沉積成因的凹凸棒石有兩種形成方式：

一是凹凸棒石直接從富鎂硅鋁弱堿性水溶液中直接結晶形成；水溶液直接結晶形成的高品位凹凸棒石黏土中，納米棒狀凹凸棒石晶體平行或近平行生長，形成束狀集合體，稱為晶束。

二是蒙脫石與富鎂孔隙液的反應，鎂離子進入蒙脫石結構，逐步從層狀結構硅酸鹽轉變為鏈層狀結構硅酸鹽。

這兩種形成機制經常同時在一個凹凸棒石黏土礦床中出現。

依據與凹凸棒石共生的主要礦物不同，把凹凸棒石黏土礦石劃分為：

• 高品位凹凸棒石黏土

• 蛋白石凹凸棒石黏土

• 白云石凹凸棒石黏土

• 蒙脫石凹凸棒石黏土

其中高品位凹凸棒石黏土、蛋白石凹凸棒石黏土、白云石凹凸棒石黏土中的凹凸棒石主要通過水溶液直接結晶形成，其微觀結構特征分別是蛋白石、白云石與凹凸棒石嵌生。

蒙脫石凹凸棒石黏土主要通過蒙脫石向凹凸棒石的轉化形成，保留了蒙脫石片狀假象，成為棒狀凹凸棒石與蒙脫石轉化殘余（崩解為更細小的納米顆粒）構成凹凸棒石與蒙脫石復合體。

不同類型的礦石因礦物組成、微觀結構存在巨大差別，各種礦石表現出各自不同的理化性質。

凹凸棒石黏土的加工必須按照礦石類型分層開采、分別加工處理，針對不同類型礦石的礦物組成、理化特性分別進行加工利用。既實現優質礦石優先利用于高附加值產品，避免資源的浪費；又可實現資源的綜合利用。

（1）高品質凹凸棒石黏土

原料特征：凹凸棒石含量大于85%，主要雜質為微米級碎屑石英、長石，以及少量自生蛋白石和白云石。加工產品：系列凹凸棒石納米材料及衍生材料。

技術關鍵：凹凸棒石平行連生呈現晶束結構，關鍵是促使晶束解聚。

技術路線：濕法解聚分散、提純、改性、納米復合。

加工工藝：制漿-蒸汽噴爆-（溶劑熱處理、酸處理）-旋流分離除雜-回收-改性。

凹凸棒石納米材料應用：

塑料注塑成型結晶促進劑：凹凸棒石與塑料粒子復合（含量5%～10%）的塑料母粒，凹凸棒石在最終塑料制品中添加量0.2%~0.3%。其功效是促進塑料注塑成型過程中結晶速度，調制塑料晶體結構，提高工熱塑性程塑料強度，提高成型效率200%～300%。

鋰離子電池陽極隔膜用納米棒狀活性二氧化硅：鹽酸溶蝕掉凹凸棒石晶體結構八面體中的鎂、鋁、鐵后，保留凹凸棒石的晶體假象形態。在鋰離子電池陽極隔膜材料中添加凹凸棒石制備的納米棒狀活性二氧化硅電池表現出優異的性能。

高級潤滑脂添加劑：解聚分散提純制得的凹凸棒石納米材料，經過有機改性獲得親有機的材料，添加到固體潤滑中具有較大的發展前景。其功能是：具有觸變作用，納米顆粒潤滑減磨作用，納米富鎂礦物對氣缸磨損的自修復功能。

高分子材料導電添加劑：解聚分散提純制得的凹凸棒石納米材料，經過包覆導電增強納米粒子，獲得導電增強材料，添加到塑料中。其功能是：凹凸棒石棒狀晶體包覆導電增強納米粒子后，在塑料等聚合物中構成三維導電網絡，降低材料的電阻率，消除靜電危害。

類瑪雅藍顏料：凹凸棒石與靛藍及其相近的有機染料分子復合形成的一類顏料。有機染料分子與凹凸棒石發生強化學結合，類瑪雅藍顏料具有耐酸堿、耐老化的優點?？捎糜谒囆g作品顏料、古建筑修復、建筑裝修等。

（2）蛋白石凹凸棒石黏土

原料特征：主要礦物組分是凹凸棒石和蛋白石，蛋白石含量大于35%，主要雜質為自生白云石和蒙脫石。

干法選礦工藝：依據凹凸棒石與蛋白石水理性質不同，人工強化干濕交替風化，通過自破碎、選擇性破碎、篩分把物料分成兩部分：富凹凸棒石物料和富蛋白石物料。

富凹凸棒石物料加工產品和應用：

催化劑凈化揮發性有機物—甲醛吸附劑：凹凸棒石納米復合鈣鈦礦等活性組分，具有對VOC強吸附、催化氧化作用?？捎糜诟邷責煔庵蠽OCs深度凈化，也可用于室內甲醛等VOCs凈化。

泡沫驅采油泡沫穩定劑：泡沫驅采是新的采油技術，正在各大油田推廣應用。在地下深層較高溫度、壓力下泡沫具有較高的穩定性，是泡沫驅采油的關鍵。由于凹凸棒石屬于納米棒狀晶體、具有較高的熱穩定性，耐鹽、耐熱的獨特膠體性能，凹凸棒石納米材料在泡沫驅采油泡沫穩定劑領域具有很大應用前景。

中空玻璃干燥劑、油脂脫色吸附劑：從蛋白石凹凸棒石黏土礦石中回收的富凹凸棒石物料，含有少量的蛋白石，包括Opal-CT、OpalA，并且蛋白石與凹凸棒石呈現交織、鑲嵌狀態。用于生產中空玻璃干燥劑，可以使用含蛋白石稍高的物料，具有一定的顆粒強度，破碎、篩分、拋光、煅燒，可避免困難的滾球造粒，提高中空玻璃干燥劑的生產率和成本。

用于生產油脂脫色吸附劑，由于少量蛋白石存在，在脫色操作后的油土分離環節濾餅吸持油量降低，可降低油脂脫色油料損失率。

富蛋白石物料加工產品和應用：

液體水玻璃：富蛋白石物料中主要組分是蛋白石，少量的凹凸棒石。蛋白石主要是Opal-CT，少量的OpalA。Opal-CT呈現葉片狀，具有較高的堿反應活性，可以通過氫氧化鈉水熱溶解。本項目研究已經證明富蛋白石物料生產水玻璃的可行性，并優化出最佳工藝參數。液體水玻璃可以用作干燥劑生產、包裝紙箱生產的粘結劑以及建筑材料材料等。

合成沸石分子篩：富蛋白石物料氫氧化鈉水熱堿溶生產的液體水玻璃，再按照比例加入富鋁原料，混合液水熱合成沸石分子篩。合成沸石分子篩在工業領域有廣泛的用途。蘇皖地區凹凸棒石黏土加工企業每年消耗10萬t以上的分子篩原料。

（3）白云石凹凸棒石黏土

原料特征：富含白云石、凹凸棒石，含有少量的蛋白石，白云石含量大于35%。白云石微米-亞微米粒徑，具有納米孔結構特征，凹凸棒石與白云石鑲嵌共生。

加工：納米結構化，焙燒活化。

產品：系列環保材料。

技術關鍵：顆粒粒徑與熱活化溫度、時間耦合，實現目標物相組合和納米結構化。

白云石凹凸棒石黏土應用：

• 顆?；孜絼?，富營養化水處理；

• 顆?；亟饘俟潭▌?，處理含重金屬廢水；

• 土壤修復劑，土壤Cd、Pb原位鈍化；

• 酸泄露應急處理劑和酸性氣體處理劑。

（4）蒙脫石凹凸棒石黏土

原料特征：主要礦物是凹凸棒石、蒙脫石，凹凸棒石+蒙脫石含量大于85%，結構特征是礦物轉化形成凹凸棒石蒙脫石復合體，具有較強的吸水膨脹性。

加工產品：吸附劑、粘結劑系列產品。

技術關鍵：增強風化、水化，差動對輥剪切擠壓促使復合體解聚，提高復合體分散度，實現凹凸棒石棒與蒙脫石片層形成卡房式納米結構。

蒙脫石凹凸棒石黏土應用：

催化石油脫烯烴：復合納米活性組分，提高催化劑脫烯烴性能和催化劑壽命，替代現有的膨潤土制備的顆粒白土，在石化行業有巨大潛力；

飼料中玉米烯酮毒素吸附劑：飼料原料及其保存過程發生霉變都會產生玉米烯酮等毒素。飼料中玉米烯酮毒素存在不僅會影響養殖動物食欲、健康發育、養殖效益，而且影響食品安全。降低飼料霉變毒素危害的措施是添加玉米烯酮毒素吸附劑。

蒙脫石凹凸棒石黏土具有屬于凹凸棒石蒙脫石天然混合礦石，加工后形成復合材料，兼具兩種礦物的特性，具有很強的吸水膨脹性，在動物胃部可以迅速崩解分散，適于飼料添加劑使用。

來源：蘇皖地區凹凸棒石黏土的特征和應用發展方向，作者：謝晶晶、陳天虎、劉海波

編輯整理：粉體技術網