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矿物简介
海泡石是一种富镁硅酸盐粘土矿物。其理论化学式为Mg8[Si2O30](OH)4·12H2O，水分子中有4个为结晶水：其余为沸石水。SiO2含量54~60％，MgO 21~25％，并常含有少量铁、锰等元素。外观有两种，一为土状海泡石，一为纤维状海泡石。硬度2~2.5，密度2.2g／cm3。干燥者可浮于水。颜色多变，一般为白、浅灰色，常见的还有浅红、淡黄，褐色等。
根据其产出形态特征，大体可分为土状海泡石（或称之为海泡石粘土）和块状海泡石。改矿物在自然界中分布不甚广，常与凹凸棒石、蒙脱石、滑石等共生。
海泡石的矿物结构与凹凸棒石大体相同，都属链状结构的含水铝镁硅酸盐矿物。在链状结构中也含有层状结构的小单元，属2：1层型，所不同的是这种单元层与单元层之间的孔道不同。海泡石的单元层孔洞可加宽到3.8～9.8Å，最大者可达5.6～11.0Å，即可容纳更多的水分子（沸石水），使海泡石具有比凹凸棒石更优越的物理、化学性能和工艺性能。这就是海泡石成为该族矿物中具有最佳性能和广泛用途的关键所在。同时，又因它的三维立体键结构和Si－O－Si键将细链拉在一起，使其具有一向延长的特殊晶型，故颗粒呈棒状，微细颗粒则呈纤维状。结构中的开式沟枢与晶体长轴平行，因而这种沟枢的吸附能力极强。
中国海泡石粘土矿床是80年代初才开始进行系统地质工作的。已发现的54个矿床、矿化点，分布在14个省、自治区内。黄河以北仅在河北、甘肃和内蒙古发现不少矿化点。但大部分矿床(点)集中在江苏、江西、湖南三省，占全国沉积海泡石粘土矿的86％。产出时代以二叠纪为主，其次为第三纪。
性质结构
海泡石属斜方晶系或单斜晶系，  ；a0=1.34nm，b0=2.68nm，c0=0.528nm，β＝90°；Z=2。存在一维结构通道，通道横截面积0.37×1.64nm2，因而含较多的沸石水，晶体结构可见图1。加热后会失水，伴随着加热失水，海泡石的结构将产生折叠作用，即四面体片在转折部位弯曲，并缩小通道的体积，从而使其吸附性降低。颜色多变，一般呈淡白或灰白色；具丝绢光泽，有时呈腊状光泽；条痕呈白色，不透明，触感光滑且粘舌；莫氏硬度一般在2～2.5之间；体质轻，密度为1～2.2g/cm3，收缩率低，可塑性好，溶与盐酸。
海泡石的化学成分较为简单，主要为硅(Si)和镁(Mg)，其化学式为Mg8(H2O)4[Si6O16]2(OH)4·8H2O，其中SiO2含量一般在54～60%之间，MgO含量多在21～25%范围内，并有少量置换阳离子，如Mg2+、可为Fe2+或Fe3+、Mn2+等置换。其电荷主要由四面包体中的Al3+和Fe3+对Si4+的类质同象置换所产生，故能产生变种海泡石。
由于海泡石具有特殊的孔道结构，因而比表面积和孔体积很大（理论总表面积可达900㎡/ g，孔体积0.385ml/g），故有极强的吸附、脱色和分散等性能。在常温常压下，海泡石吸附的水比其本身重量大2～3倍。
海泡石的热稳定性好，在400°C以下结构稳定，400～800°C脱水为无水海泡石，800°C以上才开始转化为顽火辉石和a方英石；耐高温性能可达1500～1700°C，造型性及绝缘性好，抗盐度高于其它粘土矿物。
由于海泡石的针状颗粒易在水中或其它极性溶剂中分解而形成杂乱的包含该介质的格架。这种悬浮液具有非牛顿流体特性。这种特性与海泡石的浓度、剪切应力、pH值等多种因素有关。
 图1 海泡石的晶体结构
用途作用
海泡石具有良好的吸附性能，在水中易于分散也易于分离，部分海泡石为纤维状，用途十分广泛。应用领域及主要用途有：油脂石油精练、吸附剂、脱色剂、过滤剂、酿造、化工、分子筛、医药、离子交换剂、陶瓷珐琅原料及特种陶瓷、铸造、建筑保温隔热材料、塑料橡胶填料、电焊条、制烟、特殊纸张、催化剂载体和农药载体、钻井泥浆等等。
纤维状海泡石主要用作石棉代用品、助滤剂、脱色剂、吸附剂、催化剂载体、增稠剂、涂料等等，而土状海泡石主要应用于胶凝剂、粘结剂以及钻井泥浆等领域。
石棉替代材料 脉状海泡石由于其针状晶型和颗粒的纤维状外形，可用于代替石棉而广泛应用于高档涂料、摩擦材料、屋面材料等领域。用海泡石制成的涂敷性保温材料具有导热性低、保温性能好、强度高等特点，且具有无毒、无污染、耐油、耐碱、耐腐蚀、防火、附着力强、不易裂缝等性能。此外，海泡石保温材料还具有用量少、涂料薄，对管道可直接涂敷，不用捆扎的特点，因而施工方便，且降低成本，节省能耗。此外，脉状海泡石应用于涂料可以起到一定的增稠和提高强度的作用。目前，很多保温、密封材料厂都注重了海泡石在特殊保温节能方面的应用。在摩擦材料中加入海泡石胶体代替石棉作增强基料，可使其具有韧性好、抗拉和抗弯强度大、冲击强度高、抗高温老化性好、磨损小、特别是高温磨损小的特点。此外，制品的密度比石棉摩擦片小，刹车无噪音、无致癌物、无污染，且能降低成本，提高质量。（杜高翔等，2004）
吸附材料 由于海泡石具有很强的吸附能力，所以是一种常用的吸附剂。用作高档吸附材料的一般是经过提纯的脉状海泡石，这种海泡石具有容易在水介质中分散，同时也容易分离的优点。利用海泡石的吸附性能制备的产品有猫砂、干燥剂等。
催化剂载体 单独的天然海泡石用作催化剂的例子很少，大都是利用改性海泡石作催化剂。由于海泡石具备作催化剂载体的良好条件，工业上常用它作为活性组分Zn、Cu、Mo、W、Fe、Ca和Ni的载体，用于脱金属、沥青以及加氢脱硫或加氢裂化等过程。而且也可通过海泡石的改性使之适用于各类催化反应。由于用作催化材料对海泡石的纯度有较高的要求，一般使用脉状海泡石，且对其微量元素含量有较严格的要求。近年来国内外有不少学者以海泡石为材料,研究了其在加氢、氧化、裂解、异构、聚合等催化反应中的作用。
塑料、溶胶、聚酯、油漆、油脂增稠剂等 海泡石具有流变性和高粘度的悬浮性，改善它的表面性质可在非极性溶剂中形成稳定的悬浮液。因此，海泡石适用于做塑料溶胶中的增稠剂。用表面活性剂改善海泡石的表面性质，使其与聚酯相适应。作为增稠剂和触变剂用在液态聚酯树脂中，可防止颜料沉淀和克服应用后期聚酯树脂均质差等缺点。在油漆中加入一定量的海泡石，可使其在储存期间避免颜料沉淀。由于其粘度特性，易于使用刷子、滚筒、空气式真空喷涂设备，它产生的遮蔽力可使制品具有良好的光泽和去污性、抗摩擦性、抗弯曲性、抗流淌性、平滑性和热稳定性，而且霉菌不易生长；粘性也不会因硬水和温度的影响而改变。此外，活化改性海泡石可作为具有有机载体油漆的增稠剂和触变剂。海泡石用于矿物油脂中，能充分分散以提高油脂的粘度，经表面活性剂处理后，在ｗ=1.5%青酮和矿物酮与ｗ=50%聚丁烯的混合物中,也能分散形成高粘度的油脂。
洗涤及漂洗剂、脱色剂、助滤剂、抗胶凝剂等 用海泡石取代高达30%的脂肪酸制成肥皂，可提高肥皂的洗涤率。与蒙脱石和高岭土相比，不仅提高清洗的质量和去污垢的能力，而且可以吸附细菌，使纺织物上或洗涤水中的细菌达到极低的程度。脉状海泡石还具有优良的脱色特性，在石蜡、油脂、矿物油和植物油脱色过程中，常被用作脱色剂、中和剂、除臭剂和脱水剂。海泡石经过提高比表面积处理后，能滞流各种流体，作抗胶凝剂和自流剂，可控制混合物的湿度或覆盖液化制品的表面。在葡萄糖的产生过程中,作脱色剂的同时,又可作为澄清剂。
香烟过滤咀、饲料添加剂、粘结剂 烟草的烟雾是由大量的微液滴组成的，它以悬浮气态存在。活性炭材料滤咀，能不加选择地吸附烟的气态物。若用海泡石和活性炭作香烟滤咀，就能有选择地吸附香烟中的气态物，即优先吸附有害气态物，对香烟草味的弱极性气体吸附得很少，从而使香烟的香味更浓。
深海钻井泥浆 国外在石油钻井中早已把海泡石用作抗盐粘土，并在API标准中为该类产品制定了质量指标和试验规范。
中国海泡石粘土矿床是80年代初才开始进行系统地质工作的。已发现的54个矿床、矿化点，分布在14个省、自治区内。黄河以北仅在河北、甘肃和内蒙古发现不少矿化点。但大部分矿床(点)集中在江苏、江西、湖南三省，占全国沉积海泡石粘土矿的86％。产出时代以二叠纪为主，其次为第三纪。
我国的海泡石矿开发利用较晚，加工应用能力还比较弱。河北省灵寿县佳信矿产品加工厂生产海泡石绒和海泡石粉产品。国家非金属矿深加工技术工程中心完成了江西乐平海泡石的生产线和湖南省浏阳海泡石加工厂生产线的技术改造。生产海泡石产品的主要企业还有：陕西省秦兴海泡石开发公司、河南省南阳市保温材料厂、石家庄天源石棉厂、河北省易县宏利海泡石绒有限公司。估计我国现在每年可生产各种海泡石产品5万吨左右。产品主要用于吸附材料、填料、保温材料等领域。
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