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[科技苑]神奇的凹凸棒

2014年12月04日 来源:CCTV7 作者:科技苑
内容摘要:本期节目主要内容:凹凸棒又称坡缕石,是一种天然非金属粘土。矿物凹凸棒是国际上稀有的新材料,我国于1976年才首次发现。被很多国家列为战略性资源。凹凸棒有类似活性炭的吸附性,能有效的增加土壤孔隙度,改善土壤板结,降低土壤中有害元素(重金属)的浓度,能够起到改良土壤的作用。
 

[科技苑]神奇的凹凸棒  视频来自:CCTV农广天地

[科技苑]神奇的凹凸棒(20141125):

本期节目主要内容:凹凸棒又称坡缕石,是一种天然非金属粘土。矿物凹凸棒是国际上稀有的新材料,我国于1976年才首次发现。被很多国家列为战略性资源。凹凸棒有类似活性炭的吸附性,能有效的增加土壤孔隙度,改善土壤板结,降低土壤中有害元素(重金属)的浓度,能够起到改良土壤的作用。(《科技苑》20141125神奇的凹凸棒)

坡缕石 具有很大的比表面积和吸附能力,很好的流变性和催化性能,同时,具有理想的胶体性能和耐热性能,是一种少见的矿物。主要用于 在化工、农药、国防、医药、建材、轻纺等行业。

理想的化学成份为Mg5Si8O20(OH)2(H2O)4.nH2O, SiO2 56.96% ,MgO 23.83% 19.21%成份中常有Al、Fe混入,AL2O3替代部分MgO.

坡缕石晶体呈毛发状或纤维状,在电子纤维镜下呈长柱状或针状,白、灰、浅绿或浅褐色,硬度一般2-3,当加热到700-800℃时,硬度可能提高到5,密度2.05-2.32g/cm3,平行纤维轴方向有良好的理解。具有很大的比表面积和吸附能力,很好的流变性和催化性能,同时,具有理想的胶体性能和耐热性能,是一种少见的矿物。

在化工、农药、国防、医药、建材、轻纺等行业广泛应用,近年来在环保、汽车、绝缘、陶瓷工业的应用,也有突出进展,由于坡缕石中石棉含量为0,因此是替代石棉的理想材料。

坡缕石(Palygorskite)

R2 (x y 2z)/2(H2O)4{(Mg5-y-zRy3 口z)[(Si8--xRx3 )O20](OH)2(OH2)4}

[晶体化学] R3 主要为Al3 ,其次是Fe3 ,通常R3 原子数可达2;□代表八面体空位;R2 主要代表Ca2 ,进入通道中以平衡电荷。水有3种存在形式:一是结构水(羟基水);二是在带状结构层边缘与八面体阳离子配位的水;三是在通道中由氢键连结的沸石水。

具有二维连续的硅氧四面体片,其中每个硅氧四面体都共用3个角顶,同相邻的3个四面体相连,四面体中的活性氧指向沿b轴周期性反转。每任意两个硅氧四面体片之间,活性氧与活性氧相对,惰性氧与惰性氧相对,且活性氧与OH-呈紧密堆积,阳离子充填于活性氧与OH-构成的八面体空隙中,形成一维无限延伸的八面体片(带)。因此,其结构可视为变2:1型结构层。在惰性氧相对的位置上有类似于沸石的宽大通道,并充填着沸石水。每一八面体片(带)所连结的两个硅氧四面体片形成类似于角闪石“I”字束的带状结构层,并平行于a轴延伸。整个晶体结构可看成由这种带状结构层连结而成。因此,坡缕石类似于角闪石发育{011}解理,并沿a轴发育形成棒状、纤维状形态。与辉石结构比较,坡缕石的带状结构层宽度相当于辉石链的2倍(b0=2×0.9nm。

单斜晶系,C2h3-P2/m;a0=1.34nm,b0=1.80nm,c0=0.52nm,β=90~93;Z=2。已发现一种斜方对称和3种单斜对称的晶胞。结构特点是有沿a轴延伸的带状结构层和通道。通道横断面积0.37*0.64nm2。

呈土状、致密块状,扫描电镜下呈针状、纤维状、棒状、纤维集合体。白、灰白、青灰、灰绿色。土状或弱丝绢光泽。土质细腻,有油脂滑感。质轻,性脆。断口贝壳状或参差状。吸水性强,粘舌。具粘性和可塑性,干燥后收缩小。水浸泡崩散。悬浮液遇电介质不絮凝沉淀。

偏光镜下,二轴晶( ),2V=30~40。Ng=1.5272,Np=1.5175。针状、纤维状集合体,一维延长,平行消光。

加热过程中的热效应:90~150℃,失去吸附水和沸石水;240~300℃,失去结晶水;450~520℃,失去晶格水。放热效应在900~1000℃之间。

[产状与组合] 两者都可分为淋滤-热液型和沉积型两种成因。

[鉴定特征] 依据其主要理化性能,X射线衍射和红外光谱分析可准确鉴定。

[工业应用] 钻井泥浆原料;吸附剂、脱色剂、净化剂和过滤剂;催化剂载体;稠化剂和稳定剂; 悬浮液和乳化液的稳定剂;还用于填料和调节剂、干燥剂、玻璃珐琅、建筑隔音、隔热材料等。

 

原文:新闻 > 行业研究:[科技苑]神奇的凹凸棒

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