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膨润土性能及应用领域

膨润土是一种片层结构的硅酸盐，主要成分是蒙脱石，其层间的阳离子易被交换，具有很大的离子交换容量。膨润土是一种具有多种用途的非金属矿物，享有“万能”黏土之称。根据蒙脱石层间可交换阳离子种类、含量将膨润土划分为钠基膨润土、钙基膨润土、镁基膨润土和铝(氢)膨润土。本文主要对不同性能的膨润土进行介绍，主要包括性能、方法及应用领域。

01、膨润土的概述膨润土是一种片层结构的硅酸盐，主要成分是蒙脱石，其层间的阳离子易被交换，具有很大的离子交换容量。“膨润土”源自于美国怀俄明州黏土产地的地名，同时也叫做“斑脱岩”或者 “膨土岩”。质纯的膨润土较罕见，大多数含有不等量的杂质，如石英、长石、云母、沸石、黄铁矿等。膨润土通常为白色，也有浅灰色、乳酪色、浅红色、肉红色、砖红色、褐红色、黄绿色、黑色、斑杂色等，呈油脂光泽、蜡状光泽或土状光泽，贝壳状或锯齿状断口。膨润土由于具有良好的物理化学性能，素有“万能黏土”之称，可做黏结剂、悬浮剂、触变剂、稳定剂、净化脱色剂、充填料、饲料、催化剂等，广泛用于冶金、石油、铸造、食品、化工、环保及其他工业部门。蒙脱石含量一般在65%以上，因此它的性质决定了膨润土的性质。蒙脱石的主要成分为二氧化硅三氧化铝，并含有少量的镁、钙、钾、钠、铁等离子，其化学式为：(Na,Ca)0.33(Al,Mg,Fe)2[(Si,Al)4O10](OH)2·nH2O。它的结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2∶1型晶体结构。膨润土的化学成分

1.1膨润土的结构属性膨润土主要是由二八面体的蒙脱石-贝德石组成，兼有伊利石、高岭石、绿泥石、埃洛石等其他矿物组分。众所周知，蒙脱石的含量能够代表膨润土的品位。文献表明蒙脱石单位半晶胞结构通式为：从晶胞结构可知，它呈现2:1型层状硅酸盐特性，结构单元层是由Si-O4四面体中间夹一个AlO4(OH)2八面体构成。每一个四面体顶端的氧原子都指向结构层的中央并和八面体共有。

1.2我国膨润土资源及其化学组成膨润土按照它的层间阳离子种类可将其分为钙基、钠基、锂基和氢基膨润土。目前勘探发现的膨润土90%以上属于钙基土，蒙脱石含量在65~90%之间，杂质主要存在少量石英、长石、云母、高岭石、绿泥石、方解石及有机物等。其主要的矿物化学成分为氧化硅、氧化铝、水以及少量的三氧化二铁、二氧化锰、氧化镁、氧化钙、氧化钾、氧化钠、二氧化钛等。但是膨润土的产地和地质会直接影响它的矿物成分和化学性质，也决定着膨润土的物化性质和应用范围。

02、膨润土的分类根据蒙脱石层间可交换阳离子种类、含量将膨润土划分为钠基膨润土、钙基膨润土、镁基膨润土和铝(氢)基膨润土。
膨润土的层间域是其结构片层之间的距离。因为层间域具有层间交换、层间聚合、层间柱撑和层间吸附等优势被用作环境吸附材料。膨润土的分类根据层间阳离子的类型和数量决定。若层间以钠离子为主，该膨润土属于钠基膨润土；若层间以钙离子为主，该膨润土属于钙基膨润土。膨润土的种类决定其层间距，膨润土层间距一般为0.96~2.14nm，钙基膨润土的层间距大概为15nm；钠基膨润土的层间距大概为1.2nm。钠基膨润土和锂基膨润土的化学组成近年来，通过柱撑、离子交换等方法调节膨润土的层间距，改变其性质来制备功能材料已经成为各领域的研究热点。
2.1钠基膨润土郭广思[6]等在钠基膨润土对铝矾土涂料性能的影响一文中，采用铝矾土和滑石粉为耐火骨料，钠基膨润土和CMC为复合悬浮剂，六偏磷酸钠和水玻璃组成粘结剂，以水为载体，加入适量的消泡剂和表面活性剂。CMC加入量为0.5％，水玻璃为5％，六偏磷酸钠为6％（各成分加入量均为占耐火骨料的质量分数）。改变钠基膨润土的加入量，测试涂料的密度、pH值、粘度、悬浮性、流平性、涂挂量、滴淌性和强度等性能，研究钠基膨润土对涂料性能的影响。试验发现，钠基膨润土加入量为5％时，涂料具有最佳的综合性能。

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