Монтмориллонит что это такое
Монтмориллонит
| Монтмориллонит | |
|---|---|
 | |
| Формула | (Ca,Na. ) (Mg,Al,Fe)2 [(Si,Al)4O10] (OH)2·nH2O |
| Сингония | Моноклинная (планальная) |
| Цвет | Белый или серый, при наличии примесей бурый, красный, зеленоватый, с розовым и серо-синим оттенком, |
| Цвет черты | Белая |
| Блеск | Матовый |
| Твёрдость | 1—1,5 |
| Спайность | Весьма совершенная по |
| Плотность | 1,8 г/см³ |
Содержание
Строение
Пакет трёхслойный (2:1): два слоя кремнекислородных тетраэдров, обращённые вершинами друг к другу, с двух сторон покрывают слой алюмогидроксильных октаэдров. В связи с этим связь между пакетами слаба, межпакетное расстояние велико и в него могут попадать ионы и молекулы воды. Из-за этого минерал при смачивании сильно набухает. Наличие изоморфных замещений, огромная удельная поверхность (до 600—800 м 2 /г) и лёгкость проникновения ионов в межпакетное пространство обуславливает значительную ёмкость катионного обмена (80—150 ммоль экв/100 г).
Распространение
Практическое значение
Благодаря своим высоким адсорбционным свойствам, монтмориллонит используется в нефтяной, текстильной и мыловаренной промышленности как активный компонент отбеливающих и сукновальных глин. В связи с этим долгое время бентонитовые глины именовались сукновальными.
Модифицированный монтмориллонит, используется в качестве наполнителя для полимерных нанокомпозитов, которые в свою очередь используются в следующих отраслях:
В России создаётся завод по производству этих композитов ЗАО «Метаклэй» [2]
Монтмориллонит
Английское название: Montmorillonite (название минерала, утверждённое IMA)
В зависимости от химического состава выделяют большое количество разновидностей монтмориллонита: ферримонтмориллонит (Fe), Ni-монтмориллонит, Ca-монтмориллонит, Mg-монтмориллонит, Ni-монтмориллонит, Cu-Fe-монтмориллонит, аскан-гель (аскангель).
Свойства
Главной особенностью монтмориллонита, обусловленной строением его кристаллической решётки, является способность к адсорбции различных ионов (в основном, катионов), а также к ионному обмену. Наличие изоморфных замещений, огромная удельная поверхность (до 600-800 м 2 /г) и лёгкость проникновения ионов в межпакетное пространство обеспечивают значительную ёмкость катионного обмена монтмориллонита (80-150 ммоль экв/100 г).
Выходам на дневную поверхность бентонитовых глин, богатых монтмориллонитом и бейделлитом, присущи некоторые интересные внешние признаки. После дождей поверхностные выходы бентонитовых глин превращаются в густую массу, похожую на скользский студень. В процессе высыхания глины трескаются и в то же время вспучиваются под влиянием продолжающегося сильного разбухания более глубоких участков. В результате поверхность глин приобретает сморщенный, сильно трещиноватый вид, напоминающий кораллы. С наступлением сухого сезона поверхность этих глин высыхает и становится чрезвычайно рыхлой.
Форма выделения
Основные диагностические признаки
Наличие монтмориллонита в глинах можно предположить по сильному набуханию этих глин при их взаимодействии с жидкостями. Монтмориллонит способен образовывать с водой пластичные студенистые массы, при этом, разбухая, может увеличиваться в объеме в 2-3 раза. На воздухе монтмориллонит теряет воду (дегидратируется) и становится порошковатым. Монтмориллонит легкий; прилипает к языку; в увлажненном состоянии обладает характерным «глинистым» запахом. Na-монтмориллонитовые глины жадно впитывают воду, заметно увеличивают свой объём, даже иногда как бы слабо разогреваются. Ca-монтмориллонит разбухает слабо, зато хорошо мылится даже в морской воде.
Точная диагностика монтмориллонита без проведенния лабораторных исследований (измерения оптических констант, рентгенометрических исследований и химических анализов) практически невозможна.
Сопутствующие минералы
Бейделлит, нонтронит, сапонит, гекторит, соконит, гидрослюды, смешаннослойные минералы, каолинит, сепиолит, палыгорскит, цеолиты, карбонаты, растворимые соли, пирит, магнезиальные силикаты, глауконит, окислы и гидроокислы Fe, модификации кремнезёма и гуминовые соединения.
Происхождение
Месторождения / проявления
Монтмориллонит является одним из породообразующих минералов бентонитовых глин, месторождения которых расположены по всему миру.
В России в настоящее время разрабатываются: месторождение монтмориллонитовых глин Герпегеж (Кабардино-Балкария), Зырянское месторождение бентонитов (Урал), месторождение бентонитов «10-й Хутор» (Хакасия).
Наиболее известны месторождения бентонитов в Грузии: это месторождение высококачественных отбеливающих глин в окрестностях селения Гумбри, близ Кутаиси (Западная Грузия), а также группа месторождений бентонитовых глин в окрестностях селения Асканиа (в Западной Грузии, к юго-востоку от г. Махарадзе).
Примечательны также месторождения кила (кеффекелита) в Крыму: в районах от Карасубазара до Севастополя они издавна разрабатываются кустарным способом.
Месторождения отбеливающих глин (фуллеровы земли) широко распространены в США (в штатах Флорида, Джорджия, Алабама, Калифорния), а также во Франции (Монтмориллон в Виенне), в Германии, Японии, Венгрии (Токай) и других странах.
Применение
Монтмориллонит
Кристаллическая структура
Структура монтмориллонита отличается симметричным сложением пачек слоев (как у пирофиллита). Между «пирофиллитовыми» пакетами размещаются молекулы межслоевой воды и атомы обменных оснований Са, Na и др. Характерно большое расстояние между пачками слоёв. При смачивании сильно набухает по причине проникновения воды в промежутки между слоями структуры.
Происхождение
Образуется почти исключительно в экзогенных условиях. Типичный продукт выветривания алюмосиликатов основных изверженных пород в условиях щелочной среды. Главный составной компонент бентонитов. Входит в состав почв, валунных суглинков и других осадочных пород. Наличие монтмориллонита в тех или иных глинах можно заподозрить по явлениям сильного их набухания от влаги и связанной с этим свойством жирности. Однако точная диагностика без измерения оптических констант, рентгенометрических исследований и химических анализов невозможна. Интересны некоторые внешние признаки, свойственные выходам на дневную поверхность бентонитовых глин, богатых монтмориллонитом и бейделлитом. После дождей поверхностные выходы их превращаются в густую массу скользкого студня. При высыхании они трескаются и в то же время вспучиваются под влиянием продолжающегося сильного разбухания более глубоких участков. В результате они приобретают сморщенный, сильно трещиноватый вид, напоминающий кораллы. В установившуюся сухую погоду поверхность этих глин становится чрезвычайно рыхлой.
Многие бентонитовьте глины, состоящие из монтмориллонита, образовались в качестве продукта разложения вулканических пеплов, оседавщих главным образом в морских бассейнах.
Монтмориллонит широко развит также в коре выветривания основных изверженных горных пород: диабазов, базальтов, габбро, перидотитов и др. Образуется и в почвах за счёт выветривающихся гранитов и диоритов. Известны скопления его в выщелоченных и среднегумусных чернозёмах и каштановых почвах, образующихся на изверженных горных породах.
Образуясь в поверхностных условиях, монтмориллонит является более или менее устойчивым минералом. В пустынных местностях залежи его, превращаясь с поверхности в тонкий пылевидный материал, с помощью ветров и самумов легко переносятся по воздуху. Этим путём возникают лёссовые отложения, содержащие часто в существенных количествах бейделлит и монтмориллонит.
Применение
Главным потребителем монтмориллонитовых (бентонитовых) глин является нефтяная промышленность, использующая их для очистки продуктов дробной перегонки нефтей от посторонних взвешенных примесей (смол, углистых веществ и т.п.). Как адсорбент для очистки нефтепродуктов применяется ненабухающий кальциевый бентонит, прошедший кислотную обработку. Монтмориллонит также находит широкое применение при нефтяном бурении, благодаря своей способности давать вязкие суспензии уже при содержании в несколько процентов. Как связующий материал для приготовления вязких буровых растворов используется легко набухающий в воде натриевый бентонит.
В текстильной промышленности используется способность монтмориллонита давать с водой и жирами устойчивые густые суспензии. Бентонитовые глины издавна применяются при отделке суконных материалов с целью удаления жиров и масел, в связи с чем долгое время они именовались сукновальными.
Монтмориллонит используется также как отбеливающий материал при производстве тканей.
В производстве резины бентонитовые глины, наряду с каолином, употребляются в качестве активного наполнителя для придания изделиям жесткости, повышения их кислотоупорности и прочности.
В мыловаренной и косметической промышленности бентониты применяются как наполнители при производстве дешевых сортов мыла, изготовлении пудры, грима, губной помады, зубного порошка, пасты и других косметических средств.
В пищевой промышленности монтмориллонитовые глины используются для очистки воды и пищевых продуктов (вина, соков, растительных масел).
В медицине монтмориллонит применяется при изготовлении лекарств, главным образом, как связующее вещество (в таблетках и пилюлях), а также как адсорбент вредных веществ при желудочных заболеваниях (смекта), при ранениях, отравлениях алкалоидами и т. д.
В сельском хозяйстве бентонит эффективно используется при производстве комбикормов, в качестве подстилки для животных, для мелиорации почвы. Из бентонита производятся наиболее качественные комкующиеся наполнители кошачьих туалетов.
Монтмориллонит используется в бумажной промышленности для изготовления «безугольной» копировальной бумаги.
Монтмориллонитовые глины применяются также в керамике, как связующее вещество в формовочных смесях, при производстве железорудных окатышей, а также как гидроизоляционный и адсорбционный материал.
Монтмориллонит является одним из породообразующих минералов бентонитовых глин, месторождения которых расположены по всему миру.
Месторождения
В России в настоящее время разрабатываются: месторождение монтмориллонитовых глин Герпегеж (Кабардино-Балкария), Зырянское месторождение бентонитов (Урал), месторождение бентонитов «10-й Хутор» (Хакасия).
Наиболее известны месторождения бентонитов в Грузии: это месторождение высококачественных отбеливающих глин в окрестностях селения Гумбри, близ Кутаиси (Западная Грузия), а также группа месторождений бентонитовых глин в окрестностях селения Асканиа (в Западной Грузии, к юго-востоку от г. Махарадзе).
Примечательны также месторождения кила (кеффекелита) в Крыму: в районах от Карасубазара до Севастополя они издавна разрабатываются кустарным способом.
Месторождения отбеливающих глин (фуллеровы земли) широко распространены в США (в штатах Флорида, Джорджия, Алабама, Калифорния), а также во Франции (Монтмориллон в Виенне), в Германии, Японии, Венгрии (Токай) и других странах.
Монтмориллонит
Синонимы монтмориллонита: бентонит, болюс, отбеливающая глина, фуллерова земля, нальчикит
Английское название минерала монтмориллонит: Montmorillonite
Назван по месторождению Монтморилльон во Франции
К группе монтмориллонита относятся бейделлит (по месторождению Бейдел в шт. Колорадо, США), Al2[AlSi3O9OH] [OН]2-/Н2O, нонтронит (по месторождению Нонтрон во Франции, синоним—-хлоропал), (Fe, Al)2 [Si4O10][OH]2-/H2O.
Формула монтмориллонита
Химический состав
Непостоянный; в значительной мере зависит от переменного содержания воды. Приблизительный состав: окись магния (MgO) 4—9%, окись алюминия (Аl2O3) 11—22%, окись железа (Fe2O3) 5% и больше, вода (Н2O) 12—24%; кроме того, в минерале присутствует окись калия (К2О), окись натрия (Na2O) и окись кальция (СаО) (до 3,5%).
Разновидности
Кристаллографическая характеристика
Сингония моноклинная.
Класс симметрии. Призматический — 2Jm. Отношение осей.
Кристаллическая структура
Форма нахождения в природе
Облик кристаллов. Тонкие листочки.
Агрегаты. Монтмориллонит образует крайне тонкодисперсные землистые агрегаты, плотные, сплошные тонкочешуйчатые массы.
Физические свойства
Оптические
Механические
Химические свойства
Прочие свойства: поглощая влагу сильно набухает, увеличиваясь в объеме до 20 раз.
Диагностические признаки
Сходные минералы Каолинит.
Небольшая твердость, землистые агрегаты часто коричневый, бурый цвет, сильное набухание при увлажнении, чем отличается от похожих на него глинистых минералов.
Сопутствующие минералы. Глинистые минералы, полевые шпаты, опал.
Происхождение и нахождение
Образуется при выветривании магнезиальных изверженных пород основного состава (габбро, базальтов, базальтовых туфов и др.).
Входит в состав и слагает основной объем так называемых бентонитовых глин.
Месторождения
Кавказ, Крым, Россия; Украина; так называемая фуллерова земля в шт. Флорида, Джорджия, Алабама, Калифорния (США); Токай (Венгрия); в трещинах и зонах выветривания базальтов (Германия).
Практическое применение
В первую очередь применяется монтмориллонит в нефтяной промышленности для очистки нефти, в текстильной промышленности для удаления жиров и масел, а также в мыловаренной, косметической и фармацевтической промышленности.
Используется монтмориллонит в качестве осветлителей и фильтров в пищевой и химической промышленности.
Физические методы исследования
Дифференциальный термический анализ
Главные линии на рентгенограммах:
Старинные методы. Под паяльной трубкой
Монтмориллонит минерал. Свойства, происхождение, добыча и цена монтмориллонита
Им очищают нефть, удаляют жирные пятна с тканей. Речь о монтмориллоните. Это минерал глинистой группы. Применяют его не только в текстильной и нефтепромышленности. Монтмориллонит добавляют в таблетки, корма для животных и керамические изделия, используют в качестве подстилки в хлевах скота. Разберемся, какими свойствами минерала обусловлено его применение.
Свойства монтмориллонита
Монтмориллонит способен набухать, вбирая воду. Масса глины при этом увеличивается в 20 раз. Свойство обусловлено пористостью камня и его слоистой структурой, составленной из тонких чешуек. Получается, монтмориллонит – минерал-сорбент, подобно активированному углю.
В порах породы способно увязнуть не только масло, но и испражнения животных, нефтяные загрязнители. В таблетках же, кормах и керамике герой статьи выступают связующим, ведь пластичен, как любая глина.
Удобства применению монтмориллонита добавляет его мягкость, сравнимая с тальком. По минералогической шкале Мооса герою статьи дают 1-1,5 балла. Название камня, правда, может указываться иное.
Синонимами «монтмориллонита» являются термины: бентонит, фуллерова земля и болюс. Понятие «монтмориллонит» наиболее употребимо, поскольку отражает название местности, где минерал впервые найден. Монтмориллон – один из городов Франции.
Пластинчатые агрегаты в бентоните связаны с зерноподобными частицами диаметром меньше 2-ух микрометров. Сложное строение позволяет породе притягивать как отрицательно заряженные анионы, так и положительные катионы.
Притягиваются к герою статьи и неионные субстанции. Они связываются с глиной через побочную валентность. Обширная поверхность зерен и чешуек камня вкупе с его внутренними пустотами позволяют захватывать солидную массу сторонних элементов.
Монтмориллонит обладает адсорбирующими свойствами, подобно активированному углю
За счет внутренних пустот болюс рыхлый. Плотность породы столь же мала, как и твердость. Обычно, на кубический сантиметр приходятся около 1,5 граммов. Соответственно, монтмориллонит легок.
Цвет болюса серо-белый, а порой и белоснежный. Каменный порошок даже используют в качестве осветляющего компонента, к примеру, в косметике. В некоторых кремах и масках эксплуатируются сорбирующие свойства порошка. Он вбирает в себя кожные загрязнения.
У вулканического туфа, как и образующегося из него каолина, есть обеззараживающие качества. Они тоже пригождаются в косметике, а так же аптечных мазях и примочках.
Иногда герой статьи бывает розоватым, голубоватым, коричневым и зеленым. Дело в изменчивой формуле материала. Монтмориллонит – глина, в которой непостоянно содержание воды. Процентовка прочих составных в виде оксидов алюминия, магния, железа, калия, кальция и натрия тоже непостоянна.
Последнего бывает от 1-го до 2-ух процентов. Количество окиси алюминия колеблется в пределах 11-22-ух процентов. Соединения с кислородом магния в бентоните бывает от 4-ех до 9-ти процентов. Некоторые оксиды могут «вылетать» из формулы.
От ее нюансов, в итоге, зависят точные свойства монтмориллонита. Так, плотность некоторых образцов сравнима с кварцем, достигает 2,7 граммов на кубический сантиметр.
Происхождение монтмориллонита
Формула монтмориллонита – итог выветривания кремнесодержащих вулканических туфов. Они разрушаются не только под натиском ветров, но и под действием грибков, лишайников и кремнекислых бактерий. Иначе говоря, глина – продукт разложения туфа. Продукт этот является одним из основных компонентов почвы, разносясь благодаря своему строению и легкости ветрами.
По классификации герой статьи – горная порода осадочного типа. Термин «минерал» не совсем корректен, поскольку многие из составляющих бентонит оксидов – отдельные минералы. Fe2O3, к примеру, гематит. Вулканические туф и пепел – тоже горные породы.
Их минеральный состав, как и итоговой глины, зависит от качества магмы, прорывающейся из-под земли на поверхность. Не секрет, что туфы образуются при застывании «соков» Земли.
Хоть болюс многокомпонентный, слагаемая им глина однокомпонентная, поскольку состоит исключительно из туфа. Прочие глины собирают в себе разные горные породы, частицы которых подхватили ветра и воды.
Добыча монтмориллонита
Бентонит относится к распространенным камням. Это расширяет сферу применения. Монтмориллонит добавляют повсюду, как бюджетное сырье. При этом, конечные продукты, не всегда дешевы, ведь в ценообразовании «участвуют» экологичность и безопасность сырья, его природное происхождение.
В России открыто около 15-ти месторождений болюса. Активно разрабатываются хакасские. Так же, есть залежи в Новгородской, Оренбургской, Челябинской, Свердловской, Иркутской и Мурманской областях. Шесть месторождений Россия приобрела вместе с Крымом.
Есть запасы монтмориллонита и в Якутии, На Алтае, в Красноярском, Забайкальском, Камчатском и Пермском краях. Остается упомянуть республику Бурятия. Там разрабатывают два месторождения туфовой глины.
Добывают героя статьи с поверхности земли, снимая горизонтальные пласты. Способ типичен для получения осадочных пород. Они на то и осадочные, чтобы «выпадать» на поверхность планеты. Однако, древние глины бывают покрыты слоями других пород. Такие месторождения остаются в резерве, поскольку невыгодны в разработке.
Цена монтмориллонита
Монтмориллонит купить можно как за 100 долларов, так и за 3000 условных единиц за тонну. Ценник зависит от чистоты сырья и преобладающего в нем металла. Отдельно выделяют кальциевый, магниевый, натриевый бентонит.
Наиболее чистая глина нужна фармацевтам, косметологам и производителям продуктов питания. Для нужд строительства достаточно любого монтмориллонита, как и для цветоводства. Керамзит, засыпаемый на дно горшков с кактусами да фикусами, — тоже туфовая порода.