蒙脱石

蒙脱石的名稱來源於首先發現的產地——法國的Montmorillon。蒙脱石亞族屬於蒙皂石族(smectite)礦物之一（另一亞族是皂石saponite），是重要的黏土礦物，一般為塊狀或土狀。分子式(Na,Ca)0.33(Al,Mg)₂[Si₄O₁₀](OH)₂·nH₂O，中間為鋁氧八面體，上下為硅氧四面體所組成的三層片狀結構的黏土礦物，在晶體構造層間含水及一些交換陽離子，有較高的離子交換容量，具有較高的吸水膨脹能力。蒙脱石晶體屬單斜晶系的含水層狀結構硅酸鹽礦物。

蒙脱石顆粒細小，約0.2~1微米，具膠體分散特性，通常都呈塊狀或土狀集合體產出。蒙脱石在電子顯微鏡下可見到片狀的晶體，顏色或白灰，或淺藍或淺紅色。當温度達到100~200℃時，蒙脱石會逐漸失水。失水後的蒙脱石還可以重新吸收水分子或其他極性分子。當它們吸收水分後還可以膨脹並超過原體積的幾倍。蒙脱石的用途多種多樣，人們將它的特性運用到化學反應中以產生吸附作用和淨化作用。它還可以作為造紙、橡膠、化妝品的填充劑，石油脱色和石油裂化催化劑的原料等，還可作為地質鑽探用泥漿，冶金用粘合劑及醫藥等等方面（主要製造蒙脱石散）。

蒙脱石的水含量因環境濕度而變化極大，其成分一般為（Na,Ca）0.33（Al,Mg）₂（Si₄O₁₀）（OH）₂·nH₂O。單斜晶系，晶體片狀或絮狀、毛氈狀。薄片中為負突起。平行消光，正延性。二軸負晶。是鹼性介質中形成的外生礦物，火山灰及凝灰岩的風化分解產物，是構成斑脱巖、膨潤土和漂白土的主要成分。通常為土狀塊體。白色，有時微帶紅色或綠色。光澤暗淡。硬度1。密度約為2。吸水性很強。吸水後其體積膨脹而增大幾倍至十幾倍，具很強的吸附力和陽離子交換性能。因含有此種礦物的黏土是一種高造漿率的優質配漿黏土，常用作石油工業鑽井液的降失水劑和增黏劑，也用於煉油、紡織、橡膠、陶瓷等工業。

Ex（H₂O）₄{（Al₂-x,Mgx）2[（Si,Al）₄O₁₀]（OH）₂}又稱微晶高嶺石。上式中E為層間可交換陽離子，主要為Na⁺、Ca²⁺，其次有K⁺、Li⁺等。x為E作為一價陽離子時單位化學式的層電荷數，一般在0.2～0.6之間。根據層間主要陽離子的種類，分為鈉蒙脱石、鈣蒙脱石等成分變種。在晶體化學式中，H₂O（結晶水或層間水等）一般都寫在式子的最後面，但在蒙脱石中，H₂O寫在前面，表示H₂O與可交換陽離子一起充填在層間域裏。E與H₂O以微弱的氫鍵相聯形成水化狀態，若E為一價離子，離子勢小，形成一層連續的水分子層；若E為二價陽離子，形成二層連續水分子。這表明水分子進入層間與層格架（單元層）沒有直接關係。水的含量與環境的濕度和温度有關，可多達四層。

白色，有時為淺灰、粉紅、淺綠色。鱗片狀者解理完全。硬度2～2.5。相對密度2～2.7。甚柔軟。有滑感。加水膨脹，體積能增加幾倍，並變成糊狀物。具有很強的吸附力及陽離子交換性能。熱分析：在80～250°C之間出現第一個吸熱谷，脱去層間水和吸附水。一般鈉蒙脱石脱水温度較低，且為單吸熱谷，鈣蒙脱石脱水温度較高，並出現複合谷。第二個吸熱谷出現於600～700°C之間，脱結構水。第三個吸熱谷在800～935°C，晶格完全破壞。其後，緊接着一放熱峯，有新相尖晶石和石英生成。

單斜晶系；C32h-C2/m；a0=0.523 nm，b0=0.906 nm，c0=0.96～2.05 nm之間變化。如鈣蒙脱石層間為一個、兩個、三個、四個水分子層時其c0值分別為0.96 nm、1.25 nm、1.55 nm、1.85 nm、2.05 nm；β近於90°。TOT型，二八面體型結構。

蒙脱石主要由基性火成岩在鹼性環境中風化而成，也有的是海底沉積的火山灰分解後的產物。蒙脱石為膨潤土的主要成分。膨潤土在我國產地很多，如遼寧、黑龍江、吉林、河北、河南、浙江等地都有產出。我國具工業價值的蒙脱石礦牀多產於中生代火山岩系中。

一般説蒙脱石外觀形態多是説膨潤土原礦，膨潤土原礦常呈土狀隱晶質塊狀，電鏡下為細小鱗片狀，一般説蒙脱石的微觀形態多是説蒙脱石的晶體結構。

加水膨脹為其特徵。確切鑑定需結合X射線分析、熱分析、化學分析和紅外光譜分析技術等。

紅外光譜分析技術分析蒙脱石數據如下：

利用其陽離子交換性能製成蒙脱石有機複合體，廣泛用於高温潤脂、橡膠、塑料、油漆；利用其吸附性能，用於食油精製脱色除毒、淨化石油、核廢料處理、污水處理；利用其粘結性可作鑄造型砂粘結劑等；利用其分散懸浮性用於鑽井泥漿。由於鈉蒙脱石的許多性能優於鈣蒙脱石，因而常利用蒙脱石的陽離子交換性能，進行改型處理，將鈣蒙脱石改造成鈉蒙脱石。蒙脱石在醫藥中應用廣泛，可以做醫藥載體，起控釋劑功效，在醫藥領域有成熟產品蒙脱石散，幾乎成為了蒙脱石的代名詞，起到止瀉功效。蒙脱石在畜類（豬，兔）養殖中有很好應用，尤其是仔、乳豬的黃白痢，小兔的拉稀，起到預防功效，鑑於蒙脱石的特性，還能作為最優秀的飼料脱黴劑的首選。蒙脱石作為飼料輔助添加劑，憑藉其自然性狀和複合功能，在國外已廣泛應用於家畜家禽的飼養。在美國，用蒙脱石作動物飼料佔總消耗量的2.14%，在亞美尼亞已佔5.47%，它不僅可補償動物養分，提高畜禽生產性能，而且可以調節動物體內CP流動，對預防消化道疾病有一定作用。

試樣用氯化銨煮沸改性，經水洗滌後，再加氯化鉀溶液作用，將交換的銨離子置換出來，然後加入甲醛，被置換出的銨離子和甲酸作用生成鹽酸，用標準氫氧化鈉溶液滴定，計算其吸銨量。

稱取1.000 g(準確至0. 001 g)試樣置於250 ml燒杯中，加入1.0 mol/L氧化銨溶液(4.1.7)50 ml和少許紙漿，在電熱板上煮沸並保温30 min.取下，用慢速濾紙過濾，用煮沸的1.0 mol/L氯化銨溶液(4.1.7)洗滌，直至流出的溶液中無鈣、鎂離子為止（檢查方法，在小燒杯中加幾毫升氛-氯化銨緩衝溶液(4. 1. 10)和1滴酸性鉻藍K指示劑，承接一些濾液，如溶液不變紅色，説明已洗淨）。再改用温水洗滌至無氯離子（硝酸銀溶液（4.1.11)檢查），用水將漏斗尾部沖洗一下，防止少量氯化銨沾污。漏斗改用清潔的250 ml燒杯承接，分三次加入煮沸的1.0 mol/L氯化鉀溶液(4. 1.8)80 ml。待漏斗中溶液流完後，在燒杯中加入甲醛溶液(4.1. 9)15 ml，以酚酞為指示劑，用0. 1 mol/L氫氧化鈉標準溶液(4. 1.12)滴定至紅色，再在燒杯中接取一次1. 0 mol/L氯化鉀溶液(4.1.8)，如溶液紅色30s不褪色，表示終點已到，如紅色褪去，則應重複滴定至穩定的紅色為止。以三次滴定所消耗的氫氧化鈉標準溶液的總體積計算結果。