凹凸棒石是指以凹凸棒石为主要组成部分的一种非金属矿,其集合体为土状块体构造,颜色为灰白色、青灰、微黄或浅绿,油脂光泽,比重轻(2.0~2.3g/cm3),摩氏硬度2-3级。
(1)吸蓝量:凹凸棒石的吸蓝量,为24g /100g。
(2)胶质价:凹凸棒石的胶质价,为40~50ml /15g。
(3)膨胀容:凹凸棒石的膨胀容为4~6ml /g .
(4)pH值: 凹凸棒石呈碱性,pH值为8~9。
(5)比表面积:凹土比表面积很高,大于其他粘土矿物,通常为100200m2/g
(6)阳离子交换容量(CEC):凹凸棒石的阳离子交换容量可交换Ca离子为1525mmol /100g,可交换Mg离子为515mmol/100g 。
(7)吸附脱色性:不同品位(%)的脱色力有差异,如:30%,4550;70%,5500;75%,110115;85%,120130。
(8)选择性吸附:极性分子主要是水和氨,其次是甲醇、乙醇,都能被其管道吸附,而氧等非极性分子则不能。其吸附能力依次为:水>醇>醛>酮>正烯>中性脂>芳烃>环烷烃>烷烃。吸附能力高低取决于比表面积大小,而吸附选择性则与矿物结构、通道尺寸、形状等有关。凹凸棒石对水的吸附在200400°C焙烧后达到最大值(比表面积大),超过400°C则吸附量减少。
(9)催化性:凹凸棒石具有表面活性中心,除吸附外,还有催化作用。可用作乙醇转化为乙烯的催化剂(Dandy,1982),也可作为催化剂载体。
(10)粘滞性:是指流体内部假想平面两侧流体相对流动性质,用粘度表示。表示胶粘剂性能的一项指标,不同用途有不同要求。标准值:3300~4500;单位:cPs。
(11)吸水性:凹凸棒石有很强吸水性,一般为24.3%,它又有良好抗盐稳定性,用其配制钻井泥浆用于海洋钻井和钻高压盐水层有很好的悬浮性能。
(12)灭菌、除臭、去毒、杀虫性:凹凸棒石具很强灭菌、除臭、去毒、杀虫能力。可吸附肠胃中的毒菌治疗腹泻;40g/m3凹凸棒石能使气体中的NH3由100×10-9降低到18×10-9;凹凸棒石细小针状颗粒对昆虫表面磨蚀及对昆虫类脂化合物吸附,导致昆虫快速死亡,以及军工用于防护装置吸附毒气,吸除动、植物油色素、黄曲霉素及臭味等。
凹凸棒石的晶体结构
硅氧四面体
在硅氧四面体中,每一个硅原子与四个氧原子(或氢氧)以相等的距离相连,硅原子在紧密堆积所构成的四面体的中心,四个氧原子(或氢氧原子团)在四面体的顶点。
镁氧八面体
由两层紧密堆叠的氧和氢氧组成,镁(铁或铝)原子居于正八面体的中间,八面体的六个顶点为氢氧原子团,如下图(a)所示的是八面体晶片立体图。下图b是镁氧八面体的单元晶胞,按晶体空间格子构造规律,有六个阳离子的位置(质点)。根据电价平衡的原则,当阳离子的位置由三价阳离子如Al3+、Fe3+等填充时,三价离子占据2/3的八面体位置,留下1/3的空位(空余的位置星号标记),这样构成的八面体称为二八面体型。当八面体晶片的中央位置由二价阳离子如Mg2+、Fe2+等占据时,六个阳离子位置全部被充满,构成的八面体称为三八面体型。