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矿物简介
凹凸棒石（Attapulgite）又称坡缕石（Palygouskite）或坡缕缟石，理想的化学分子式为：Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4·4H2O，化学成分理论值为MgO23.83%，SiO256.96%，H2O19.21%。
凹凸棒石粘土为土状块体构造，颜色为灰白色、青灰、微黄或浅绿，油脂光泽，比重轻（2.0～2.3g/cm3），摩氏硬度2-3级，潮湿时呈粘性和可塑性,干燥收缩小，且不产生龟裂，吸水性强，可达到150%以上，pH=8.5±1，由于内部多孔道，比表面大，可达500m2/g以上，大部份的阳离子、水分子和一定大小的有机分子均可直接被吸附进孔道中，电化学性能稳定，不易被电解质所絮凝，在高温和盐水中稳定性良好。
凹凸棒石矿物几乎遍及世界各地，但具有工业意义的矿床所占比例不大，仅限于美国、中国、西班牙、法国、土耳其、塞内加尔、南非、澳大利亚、巴西、以色列、沙特阿拉伯、瑞士、英国 、俄罗斯、吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦、乌克兰、亚美尼亚、阿塞拜疆、白俄罗斯、尼日尔等国，据不完全统计，世界探明储量约1.5亿吨。
我国凹凸棒石粘土发现于1979年，已知的凹凸棒石粘土矿床多为陆相火山沉积型,主要分布在火山岩盆地中,含矿层位主要为白垩-第三系,如江苏盱眙、六合和安徽嘉山凹凸棒石粘土矿床。20世纪70年代末以来先后在四川、山东、甘肃、山西、贵州、内蒙、湖北、河北等地发现了一批矿床(点)。除苏皖地区外,其他地区凹凸棒石粘土工业开发规模都不大(近期在甘肃靖远地区发现世界最大的凹凸棒石粘土矿床,使我国成为世界上拥有凹凸棒石粘土资源的大国)。
我国凹凸棒石粘土开发应用大致经历了以下几个阶段：
1980~1989年开发应用期。
1983年,江苏盱眙凹凸棒石粘土公司成立,标志着我国开始了凹凸棒石粘土工业化生产。随后,全国性凹凸棒石粘土测试应用研讨会在盱眙召开,推动了我国凹凸棒石粘土开发从无到有。这个时期缺少资料和经验,凹凸棒石粘土开发应用难度很大。全国当时只有3家生产企业(江苏盱眙凹凸棒石粘土公司,安徽明光凹凸棒材料厂、六合白土厂),全国凹凸棒石粘土总产量不过1万吨,主要生产技术含量较低的外墙涂料、复合肥料及饲料添加剂、钻井泥浆等初级产品。
1990~1999年市场成长期。
凹凸棒石粘土广泛被人们认识,各地兴办凹凸棒石粘土加工厂的热情空前高涨。这一时期全国新上凹凸棒石粘土企业约100家,绝大部分集中在苏皖地区。由于借鉴国外实例,国内科研院所的一些科研新成果投入生产,促使这一时期开发应用领域有较大拓展,一些生产厂家也投入资金进行了产品研发,市场上出现了利用凹凸棒石粘土为原料生产的具有较高附加值的产品,如优质高粘剂、抗盐粘土、高效脱色剂、高效吸附剂及干燥剂、沉淀白炭黑、石油催化裂化剂、防暑凉垫、外用药物(肤痒散)、纺织浆料替代品等。
2000年至今,依法整顿、理性发展期。
在各级政府的关心下,各级国土资源管理部门广泛宣传矿产资源法及其配套法规法律,整顿矿业市场,规范矿产开采和管理,杜绝了私采乱挖现象,采矿权全面推行市场化,形成了政府调控、市场运作、产品上档次、企业上规模的新局面。扭转了一度比较混乱的开采市场,调整了生产企业布局,控制了新上凹凸棒石粘土企业数量,提高了生产的技术含量和市场开拓能力,为提升我国凹凸棒石粘土开发水平打下了良好的基础。
虽然我国凹凸棒石粘土开发已有20多年历史,已经初步具备了良好的科研和生产基础,江苏盱眙和安徽明光已是世界工业矿物耳熟能详的知名产地,在世界凹凸棒石粘土生产和销售中占有了一席之地一些产品也达到了世界先进水平。但是,我国的凹凸棒石粘土总体开发利用现状距国际先进水平还有相当差距,与我国凹凸棒石粘土资源大国的地位也不相称,更没有发挥凹凸棒石粘土的经济潜力。
为此，对于凹凸棒石粘土的生产加工企业和科研院所要解决这些问题,必须从开发思路、引导创新、借鉴经验、人才智力使用、成果转化等几方面提高认识，紧紧围绕经济发展需要的新技术、新工艺、新产品和新思路，紧紧跟随市场需求调整自己的产品方向和研究方法。
性质结构
凹凸棒石是一种具链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物。结构属2：1型，在每个2：1单位结构层中，四面体晶片角顶隔一定距离方向颠倒，形成层链状结构。在四面体条带间形成与链平行的通道，通道横断面约3.7×6.3Å。通道中充填沸石水和结晶水，详见凹凸棒石粘土晶体结构图1。在其结构中存在晶格置换，晶体中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al3+。富Al3+、Fe3+的变种称为铝凹凸棒石和铁凹凸棒石。凹凸棒石晶体呈针状、纤维状或纤维集合状，集合体呈土状、致密块状，产于沉积岩和风化壳中，颜色呈白色、灰白色、青灰色、灰绿色或弱丝绢光泽。土质细腻，有油脂滑感，质轻、性脆，断口呈贝壳状或参差状。凹凸棒石具有良好的分散、耐高温、抗盐碱等性质和较高的吸附脱色能力、阳离子可交换性和吸水性，有大的比表面积（9.6～36m2/g）以及胶质价和膨胀容。这些物化性能与蒙脱石相似。凹凸棒石湿时具粘性和可塑性，干燥后收缩小，不大显裂纹，水浸泡崩散。悬浮液遇电介质不絮凝沉淀。莫氏硬度2~3，加热到700～800℃，硬度>5。比重为2.05～2.32 g/cm3。
 图1凹凸棒石晶体结构图
用途作用
在石油、化工、建材、造纸、医药、农业等方面得到广泛应用。国内目前用量最大的是涂料、钻井泥浆、食用油脱色。凹凸棒石粘土主要用途见表1，各种用途的质量要求见表2。
表1 凹凸棒石粘土的主要用途
| 应用领域 |
主 要 用 途 |
适用产品 |
| 农 业 |
土壤改良剂， 复混肥料的添加剂、粘结剂、着色剂，种子包衣剂；
动物饲料的添加料、粘合剂、载体，提高饲料利用率；
水产饲料的添加料、粘合剂，净化水质；
禽畜、宠物、动物圈垫料，消毒去味，净化环境防病治病 |
白云石凹凸棒石
高粘凹凸棒石
活性凹凸棒石
白灰红粘结剂
凹凸棒石颗粒凹凸棒石 |
| 化 工 |
催化剂载体，用于去除石油中的水份、硫等杂质的吸附剂；
杀虫剂、杀真菌剂、除草剂、植物生长调节剂的载体等；
橡胶和塑料的填料、改良剂，鞣革，不可食用油脂的脱色和净化；
分子筛干燥剂、过滤剂、洗涤剂等，日用化工助剂、添加剂 |
高粘凹凸棒石
活性凹凸棒石
凹凸棒石洗涤助剂
凹凸棒石分子筛
凹凸棒石颗粒凹凸棒石 |
| 石 油 |
钻井泥浆材料，深海钻井、内陆含盐地层石油钻井和地热钻井的优质泥浆原料，堵漏剂，符合API标准和SY/J5603-93标准；
石油、油脂、石腊、石蜡油、煤油等的精炼脱色和净化剂；
石油裂化的催化剂载体；
沥青的稳定剂；
润滑油（脂）的稠化剂 |
抗盐粘土
活性凹凸棒石
高粘凹凸棒石
改性凹凸棒石
凹凸棒石颗粒凹凸棒石
凹凸棒石 |
| 冶 金 |
铁精矿球团粘结剂，铸造涂料，电焊条皮，增强型砂强度的粘合剂；
水化型砂的粘结剂，表面稳定剂，水煤浆悬浮剂 |
凹凸棒石粉 |
| 食 品 |
动物油的脱色和净化剂；
植物油的脱色和净化剂；
葡萄酒和果汁啤酒的澄清稳定处理，糖化处理，糖汁净化、脱色，食品添加剂（国标编号GB2760-9600.010） |
活性凹凸棒石
凹凸棒石土
颗粒凹凸棒石
改性凹凸棒石 |
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纺 织
印 染
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填充、漂白，抗静电涂层，代替淀粉上浆；
代替海藻酸钠做印花糊料 |
高粘凹凸棒石改性凹凸棒石 |
| 环 保 |
处理工业废水液，空气的净化，冰箱除味，地板清洁；
水的净化，防沙治沙；
食品工业废料处理；
放射性废物的处理吸附剂，防辐射 |
活性凹凸棒石
颗粒凹凸棒石
改性凹凸棒石 |
| 建材工业 |
新型墙体材料，矿棉吸音板的粘结剂，高镁耐火材料的耐高温涂层；
泥浆槽的悬浮液，土层的稳定剂，打夯的润滑剂，混凝土的增塑剂和添加剂，颜料，涂料油漆悬浮剂、增稠剂；
水泥混合材料，水下混凝土的外加剂，地下工程防渗漏 |
高粘凹凸棒石
白云石凹凸棒石
颗粒凹凸棒石
改性凹凸棒石 |
| 造 纸 |
复写纸的染色剂，颜料填料压敏复写纸、印刷纸、复写接受纸，活性染料印刷基板，成色影像复合材料，油墨，纸张填料 |
活性凹凸棒石
改性凹凸棒石 |
| 陶瓷工业 |
增塑剂，提高陶瓷坯体的抗压强度；
釉料及搪瓷 |
高粘凹凸棒石 |
| 医药化妆品 |
药物的吸着剂；
药膏、药丸的悬浮剂粘结剂；
化妆品的底料，缓释放香剂，蚊香 |
活性凹凸棒石
高粘凹凸棒石
改性凹凸棒石 |
| 机械工业 |
高温润滑剂 |
高粘凹凸棒石 |
表2 凹凸棒石粘土各种用途的质量要求
| 特 性 |
应用领域 |
| 石油精炼 |
防止粒状肥料凝固 |
农药载体 |
粘结和作粘结剂 |
| 平均粒度(μm) |
2.9 |
5.3 |
1.80 |
0.14 |
| 10μm以下(%) |
95 |
73 |
28 |
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| 0.2μm以下(%) |
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65 |
| 烧失量982℃(%) |
6 |
6 |
6 |
22 |
| 水份104℃(%) |
1 |
2 |
1 |
12 |
| 密度(g/cm3) |
2.47 |
2.47 |
2.47 |
2.36 |
| 表面积(m2/g) |
125 |
127 |
125 |
210 |
| pH值 |
7.5-9.5 |
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