|
| |
礦物簡介
凹凸棒石（Attapulgite）又稱坡縷石（Palygouskite）或坡縷縞石，理想的化學分子式為：Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4·4H2O，化學成分理論值為MgO23.83%，SiO256.96%，H2O19.21%。
凹凸棒石粘土為土狀塊體構造，顏色為灰白色、青灰、微黃或淺綠，油脂光澤，比重輕（2.0～2.3g/cm3），摩氏硬度2-3級，潮濕時呈粘性和可塑性,干燥收縮小，且不產生龜裂，吸水性強，可達到150%以上，pH=8.5±1，由于內部多孔道，比表面大，可達500m2/g以上，大部份的陽離子、水分子和一定大小的有機分子均可直接被吸附進孔道中，電化學性能穩定，不易被電解質所絮凝，在高溫和鹽水中穩定性良好。
凹凸棒石礦物幾乎遍及世界各地，但具有工業意義的礦床所占比例不大，僅限于美國、中國、西班牙、法國、土耳其、塞內加爾、南非、澳大利亞、巴西、以色列、沙特阿拉伯、瑞士、英國 、俄羅斯、吉爾吉斯斯坦、哈薩克斯坦、烏克蘭、亞美尼亞、阿塞拜疆、白俄羅斯、尼日爾等國，據不完全統計，世界探明儲量約1.5億噸。
我國凹凸棒石粘土發現于1979年，已知的凹凸棒石粘土礦床多為陸相火山沉積型,主要分布在火山巖盆地中,含礦層位主要為白堊-第三系,如江蘇盱眙、六合和安徽嘉山凹凸棒石粘土礦床。20世紀70年代末以來先后在四川、山東、甘肅、山西、貴州、內蒙、湖北、河北等地發現了一批礦床(點)。除蘇皖地區外,其他地區凹凸棒石粘土工業開發規模都不大(近期在甘肅靖遠地區發現世界最大的凹凸棒石粘土礦床,使我國成為世界上擁有凹凸棒石粘土資源的大國)。
我國凹凸棒石粘土開發應用大致經歷了以下幾個階段：
1980~1989年開發應用期。
1983年,江蘇盱眙凹凸棒石粘土公司成立,標志著我國開始了凹凸棒石粘土工業化生產。隨后,全國性凹凸棒石粘土測試應用研討會在盱眙召開,推動了我國凹凸棒石粘土開發從無到有。這個時期缺少資料和經驗,凹凸棒石粘土開發應用難度很大。全國當時只有3家生產企業(江蘇盱眙凹凸棒石粘土公司,安徽明光凹凸棒材料廠、六合白土廠),全國凹凸棒石粘土總產量不過1萬噸,主要生產技術含量較低的外墻涂料、復合肥料及飼料添加劑、鉆井泥漿等初級產品。
1990~1999年市場成長期。
凹凸棒石粘土廣泛被人們認識,各地興辦凹凸棒石粘土加工廠的熱情空前高漲。這一時期全國新上凹凸棒石粘土企業約100家,絕大部分集中在蘇皖地區。由于借鑒國外實例,國內科研院所的一些科研新成果投入生產,促使這一時期開發應用領域有較大拓展,一些生產廠家也投入資金進行了產品研發,市場上出現了利用凹凸棒石粘土為原料生產的具有較高附加值的產品,如優質高粘劑、抗鹽粘土、高效脫色劑、高效吸附劑及干燥劑、沉淀白炭黑、石油催化裂化劑、防暑涼墊、外用藥物(膚癢散)、紡織漿料替代品等。
2000年至今,依法整頓、理性發展期。
在各級政府的關心下,各級國土資源管理部門廣泛宣傳礦產資源法及其配套法規法律,整頓礦業市場,規范礦產開采和管理,杜絕了私采亂挖現象,采礦權全面推行市場化,形成了政府調控、市場運作、產品上檔次、企業上規模的新局面。扭轉了一度比較混亂的開采市場,調整了生產企業布局,控制了新上凹凸棒石粘土企業數量,提高了生產的技術含量和市場開拓能力,為提升我國凹凸棒石粘土開發水平打下了良好的基礎。
雖然我國凹凸棒石粘土開發已有20多年歷史,已經初步具備了良好的科研和生產基礎,江蘇盱眙和安徽明光已是世界工業礦物耳熟能詳的知名產地,在世界凹凸棒石粘土生產和銷售中占有了一席之地一些產品也達到了世界先進水平。但是,我國的凹凸棒石粘土總體開發利用現狀距國際先進水平還有相當差距,與我國凹凸棒石粘土資源大國的地位也不相稱,更沒有發揮凹凸棒石粘土的經濟潛力。
為此，對于凹凸棒石粘土的生產加工企業和科研院所要解決這些問題,必須從開發思路、引導創新、借鑒經驗、人才智力使用、成果轉化等幾方面提高認識，緊緊圍繞經濟發展需要的新技術、新工藝、新產品和新思路，緊緊跟隨市場需求調整自己的產品方向和研究方法。
性質結構
凹凸棒石是一種具鏈層狀結構的含水富鎂硅酸鹽粘土礦物。結構屬2：1型，在每個2：1單位結構層中，四面體晶片角頂隔一定距離方向顛倒，形成層鏈狀結構。在四面體條帶間形成與鏈平行的通道，通道橫斷面約3.7×6.3Å。通道中充填沸石水和結晶水，詳見凹凸棒石粘土晶體結構圖1。在其結構中存在晶格置換，晶體中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al3+。富Al3+、Fe3+的變種稱為鋁凹凸棒石和鐵凹凸棒石。凹凸棒石晶體呈針狀、纖維狀或纖維集合狀，集合體呈土狀、致密塊狀，產于沉積巖和風化殼中，顏色呈白色、灰白色、青灰色、灰綠色或弱絲絹光澤。土質細膩，有油脂滑感，質輕、性脆，斷口呈貝殼狀或參差狀。凹凸棒石具有良好的分散、耐高溫、抗鹽堿等性質和較高的吸附脫色能力、陽離子可交換性和吸水性，有大的比表面積（9.6～36m2/g）以及膠質價和膨脹容。這些物化性能與蒙脫石相似。凹凸棒石濕時具粘性和可塑性，干燥后收縮小，不大顯裂紋，水浸泡崩散。懸浮液遇電介質不絮凝沉淀。莫氏硬度2~3，加熱到700～800℃，硬度>5。比重為2.05～2.32 g/cm3。
 圖1凹凸棒石晶體結構圖
用途作用
在石油、化工、建材、造紙、醫藥、農業等方面得到廣泛應用。國內目前用量最大的是涂料、鉆井泥漿、食用油脫色。凹凸棒石粘土主要用途見表1，各種用途的質量要求見表2。
表1 凹凸棒石粘土的主要用途
| 應用領域 |
主 要 用 途 |
適用產品 |
| 農 業 |
土壤改良劑， 復混肥料的添加劑、粘結劑、著色劑，種子包衣劑；
動物飼料的添加料、粘合劑、載體，提高飼料利用率；
水產飼料的添加料、粘合劑，凈化水質；
禽畜、寵物、動物圈墊料，消毒去味，凈化環境防病治病 |
白云石凹凸棒石
高粘凹凸棒石
活性凹凸棒石
白灰紅粘結劑
凹凸棒石顆粒凹凸棒石 |
| 化 工 |
催化劑載體，用于去除石油中的水份、硫等雜質的吸附劑；
殺蟲劑、殺真菌劑、除草劑、植物生長調節劑的載體等；
橡膠和塑料的填料、改良劑，鞣革，不可食用油脂的脫色和凈化；
分子篩干燥劑、過濾劑、洗滌劑等，日用化工助劑、添加劑 |
高粘凹凸棒石
活性凹凸棒石
凹凸棒石洗滌助劑
凹凸棒石分子篩
凹凸棒石顆粒凹凸棒石 |
| 石 油 |
鉆井泥漿材料，深海鉆井、內陸含鹽地層石油鉆井和地熱鉆井的優質泥漿原料，堵漏劑，符合API標準和SY/J5603-93標準；
石油、油脂、石臘、石蠟油、煤油等的精煉脫色和凈化劑；
石油裂化的催化劑載體；
瀝青的穩定劑；
潤滑油（脂）的稠化劑 |
抗鹽粘土
活性凹凸棒石
高粘凹凸棒石
改性凹凸棒石
凹凸棒石顆粒凹凸棒石
凹凸棒石 |
| 冶 金 |
鐵精礦球團粘結劑，鑄造涂料，電焊條皮，增強型砂強度的粘合劑；
水化型砂的粘結劑，表面穩定劑，水煤漿懸浮劑 |
凹凸棒石粉 |
| 食 品 |
動物油的脫色和凈化劑；
植物油的脫色和凈化劑；
葡萄酒和果汁啤酒的澄清穩定處理，糖化處理，糖汁凈化、脫色，食品添加劑（國標編號GB2760-9600.010） |
活性凹凸棒石
凹凸棒石土
顆粒凹凸棒石
改性凹凸棒石 |
|
紡 織
印 染
|
填充、漂白，抗靜電涂層，代替淀粉上漿；
代替海藻酸鈉做印花糊料 |
高粘凹凸棒石改性凹凸棒石 |
| 環 保 |
處理工業廢水液，空氣的凈化，冰箱除味，地板清潔；
水的凈化，防沙治沙；
食品工業廢料處理；
放射性廢物的處理吸附劑，防輻射 |
活性凹凸棒石
顆粒凹凸棒石
改性凹凸棒石 |
| 建材工業 |
新型墻體材料，礦棉吸音板的粘結劑，高鎂耐火材料的耐高溫涂層；
泥漿槽的懸浮液，土層的穩定劑，打夯的潤滑劑，混凝土的增塑劑和添加劑，顏料，涂料油漆懸浮劑、增稠劑；
水泥混合材料，水下混凝土的外加劑，地下工程防滲漏 |
高粘凹凸棒石
白云石凹凸棒石
顆粒凹凸棒石
改性凹凸棒石 |
| 造 紙 |
復寫紙的染色劑，顏料填料壓敏復寫紙、印刷紙、復寫接受紙，活性染料印刷基板，成色影像復合材料，油墨，紙張填料 |
活性凹凸棒石
改性凹凸棒石 |
| 陶瓷工業 |
增塑劑，提高陶瓷坯體的抗壓強度；
釉料及搪瓷 |
高粘凹凸棒石 |
| 醫藥化妝品 |
藥物的吸著劑；
藥膏、藥丸的懸浮劑粘結劑；
化妝品的底料，緩釋放香劑，蚊香 |
活性凹凸棒石
高粘凹凸棒石
改性凹凸棒石 |
| 機械工業 |
高溫潤滑劑 |
高粘凹凸棒石 |
表2 凹凸棒石粘土各種用途的質量要求
| 特 性 |
應用領域 |
| 石油精煉 |
防止粒狀肥料凝固 |
農藥載體 |
粘結和作粘結劑 |
| 平均粒度(μm) |
2.9 |
5.3 |
1.80 |
0.14 |
| 10μm以下(%) |
95 |
73 |
28 |
|
| 0.2μm以下(%) |
|
|
|
65 |
| 燒失量982℃(%) |
6 |
6 |
6 |
22 |
| 水份104℃(%) |
1 |
2 |
1 |
12 |
| 密度(g/cm3) |
2.47 |
2.47 |
2.47 |
2.36 |
| 表面積(m2/g) |
125 |
127 |
125 |
210 |
| pH值 |
7.5-9.5 |
|
| |
|
|
|
|
|
