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凹凸棒粘土  凹凸棒石粘土是指以凹凸棒石（attapulgite）为主要成份的一种粘土矿物。它是一种晶体质含水镁硅酸盐矿物，具有独待的层链状结构待性，在其结构中存在晶体中含有不定量的Na+、Fe3+、Al，晶体呈针状、纤维状或纤维状集合体。凹凸棒石具有独待的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力和一定的可塑性及粘结力，且介于链状结构和层状结构之间的中间结构。化学分子式：Mg5si8020(OH)2(OH2)4.4H20。凹凸棒石呈土状、致密块状，产于沉积岩和风化岩中，颜色呈白色、灰白色、灰绿色或弱丝泽。土质细腻，有油脂滑感，质累、性脆，断口呈贝状或参差状，吸水性强。干燥收缩小，不显裂纹，水浸泡崩散。悬浮液遇电介质不絮凝沉淀。 成份 含量(%) SiO2 55.6-60.5 Al2O3 9.0-10.1 Fe2O3 5.7-6.7 Na2O 0.03-0.11 K2O 0.96-1.30 CaO 0.42-1.95 MgO 10.7-11.35 MnO 0.61 TiO2 0.32-0.6 灼碱 10.53-11.8 特 性 凹凸棒石粘土是指以凹凸棒石为主要组成部分的一种粘土矿，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,潮湿时呈粘性和可塑性,干燥收缩小,且不产生龟裂,吸水性强,可达到150%以上,PH=8.5±1,由于内部多孔道，比表面大，可达500m2/g以上,大部份的阳离子、水分子和一定大小的有机分子均可直接被吸附进孔道中，电化学性能稳定，不易被电解质所絮凝，在高温和盐水中稳定性良好。 目前，反映凹凸棒石的物化性能主要有以下指标，并与蒙脱石略作比较如下： 1、吸蓝量：凹凸棒石粘土的吸蓝量，一般低于蒙脱石，为24g /100g ±。 2、胶质价：凹凸棒石的胶质价低于蒙脱石，一般为40~50ml /15g。 3、膨胀容：凹凸棒石粘土的膨胀容低于蒙脱石粘土，一般为4~6ml /g . 4、pH值： 凹凸棒石粘土呈碱性， 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146~210m2 /g（BET法）。 6、阳离子交换容量（CEC）：凹凸棒石粘土的阳离子交换容量比蒙脱石低。凹凸棒石粘土可交换Ca 离子为15~25mmol /100g ，可交换Mg 离子为5~15mmol/100g 。 7、吸附脱色性：凹土不同品位（%）的脱色力有差异，如：30%，45~50；70%，55~100；75%，110~115 ；85%，120~130。表明凹土含量在 75~85%时，脱色力可达到或超过活性白土（蒙脱石）脱色力(114)标准。 8、选择性吸附：为蒙脱石所没有。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200~400°C焙烧后达到最大值（比表面积大），超过400°C则吸附量减少。在不同温度下凹凸棒石脱水量也有差异，如下表1。 9、催化性：凹土具有表面活性中心，除吸附外，还有催化作用。凹土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：cP s , 11、吸水性：凹土有很强吸水性，一般为24.3%，较蒙脱石（20.2%）高，加之热稳定性，适于配制深钻井泥浆；由其配制的悬浮体经搅拌后，纤维相互交叉、淀积，形成“乱稻草堆状”网架结构，是其保持悬浮体稳定的决定因素，即悬浮体的流变特征取决于纤维结构的机械参数而不取决于颗粒的静电引力；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：凹土具很强灭菌、除臭、去毒、杀虫能力。如用于腹泻，是用其吸附肠胃中的毒菌；40g /m 3凹土能使气体中的NH 3由100×10-9降低到18×10-9；凹土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。 6、脱色及水处理 加工后的凹凸棒石粘土制品是较为理想的吸附剂、食品加工助剂和食品添加剂，可取代活性炭。它不仅能脱色，还可除臭除味，除重金属离子和致癌物质，还具有一定的选择性，这就为生产提供了便利，它可作冰箱除臭剂、污水处理剂、家用净水器、油脂精炼脱色剂，效果极为明显，在医药上可作药物的填料、载体、添加剂、粘结剂。使用凹凸棒石粘土对液体葡萄糖脱色可将由粉末活性炭净化的十二道工序减少到十道工序，工艺周期缩短50分钟，对发展生产十分有利。用凹凸棒石粘土净化的成品糖，其色泽、体态、浓度、还原糖含量、PH值、二氧化硫离子含量、氯根含量、蛋白质含量、熬糖温度以及钙镁离子含量等均达到现行行业标准，节约脱色处理费用60％左右，脱色后的滤饼可作混合饲料，减少了环境污染，达到综合利用。 无论是在吸附过程中，还是在污水处理中，凹凸棒石粘土都可以再生，它耗能少，对环境保护非常有利。凹凸棒石粘土选择吸附能力大小的次序为：水＞醇＞酸＞醛＞正烯烃＞中性脂＞芳香烃＞环烷烃＞烷烃、直链烃＞环烷烃＞烷烃，直链烃比支链烃吸附得快，吸附选择性对油脂的脱色有重要的作用。在其它分离过程中也有较大的工业价值。 水净化的常规方法是经过絮凝、沉淀、过滤和化学处理，一般能有效地除去大多数污物和杀死大多数微生物，然而不能很有效地除去诸如激素、农药、病毒、毒素和重金属离子等类物质。这些有害物质仍留在水源中，给人造成危害。而凹凸棒石粘土可用接触或过滤技术处理水，可以消除这些有害物质。若使吸附污染物的凹土再生，可加热或以化学剂加以处理。因此，凹土在污水处理中的应用对保护生态环境、保证人类的健康，是非常必要的，且用量大范围广，符合社会发展人民生活水平提高的需要。 在酿造工业中，用凹土来澄清葡萄酒、苹果酒、啤酒等酒类制品，可以除去酒中的各种残渣杂质，使酒质纯净。 8、分子筛原料 分子筛选用钠、硅、铝含量比在一定范围内制得，其粒经2－10mm含水量1.5％堆积密度0.68以下，抗压强度＞5Kg/Cm2，在化工等行业具有广泛的应用。我国每年需4A分子筛120万吨，凹土选择吸附性比较强，可作为分子筛的重要原料，所占比例可在10％以上。 9、干燥剂 经精工制得的干燥剂，具有蜂窝状的无数孔隙，其表面积相当大。其吸湿率变化范围在23.38－－27.43％之间，远远超过国外干燥剂（吸湿率19％），且质量比较稳定。 11、塑料橡胶的填料 经提纯精加工后的凹土在这方面的使用量较大。我国塑料工业95年产量700万吨，至2000年塑料产量将达1600万吨。1995年全国塑料工业用非矿量约占总量的10％，主要用于编织袋、打包带、地板、塑料薄膜。具有防打滑防粘等作用。  |
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