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膨润土矿物资源概述

时间:2016-11-25 09:55    点击:   【打印此页】  【关闭
        
               膨润土的广泛定义为“主要由蒙脱石类矿物组成的岩石,不考虑成因和产地”。与蒙脱石经常伴生的粘土矿物有伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、水铝英石以及一些间层粘土矿物。伴生的非粘土矿物有石英、长石、沸石、石膏、方解石、黄铁矿、氧化铁矿物以及岩屑等。膨润土还常有钾、钠、钙、镁的盐类矿物。 膨润土( Bentonnite )一词源于1898年美国怀俄明州一粘土产地名。中国出现的译名有斑脱岩、搬土、皂土、膨土岩等名称。 膨润土是人类利用最早的矿产之一,古代主要用于制陶。近代工业有十分广泛的用途,铸造、能源、钻探、造纸、化工、建筑、医药、纺织等几十个部门,与膨润土有关的产品多达400~500种,被誉为万能的矿物原料,因此在国民经济中有独特的作用。 一、 矿石矿物原料特点 膨润土矿的颜色有白色、乳酪色、淡灰色、淡黄绿色、淡红色、褐红色以及黑色、斑杂色等。油脂光泽、蜡状光泽,有的为土状光泽。断口常为贝壳状或锯齿状。结构构造多种多样,有块状、微层纹状、角砾状、土状及斑杂状构造;泥质结构为主,尚有变余火山碎屑、角砾凝灰及粉砂状结构。 膨润土的主要矿物成分是蒙皂石(Smectite)族矿物,为有益组分。蒙皂石族矿物包括二八面体和三八面体两个亚族,。 膨润土中常混杂有非蒙皂石族的矿物,含量不等。混杂成分可归为三类:其他粘土矿物,例如高岭石和伊利石;粒状及片状硅酸盐矿物和岩屑;可溶性盐类。非蒙皂石族矿物及各种杂质对膨润土的物理化学性能有明显的影响,因此为有害组分。 膨润土的性能由所含矿物成分而定。二八面体蒙皂石的端员成分之一蒙脱石属于单斜晶系,化学成分:SiO2 48%~56%,Al2O3 11%~22%,Fe2O3 0%~5%,MgO 4%~9%,CaO 0.8%~3.5%,H2O 12%~24%。此外还含有K2O、Na2O、MnO、FeO、TiO2、P2O5、Cl和CO2等。矿物颗粒细,在电子显微镜下可见到片状、球状、海绵状等集合体形状。 蒙脱石具有离子交换性能,主要是阳离子如Na+、Ca2+、K+、Mg2+、Li+、H+、Al3+等,交换是可逆的。在pH为7的介质中阳离子交换容量为70~140me/100g。 蒙脱石通常含有三种状态的水,表面自由水,层间吸附水和晶格水。蒙脱石吸水性很强,吸水后膨胀,即晶格底面间距增大,在高水化状态时晶轴C0可达1.84~2.14nm。蒙脱石在水介质中可分散呈胶体状态。蒙脱石受热自由水很快失去,100~200℃脱去吸附水,500℃时大量晶格水开始逸出。 蒙脱石具有电负性,对胶体性质和流变性能影响很大。电负性主要来自三方面:晶格置换连同内部的补偿置换形成的晶格静电荷,每个晶胞约为0.66;破键产生的电负性;八面体片解离形成的电负性。 膨润土根据所含蒙皂石族矿物的属型而相应划分。蒙脱石以其层间可交换阳离子的种类、含量划分属型,当某一阳离子的含量超过阳离子交换容量(ΣEC)50%时,即以该阳离子命名,例如钠基蒙脱石(ENa+/ΣEC≥50%)、钙基蒙脱石(ECa2+/ΣEC≥50%)、铝基蒙脱石 (EAl3+/ΣEC≥50%)。当层间没有一个阳离子含量超过50%交换容量时,则以含量最多的两个阳离子命名,如钙钠基蒙脱石、钙镁基蒙脱石等等。膨润土有以上相应的名称。钠基膨润土又命名碱型土,吸水后高度膨胀。钙基膨润土又名碱土型土,吸水后膨胀不太大二、 用途与技术经济指标 膨润土由于具有吸水性、膨胀性、阳离子交换性、触变性、粘结性、吸附性、增稠性、润滑性、稳定性、脱色性等性能,被广泛应用于各个工业部门。其主要用途是铁精矿球团、钻井泥浆、铸造型砂粘结剂、动植物油脱色净化等。中国膨润土矿资源非常丰富,预测资源量在70亿t以上。种类齐全,既有钙基膨润土,又有钠基膨润土,此外还有氢基、铝基、钠钙基和未分类的膨润土。至1996年底,全国保有储量24.6亿t(详见表4.23.5)。最多的为广西壮族自治区,占全国总储量的26%;其次是新疆自治区,占总储量的14%;依次有内蒙古自治区,占9%,江苏省占7%,河北省占6%,山东省、湖北省、安徽省各占5%。 世界上膨润土资源主要分布在中国、美国和原苏联,三国探明储量约占世界总储量的4/5。中国储量居世界首位,占世界总量的60%。到目前为止,全国已有23个省(区)产有膨润土矿,有探明储量的矿区86处(表4.23.6),其中大型矿床(大于5 000万t)12个,中型矿床(500~5 000万t)31个,小型矿床(小于500万t)43个。在大型矿床中储量超过1亿t的矿床共计有8个,可称为超大型矿床。12个大型矿床的1996年底保有储量达187 989万t,占全部保有储量246262万t的76%。最大的矿床为广西壮族自治区宁明县宁明膨润土矿,各级储量和为60736.6万t,占全国总储量的1/4。居第2位的是新疆自治区的和布克赛尔县乌兰林格-日月雷矿区,有21 623.2万t。占第3位的是内蒙古自治区的兴和县高庙子膨润土矿,共计有16 899.8万t 中国膨润土矿以其分布广、埋藏浅、易采掘及品种齐全为特点。除钙基膨润土外,相继发现了大型优质的钠基膨润土。钠基膨润土保有储量58 633.4万t,占总储量的24%。此外还有钠基膨润土远景储量35 158.6万t。除钙、钠基膨润土之外的铝、氢基等类型约占42%。 据43个矿床统计,平均蒙脱石含量为63%,明显高于规范所要求的平均工业品位(大于或等于50%)。其中四川的膨润土矿4个矿床平均品位为88%。特大型矿床以广西宁明县宁明矿床最高,达62.67%,中型以广西田东县田东矿床最高,达72.5%。而新疆和布克赛尔蒙古自治县乌兰林格-日月雷矿为品位最低的特大型矿床,蒙脱石含量仅为48%。 大型、中型矿床共计43个,占全部矿床数50%,而其保有储量则占绝大部分,表明矿床规模之大。与膨润土伴生的矿产以高岭石和伊利石最为普遍,有的矿床与凹凸棒石共生,如盱眙县雍山凹凸棒石粘土矿区。东北一些膨润土矿则与沸石共生,如黑龙江的勃利县团山及海林县的沸石-膨润土矿床,吉林省的九台市羊草沟和银矿山膨润土-沸石矿床等。华东一带有与残留母岩-珍珠岩伴生矿床,如江苏丹徒县垂山和安徽省宣州市水东的珍珠岩矿床。中国膨润土矿床多位于丘陵区,埋藏较浅,覆盖层厚度一般1~15m,适于露天开采,少数矿可用地下开采。
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