蛭 石

【概述】

(圖)蛭石蛭石

蛭石(Vermiculite)
(Mg,Ca)0.3-0.45(H2O)n{(Mg,Fe3 ,Al)3[(Si,Al)4O12](OH)2}
蛭石礦物的名稱來自拉丁文,帶有“蠕蟲狀”、“蟲跡形”的意思。蛭石被突然加熱到200至300度後會沿其晶體的c軸產生蟲似的剝落,由此它也獲得了它的名字。
蛭石是一種與蒙脫石相似的粘土礦物,為層狀結構的矽酸鹽。一般由黑雲母經熱液蝕變或風化變成。它有時以粗大的黑雲母樣子出現(這是蛭石的黑雲母假象),有時則細微得成為土壤狀。把蛭石加熱到300攝氏度時,它能膨脹20倍並發生彎曲。這時的蛭石有點像水蛭(水蛭俗稱螞蟥),因此它有了這么一個名字。蛭石一般為褐、黃、暗綠色,有油一樣的光澤。加熱後它們變成灰色。蛭石可用作建築材料、吸附劑、防火絕緣材料、機械潤滑劑、土壤改良劑等等。
蛭石介紹:
一、蛭石的性質與結構
蛭石的化學式為 Mg x (H 2 O){ Mg 3-x [AlSiO 3 O 10 ](OH) 2 }, 是一種含鎂的水鋁矽酸鹽次生變質礦物,外形似雲母,通常由黑(金)雲母經熱液蝕變作用或風化而成,因其受熱失水膨脹時呈撓曲狀,形態酷似水蛭,故稱蛭石。
蛭石的化學式為(Mg,Ca)0.7(Mg,Fe,Al)6.0[(Al,Si)8.0](OH4.8H2O)
蛭石按階段性劃分為蛭石原礦和膨脹蛭石,按顏色分類可分為金黃色蛭石銀白色蛭石、乳白色蛭石。
蛭石原礦經過高溫焙燒其體積可迅速膨脹8-20倍,膨脹後的比重130-180kg/m3,具有很強的保溫隔熱性能。
 蛭石的用途:
套用領域 主要用途
建築 輕質材料 輕質混凝土骨料、輕質牆粉料、輕質砂漿
防火耐熱材料 壁面材料、防火板、防火砂漿、耐火磚
保溫、隔熱、吸音材料 地下管道、溫室管道保溫材料,室內和隧道內裝、公共場所牆壁和天花板
冶金 鋼架包覆材、制鐵、鑄造除雜 高層建築鋼架的包覆材料、蛭石散料
農、林、漁及園林 園林 高爾夫球場草坪、種子保存劑、土壤調節劑、濕潤劑、植物生產劑、飼料添加劑等
海洋捕撈業 釣餌
其他方面 吸附劑、助濾劑、化肥的活性載體、污水處理、海水油污吸附、香菸過濾嘴、炸藥密度調節

蛭石的化學成份(%)
SiO2 Al2 O3 Fe2O3 MgO H2O
37-43 9-17 5-24 11-23 0.5-9

[編輯本段]【礦物特徵】
晶體化學

四面體片中Al代替Si一般為1/3~1/2,還可有Fe3 代替Si。Al、Fe3 代替Si是產生層電荷的主要原因。單位化學式的電荷數在0.6~0.9之間。層電荷補償一方面由八面體中Al代替Mg引起,另一方面來自層間陽離子。層間陽離子以Mg為主,也可以是Ca、Na、K、(H3O) ,以及Rb、Cs、Li、Ba等。八面體片中的陽離子主要為Mg,也可以有Fe3 、Al、Cr、Fe2 、Ni、Li等。層間水的含量取決於層間陽離子的水合能力及環境溫度和濕度。含較高水合能力的Mg時,在高的溫度和濕度下,單位化學式可含4~5個水分子;而當陽離子為水合能力弱的Cs時,可幾乎不含水分子。
結構與形態

單斜晶系;a0=0.535nm,b0=0.925nm,c0=n*1.45 nm,β=97。07';Z=2。這是常見的以Mg為主要層間陽離子的三八面體型蛭石的晶格常數。二八面體型蛭石的晶格常數稍有不同。晶體結構為2:1(TOT)型。四面體片中由Al代替Si而產生層電荷,導致層間充填可交換性陽離子和水分子。水分子以氫鍵與結構層表面的橋氧相聯,在水分子層內彼此又以弱的氫鍵相互連結。部分水分子圍繞層間陽離子形成配位八面體,形成水合絡離子[Mg(H2O)6]2 ,在結構中占有固定的位置;部分水分子呈游離狀態。這種結構特點使蛭石具有很強的陽離子交換能力。
在正常溫度和濕度下,Mg飽和蛭石的c0為1.436nm,層間具雙水分子層,但水分子層不完整。水飽和後c0增大至1.481nm,此時層間填充的是完整的水分子層。通過緩慢加熱使蛭石部分脫水後,其c0由1.436變為1.382nm。繼續脫水,雙層水分子將減為單層水分子,c0變為1.159nm。再繼續脫水,將變為完全脫水結構(c0=0.902nm)與含單層水分子結構(c0=1.159nm)相間排列的結構,其c0為2.06nm。完全脫水後則變為類似於滑石的結構,c0為0.902nm。
蛭石加熱至500℃脫水後,置於室溫下可再度吸水;但加熱至700℃後則不再吸水。
理化性能

常依黑雲母或金雲母呈假象。多呈褐、黃褐、金黃、青銅色,有時帶綠色。光澤較雲母弱,油脂光澤或珍珠光澤。解理完全,薄片有撓性。硬度1~1.5。相對密度2.4~2.7。
偏光鏡下:多色性無色至淺褐色。二軸晶(-),光軸角很小。Ng=1.545~1.585,Nm =1.540~1.580,Np=1.525~1.560。
膨脹性;陽離子交換性和吸附性;膨脹蛭石也具有良好的吸水性;隔音性;隔熱性和耐火性;耐凍性;膨脹蛭石的化學性質穩定。不溶於水。pH值7~8。無毒、無味,無副作用。
產狀與組合

主要為黑雲母和金雲母經低溫熱液蝕變的產物。部分蛭石由黑雲母經風化作用而形成。
[鑑定特徵] 外形與黑雲母相似,但光澤、解理程度、硬度、薄片彈性均較黑雲母弱。灼燒時體積強烈膨脹為其主要特徵。
[編輯本段]【套用範圍】
(一)主要用途
膨脹後的蛭石用途十分廣泛,但其主要用途仍是作建築材料。美國1986年消費結構中,用作灰漿和水泥預混合料及輕質混凝土骨料的膨脹蛭石占52%;英國用作混凝土、塗牆泥、水泥混凝劑的占40%。
蛭石的主要用途見表1。
表1蛭石的主要用途
應 用 領 域 主 要 用 途
建築 :輕質材料 輕質混凝土骨料(輕質牆粉料、輕質砂漿)
耐熱材料 壁面材料、防火板、防火砂漿、耐火磚
保溫、隔熱吸聲材料 地下管道、溫室管道保溫材料,室內和隧道內裝、公共場所的牆壁和天花板
冶金 :鋼架包覆材、制鐵、鑄造除渣 高層建築鋼架的包覆材料、蛭石散料
農林、園地 :園藝方面 高爾夫球場草坪,種子保存劑、土壤調節劑、濕潤劑、植物生長劑、飼料添加劑
海洋捕魚業 釣鉺
其他方面: 吸附劑、助濾劑、化學製品和化肥的活性載體、污水處理、海水油污吸附、香菸過濾嘴,炸藥密度調節劑
(二)不同片徑蛭石的套用
片徑大小不同的蛭石有不同的用途
+20目:房屋絕緣器材、家用冷藏器、汽車減音器、隔音灰泥、保險箱和地窖襯裡管道、鍋爐的護熱衣、煉鐵廠的長柄勺、耐火磚絕緣水泥
20~40目:汽車絕緣器材、飛機絕緣器材、冷藏庫絕緣器材、客車絕緣器材、牆板水冷卻塔、鋼材退火、滅火器、過濾器、冷藏庫
40~120 目:油地氈、屋頂板、檐板、介電閘板
120~270目:糊牆紙印刷、戶外廣告、油漆,增加油漆的粘度,照相軟木板用的防火卡片紙
-270目 :金黃色和古銅色油墨、油漆的外補充劑
[編輯本段]【形成及分布】
一、形成和產地
在自然界裡在溫泉的溶液中由黑雲母等礦物產生。在自然界裡它們與土壤中的粘土混合在一起,而且無法從粘土中分出來。蛭石在俄羅斯的科拉半島、在南非和在美國均有出產。在國內以靈壽縣蛭石礦產較為豐富!靈壽境內有豐富的蛭石礦產,尤其在山區的幾個鄉鎮盛產蛭石,這裡的蛭石不僅蘊藏豐富,而且質量很好。現在靈壽的蛭石加工廠已經遍布這幾個鄉鎮,形成了一道很美的風景線。
二、蛭石礦物特性
蛭石的化學式為(Mg,Ca)0.7(Mg,Fe,Al)6.0[(Al,Si)8.0](OH4.8H2O) 。單斜晶系,通常呈片狀。褐、黃褐或古銅色。油脂光澤。硬度1~1.5。密度2.4~2.7g/cm3,蛭石在800~1000℃焙燒,體積迅速膨脹,增大6~15倍,高者可達30倍。膨脹後的蛭石平均容重為100~200Kg/m3因經焙燒膨脹作用的蛭石有細小的空氣隔層,故具有優良的保溫性能。
[編輯本段]【膨脹蛭石】
膨脹蛭石介紹
蛭石是一種水合物,呈塊狀、片狀。其層間水分子經高溫灼燒,體積增大6-15倍。富含氮、磷、鉀、鋁、鐵、鎂、矽酸鹽等成分。蛭石有較高的層電荷數,故具有較高的陽離子交換容量和較強的陽離子交換吸附能力。特點是:質輕,水肥吸附性能好,不腐爛,可使用3-5年(不象腐植土、椰子殼衣等容易腐爛)。
生蛭石原礦經過高溫焙燒後,成為膨脹蛭石。膨脹蛭石常規的粒度規格有0.5-1mm、1-3mm 2-4mm、3-6mm、1-6mm等。另外,也可依客戶生產需要生產出其它的粒度型號。蛭石粉由生蛭石原礦經高溫焙燒,篩選,研磨加工成粉末狀。主要型號有20-40目、40-60目、60-80目、200目、325目。套用於:房屋絕緣器材、家用冷藏器、汽車減音器、隔音灰泥、保險箱和地窖襯裡管道、鍋爐的護熱衣、煉鐵廠的長柄勺、耐火磚絕緣水泥、汽車絕緣器材、飛機絕緣器材、冷藏庫絕緣器材、客車絕緣器材、牆板水冷卻塔、鋼材退火、滅火器、過濾器、冷藏庫、油地氈、屋頂板、檐板、介電閘板、糊牆紙印刷、戶外廣告、油漆,增加油漆的粘度,照相軟木板用的防火卡片紙、金黃色和古銅色油墨、油漆的外補充劑等。
[編輯本段]其它用途
蛭石的用途已廣泛套用到建築、冶金、石油、造船、環保、保溫、隔熱、絕緣、節能、園藝等領域。畜牧業方面:膨脹蛭石有獨特的構造特性和表面性質,以及無毒、無菌和化學惰性,可用作載體,吸附劑,固著劑,和飼料添加劑。
蛭石片經過高溫焙燒後,其體積能迅速膨脹數倍至數十倍,體積膨脹後的蛭石就叫膨脹蛭石,其是層狀結構,層間含有結晶水,容重在50-200kg/m3,熱導率小,是良好的隔熱材料。質量良好的膨脹蛭石,最高使用溫度可達1100℃。此外,膨脹蛭石具有良好的電絕緣性。膨脹蛭石廣泛用於絕熱材料、防火材料、育苗、種花、種樹、摩擦材料、密封材料、電絕緣材料、塗料、板材、油漆、橡膠、耐火材料、硬水軟化劑、冶煉、建築、造船、化學等工業。

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