硬度:2-2.5
(3)比重:1-2.3
(4)耐高溫:在350度的高溫下,結構不發生變化,耐高溫性能達1500-1700度
(5)吸咐性:吸收大於自身重量150%的水
(6)吸水率:160~200%。
(7)飽和鹽水吸附率:180一260%。
(8)熱穩定性:1300度失濕存水,沸石水;
200~600度失結品水,結構無太人變化;
600~700度失結構水;
820度生成新相一頑火石。
(9)相轉變:20一80MPa,22~76小時;
500度以上,600度以下為蒙脫石一綠泥石混合物。
(10)懸浮性:海泡石易分散於水或其它強中等的極性溶劑里並形成網路,且幾乎不受電解質
的影響。
(11)溶液酸鹼性:海泡石w=10%懸浮液pH值約為9。

主要用途

據有關資料統計,海泡石用途多達130多種,成為當今世界用途最廣的礦物原料之一。

套用廣泛

套用領域主要 用途
油脂
石油精練 吸附劑脫色劑、過濾劑
釀造、化工
分子篩、用於化工、製糖、釀酒
醫藥
離子交換劑、淨化劑、發亮劑
陶瓷
琺瑯質原料環保 顆粒去污劑和吸附劑
鑄造
型砂粘結劑
高鎂耐火材料的特殊耐高溫塗層的優質原料
塑膠
發泡靈、脫色劑
建築
隔音、隔熱材料、塗料
橡膠
特殊充填劑
焊藥配料
輕紡和化工
催化劑、懸浮劑增稠劑觸變劑
制煙
特種用
催化載體和吸附劑
國防現代科學
原子能、火箭、衛星諸方面的特殊陶瓷部件
農業
 殺蟲劑、土壤消毒的載體原料、配製特殊原料、配製動物藥劑、家畜墊圈
工藝品
雕刻工藝品、
裝飾物及生活用品
 菸斗 海泡石質輕,散熱性好,而且由於石質細膩、柔軟,故能在外壁雕刻出十分精巧細緻的浮雕圖案(一般取材自古希臘、古羅馬的神話故事,也有動植物、人物等造型),具有很高的藝術價值。這也是其優於石楠根的地方之一。海泡石菸斗用久了,在煙油和手汗的內外共同作用下,會散發出自然、深邃和高貴的棕金色(石楠根亦具相似特點,但由於海泡石本身呈乳白色,所以變色比前者更明顯)。最優質的海泡石,產自土耳其中部的Eskishehir。另外,東非的坦尚尼亞亦有出產。菸嘴一般用天然/ 合成的琥珀,或者動物的角、骨製造。海泡石因其特殊性質,較適合作為造菸斗的材料;另一方面,亦由於質地脆弱、易碎,所以只適合資深菸斗客考慮。
抗鹽、抗高溫的特殊泥漿
室內車內海泡石空氣淨化劑

部分指標

海泡石絨用於摩擦材料主要技術指標
1.纖維長度:4-8mm;2、密度:1g/cm3; 3、海泡石成分:>85%;4、水分:<3%;5、沉降值:930-950
海泡石粉用於摩擦材料主要技術指標
1.海泡石成分:>80%;2、粒度:200目(可按需生產任何粒度)3、沉降值:800-850; 4、水分:<1.5%

套用進展

經過對風化的粘土狀海泡石進行提純,鋰離子或有機鹽改性,可製得高性能的適用於塗料,陶瓷釉料和油墨的耐高溫懸浮劑、防沉劑、增稠觸變劑。主要性能指標如下:
性能
精礦粉(水基)
鋰基海泡石(水基/醇基)
有機海泡石(醇基/有機)
外觀
灰白色
灰白色
灰白色
目數
325-1250目
325-1250目
325-1250目
PH
7-9
7-9
7-9
水份 /%
<12%
<12%
<15%
松裝密度 / g/cm3
0.20-0.24
0.18-0.22
0.16-0.20
懸浮度(24h)
>95%
>95%
---
粘度(mPA·s)
800-1500
1200-1800
1500-2000
膠體率 / %
---
---
>95

如何鑑別

  1. 原塊石輕,粉石重
  2. 原塊石基本沒有味道,粉石會有摻膠的膠味
  3. 原塊石質地比較脆,粉石的質感是肉的
  4. 原塊石表面的光澤非常自然,粉石沒有光澤或光澤很差
  5. 原塊石耐磨性較好,而粉石在輕輕劃在深色的布或紙上會有白道

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