膨润土化学式
膨润土及其在冶金球团中的应用
膨润土及其在冶金球团中的应用刘新兵博士二零零五年八月·北京膨润土及其在冶金球团中的应用刘新兵博士1、膨润土简介膨润土又称皂土、斑脱岩等，英文名为Bentonite ,是一种主要由SiO2和Al2O3组成的粘土岩。
关于膨润土的定义，1972年美国地质学家Grim在马德里国际粘土会议上认为：“膨润土是以蒙脱石类矿物为主要组分的岩石，是蒙脱石矿物达到可利用含量的粘土或粘土岩”。
大部分膨润土矿床是由火山物质在碱性条件下蚀变而来的。
天然产出的膨润土因含铁离子的原因而具有多种颜色，如白、黄、绿、红等。
从外表看，膨润土有泥状、砂状和致密块状等结构，密度为2g/cm3。
干燥的膨润土块放入水中，会膨胀、崩解、溃散，由崩解速度也可以区别膨润土原矿的属性和优劣。
自然界大量存在的是钙基膨润土，其次是钠基膨润土。
膨润土结构层间吸附的可交换阳离子为Ca+2时，称为钙基膨润土，为Na+时称为钠基膨润土。
这两种膨润土在性能上有很大的差别，钠基膨润土的膨胀性、吸水性、粘性都要好于钙基膨润土。
2、膨润土的矿物和化学特征2.1 蒙脱石的矿物特征膨润土的主要组成矿物是蒙脱石（Montmorillonite），是一种主要由SiO2和Al2O3组成的层状硅铝酸盐，其化学成分为：Na0.7(Al,Mg)4[(OH)4(Si,Al)8O20]﹒nH2O。
蒙脱石是属于2﹕1型结构的具有膨胀性的含水层状硅铝酸盐，其晶体结构单元为二层铝氧八面体中间夹一层硅氧四面体，许多结构单元层沿C轴堆积，形成蒙脱石的层状结构。
蒙脱石具有以下三个特征：（1）结晶程度差，颗粒细小，该矿物曾经被认为是微晶高岭石。
（2）2﹕1型结构中，四面体中的Si4+常被Al3+取代，八面体中的Al3+常被Mg2+、Fe2+、Zn2+等取代，因此产生层面负电荷。
为了达到电荷平衡，层间需要吸附阳离子，如Na+、Ca+2、Mg2+等。
这些阳离子可以相互交换，形成不同类型、不同性能的蒙脱石矿物，这是蒙脱石的最主要的特征。
膨润土概述
膨润土概述摘要：膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体,由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。
国内外已在工农业生产广泛应，其被称为万能土。
本文主要从膨润土的性质、用途、选别提炼方法、在我国应有发展情况等进行阐述。
关键字：膨润土蒙脱石性质用途一、膨润土的性质膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土矿。
蒙脱石的化学成分为:（Al2,Mg3）[Si4O10][OH]2•nH2O,常含少量伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、沸石、石英、长石、方解石等；一般为白色、淡黄色，因含铁量变化又呈浅灰、浅绿、粉红、褐红、砖红、灰黑色等；具蜡状、土状或油脂光泽；膨润土有的松散如土，也有的致密坚硬。
主要化学成分是二氧化硅、三氧化二铝和水，还含有铁、镁、钙、钠、钾等元素，Na2O和CaO含量对膨润土的物理化学性质和工艺技术性能影响颇大。
蒙脱石矿物属单斜晶系，通常呈土状块体，白色，有时带浅红、浅绿、淡黄等色。
光泽暗淡。
硬度1～2，密度2～3g/cm3。
按蒙脱石可交换阳离子的种类、含量和层电荷大小，膨润土可分为钠基膨润土、钙基膨润土、天然漂白土，其中钙基膨润土又包括钙钠基和钙镁基等。
膨润土具有强的吸湿性和膨胀性，可吸附8～15倍于自身体积的水量，体积膨胀可达数倍至30倍；在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，这种介质溶液具有一定的黏滞性、能变性和润滑性；有较强的阳离子交换能力；对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力，最大吸附量可达5倍于自身的重量；它与水、泥或细沙的掺和物具有可塑性和黏结性；具有表面活性的酸性漂白土能吸附有色离子。
二、膨润土的用途膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土矿具有特殊的性质，有膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性。
所以广泛用于各个工业领域。
1、铸造行业铸造行业是膨润土最大的用户，每年用量为110万吨。
膨润土MSDS
中文名称：膨润土第一部分：化学品名称化学品中文名称：膨润土化学品英文名称：BENTONITE别名：皂土期CAS No.：10043-52-4分子式：CaCl分子量： 110.992生产企业名称：地址：应急电话及传真：第二部分：成分/组成信息有害物成分纯品第三部分：危险性概述侵入途径：吸入，食入健康危害：粉尘可刺激鼻腔、喉、肺、眼睛；长期吸入可引起支气管哮喘皮肤，溶液会严重刺激甚至灼伤皮肤环境危害：燃爆危险：不燃第四部分：急救措施皮肤接触：用水清洗眼睛接触：滴眼药水或用水清洗；必要时就医吸入：将患者移至新鲜空气处；必要时就医第五部分：消防措施危险特性：本品不燃。
第六部分：泄漏应急处理应急处理：清扫干净，置入专用容器，同一般垃圾处置。
第七部分：操作处置与储存操作注意事项：加强通风。
操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。
建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，避免产生粉尘。
搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。
包装容器必须密封，防止受潮。
与潮解性物品分开堆放。
第八部分：接触控制/个体防护呼吸系统防护：提供适当通风条件，配备洗涤用具、淋浴设施和眼药水。
眼睛防护：戴安全防护眼镜。
身体防护：穿防护工作服。
手防护：戴橡胶手套。
第九部分：理化特性主要成分：纯品外观与性状：奶油色或浅棕色粉末。
分子式：Al2O11Si4；Al2O3·4SiO2·H2O 溶解性：溶于水。
第十部分：稳定性和反应活性稳定性：稳定第十一部分：毒理学资料急性毒性：LD50：剧毒LD50：35mg／kg(大鼠静脉)亚急性和慢性毒性：刺激性：致敏性：第十二部分：生态学资料生态毒理毒性：生物降解性：非生物降解性：生物富集或生物积累性：其它有害作用：无资料。
第十三部分：废弃处置废弃物性质：废弃处置方法：处置前应参阅国家和地方有关法规。
废弃注意事项：置于袋中转移至安全场所或运至废物处理场所处置第十四部分：运输信息危险货物编号：无资料 UN编号：无资料包装标志：包装类别：包装方法：无资料。
活性白土与膨润土的区别
分子式：Al2O3·4SiO2·nH2OCAS号：性质：无毒。
无臭。
无味。
白色或米色粉末或颗粒。
密度 2.3～2.5g/cm3。
溶于热烧碱溶液。
不溶于水、有机溶剂以及各种油类和脂类。
加热至300℃开始失去结晶水。
表面有很多孔穴，比表面积很大。
具有离子交换能力、吸附选择性和具催化性。
将膨润土干燥(表面水分8％～20％)、筛选，活化，水洗，过滤，干燥，粉碎，筛分制得。
用作催化剂，农药粉剂的填料。
用于各种油类、脂肪酸、醇、苯、石蜡等的脱色精制，气体、液体的干燥脱水，煤矿中的吸尘防爆，放射废弃物的处理等。
膨润土(Bentonite)按译音、成因及用途又称斑脱岩、膨土岩等。
是以蒙脱石(也称微晶高岭石、胶岭石)为主要成分的粘土岩—蒙脱石粘土岩,常含少量伊利石、高岭石及沸石、长石、方解石等。
蒙脱石为少量碱及碱土金属的含水铝硅酸盐矿物。
其化学式为Nax(H2O)4{(Al2～xMg0.33)[Si4O10](OH)2}。
膨润土的主要成份是蒙脱石，是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体组成的层状粘土矿物。
根据蒙脱石所含的可交换阳离子种类、含量及结晶化学性质的不同，分为钠基、钙基、镁基、铝（氢）基等膨润土。
膨润土的应用领域非常广泛。
自1920年美国开始应用膨润土代替一般粘土，用作铸造型砂粘结剂以来，其应用领域在机械、冶金、钻探、石油、化工、食品、环保等行业中不断扩展。
据不完全统计，中国目前膨润土产品年产销量约270万吨，其中用于铸造型砂100～110万吨，用于钻井泥浆70万吨，用于冶金球团45万吨，用于油脂脱色（活性白土）20万吨，用于其他20～30万吨膨润土也叫斑脱岩或膨土岩。
它最早发现于美国的怀俄明州的古地层中，为黄绿色的粘土；因加水后膨胀成糊状，后来人们就把这种性质的粘土，统称为膨润土。
膨润土的主要矿物成分是蒙脱石，含量在85%～90%，另含少量长石、石英、贝得石、方解石及火山玻璃。
可呈白色、含杂质时呈淡绿、灰白、粉红等色。
硅酸铝简介
硅酸铝第一节概述硅酸铝的天然矿物主要有高岭土、膨润土等。
高岭土属于层状硅酸盐，化学式为AL2O3﹒SiO2﹒2H2O，一般为无色—白色的细小磷片状结晶。
粒径0．5～2．0μm，高岭土具有广泛的用途，可用于陶瓷、造纸、橡胶、玻璃、日用化工、农业和尖端工业等部门。
膨润土是指由蒙脱石为主的一种粘土矿，比一般粘土更能吸附水。
蒙脱石是一种具有膨胀性能，层状结构的含水硅铝酸盐矿物，一般含有少量的碱和碱土金属。
蒙脱石的晶胞由两个硅氧四面体与一个硅氧八面体平行链组成。
在每个晶状构造层间能吸附和脱附水分子，随着水分子含量增加，晶层间距自96A 增大到 4A。
此外，晶层间对阳离子具有强烈的吸附交换性能，根据吸附阳离子的种类，可分为膨润土和钙基土。
膨润土经过有机改性处理后，称为有机膨润土，可作为涂料工业和钻探打井泥浆的增稠剂。
合成硅酸铝主要有两种形式，其一是硅铝凝胶，包括含分子筛的硅铝凝胶。
而油柱成型的硅铝微球胶最早见于1949年。
硅铝凝胶及含分子筛硅铝凝胶主要用作石油炼制的催化裂化催化剂。
催化裂化是一种主要深度加工方法，是生产航空汽油基础组分和高级车用汽油的重要手段。
另一种是沉淀硅酸铝，实际上是沉淀硅铝酸钠，分子式可表为：Na2O·AL2O3·2．3～3．2SiO2·nH2O。
1962年迪高沙（Degussa）公司将其首先投入市场，商品名称为P820。
沉淀硅酸铝是一种白色颜料钛白的“增量剂”，由于它的光学隔离作用，在白色涂料中用以代替10～25%的钛白粉时，白色漆膜的遮盖粒力不下降，且白１5 １度有所提高。
因此，用于室内外水基乳胶漆以及各种溶剂型白色漆中。
由于硅酸铝的这种“增量剂”作用，在不影响涂膜质量情况下，涂料成本可大大下降。
第二节物理化学性质微球硅酸铝凝胶和含分子筛的微球硅酸铝凝胶是三维空间网状的连续结构。
属于多孔性物质，其性质与硅胶很相似，将在硅胶一节中详细介绍。
沉淀硅酸铝属于X-射线探知的无定型结构，其原级粒子大小约为35nμ，而次粒子直径在0．1～1．0之间。
不同性能的膨润土的介绍及应用领域
不同性能的膨润土的介绍及应用领域马倩倩/文【摘要】膨润土是一种片层结构的硅酸盐，主要成分是蒙脱石，其层间的阳离子易被交换，具有很大的离子交换容量。
膨润土是一种具有多种用途的非金属矿物，享有“万能”黏土之称。
根据蒙脱石层间可交换阳离子种类、含量将膨润土划分为钠基膨润土、钙基膨润土、镁基膨润土和铝(氢)膨润土。
本文主要对不同性能的膨润土进行介绍，主要包括性能、方法及应用领域。
【关键词】膨润土；金属矿物；离子交换；应用领域膨润土是一种片层结构的硅酸盐，主要成分是蒙脱石，其层间的阳离子易被交换，具有很大的离子交换容量。
“膨润土”源自于美国怀俄明州黏土产地的地名，同时也叫做“斑脱岩”或者 “膨土岩”。
质纯的膨润土较罕见，大多数含有不等量的杂质，如石英、长石、云母、沸石、黄铁矿等。
膨润土通常为白色，也有浅灰色、乳酪色、浅红色、肉红色、砖红色、褐红色、黄绿色、黑色、斑杂色等，呈油脂光泽、蜡状光泽或土状光泽，贝壳状或锯齿状断口。
膨润土由于具有良好的物理化学性能，素有“万能黏土”之称，可做黏结剂、悬浮剂、触变剂、稳定剂、净化脱色剂、充填料、饲料、催化剂等，广泛用于冶金、石油、铸造、食品、化工、环保及其他工业部门[1]。
蒙脱石含量一般在65%以上，因此它的性质决定了膨润土的性质。
蒙脱石的主要成分为二氧化硅三氧化铝，并含有少量的镁、钙、钾、钠、铁等离子，其化学式为：(Na，Ca)0.33(Al，Mg，Fe)2[(Si，Al)4O 10](OH)2·nH 2O。
它的结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2∶1型晶体结构。
1.膨润土的概述表1 膨润土的化学成分化学成分含量/%SiO 268.105Al 2O 313.767Fe 2O 3 2.176CaO 0.935MgO 2.070Na 2O 1.722K 2O 1.367烧失量18.43注：东华理工大学分析测试中心测试结果。
1.1膨润土的结构属性膨润土主要是由二八面体的蒙脱石-贝德石组成，兼有伊利石、高岭石、绿泥石、埃洛石等其他矿物组分。
膨润土化学式
膨润土化学式
膨润土化学式： M
膨润土化学式： M， C(SO4)2， N(OCl3)2，无色无臭粉末，具有片状结构，是蒙脱石族矿物中的一种，分子式为C12(OH)8N2S，其中m代表二氧化硅， C代表铝氧，具有层状结构。
其密度为1。
5-1。
9g/cm3，莫氏硬度小于1，易风化，失去高岭石粘土的性质，而转变为蒙脱石粘土，抗拉强度高达100-300MPa，具有层间水和结合水，吸湿性能强，干燥时呈坚硬不可碎裂的薄膜，湿时又能成为可塑性粘土。
遇稀盐酸发生泡沸，溶于强碱和大部分有机酸中。
由于本身具有层状结构，对胶体物质的吸附能力很强，故常用来制造吸附剂、吸着剂和粘结剂等。
也可以用做漂白土和净化水质的滤水剂。
这些性能使膨润土广泛应用于农业、工业、环保、国防、交通运输、能源、轻工、医药、食品、养鱼、养蚕、冶金等方面，是极为重要的工业原料，在国民经济中具有重要作用。
膨润土属于一种硅酸盐类非金属矿物。
- 1 -。
膨润土
1.膨润土矿化学全分析此处膨润土未提纯，矿石内含有石英。
如提纯后根据化学全分析数据来推算膨润土分子式，分子式的计算见参考文献《膨润土有机凝胶制备与特性的研究》p53第三部分。
2.膨润土矿XRD(X-ray diffraction)分析2.1 XRD定量分析新疆吐鲁番地区托克逊县膨润土含：蒙脱石：70%，石英：22％，钠长石：3％，方解石：2％，未检出：3％。
层间距为12.563～14.717埃。
（注意，从XRD分析来看，矿物组成主要为蒙脱石与石英，由于钠长石、方解石、等含量均低于5%，对XRD分析来说，含量低于5%时，检测存在困难，且从本图来看，这些矿物的特征衍射峰与本图不合。
故可认为这些矿物不存在。
）223.52.2 蒙脱石矿物的PDF卡片信息No. h k l d [A] 2Theta[deg] I [%]1 15.00000 5.887 100.02 7.20000 12.283 10.03 4.99000 17.760 40.04 4.47000 19.846 100.05 4.22000 21.035 10.06 3.53000 25.208 10.07 2.94000 30.378 20.08 2.81000 31.820 10.09 2.54000 35.308 80.010 2.35000 38.269 20.011 2.00000 45.306 10.012 1.83000 49.787 20.013 1.65000 55.660 60.014 1.49000 62.260 90.015 1.43000 65.186 10.016 1.37000 68.425 20.017 1.29000 73.330 30.018 1.24000 76.809 30.019 1.11000 87.889 5.02.3 石英的PDF卡片信息Peak listNo. h k l d [A] 2Theta[deg] I [%]1 1 0 0 4.25000 20.885 25.02 1 0 1 3.35000 26.587 100.03 1 1 0 2.45000 36.650 15.04 1 0 2 2.29000 39.312 10.05 1 1 1 2.23000 40.416 6.06 2 0 0 2.12000 42.612 9.07 2 0 1 1.97000 46.035 8.08 1 1 2 1.82000 50.079 25.09 1 0 3 1.66000 55.296 8.010 2 1 1 1.54000 60.026 20.011 1 1 3 1.45000 64.179 2.012 2 1 2 1.38000 67.861 25.013 1 0 4 1.30000 72.675 4.014 3 0 2 1.26000 75.374 3.015 2 2 0 1.23000 77.549 3.016 2 1 3 1.20000 79.870 6.017 1 1 4 1.18000 81.506 8.018 3 1 1 1.16000 83.219 1.019 3 1 2 1.08000 90.998 4.020 1 0 5 1.05000 94.381 2.021 4 0 1 1.04000 95.578 1.022 2 2 3 1.02000 98.085 1.0Name and formulaReference code: 00-012-0232Mineral name: MontmorillonitePDF index name: Sodium Aluminum Silicate Hydroxide Hydrate Chemical formula: ( Na , Ca )0.3 ( Al , Mg )2Si4O16 ( OH )2 _xH2O Crystallographic parametersCrystal system: Orthorhombica (?): 5.2000b (?): 9.0600c (?): 23.7000Alpha (°): 90.0000Beta (°): 90.0000Gamma (°): 90.0000Volume of cell (10^6 pm^3): 1116.55RIR: -Status, subfiles and qualityStatus: Marked as deleted by ICDDSubfiles: InorganicMineralQuality: Blank (B)CommentsDeleted by: Deleted by revision.General comments: Basal spacing 23.7 0.2.Sample source: Specimen from Kamakita Mine, Aomori, Japan. Mixed layermontmorillonite-chlorite, heated to 700 C.ReferencesPrimary reference: Sudo, Kodama., Z. Kristallogr., 109, 379, (1957)Peak listNo. h k l d [A] 2Theta[deg] I [%]1 0 0 1 24.00000 3.679 6.02 0 0 2 11.90000 7.423 35.03 1 0 2 4.76000 18.626 10.04 0 2 0 4.52000 19.625 100.05 1 0 4 3.89000 22.842 6.06 1 0 5 3.54000 25.136 15.07 1 2 1 3.37000 26.426 35.08 1 1 6 2.97000 30.064 13.09 1 3 0 2.61000 34.331 40.010 1 3 2 2.55000 35.165 30.011 2 1 2 2.43000 36.963 8.012 0 3 7 2.25000 40.041 8.013 2 3 0 1.97000 46.035 4.014 1 1 13 1.69000 54.233 8.015 0 6 0 1.51000 61.345 13.0Stick Pattern。
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膨润土化学式
化学式 CaZnO膨润土的制作工艺：将开采出来的天然钠基膨润土经过除杂质、洗涤后，用水调和成浆体，然后再在其中加入铝粉、铁粉和石灰乳，搅拌均匀后，摊在金属筛上，于150-180 ℃的温度下焙烧，温度降至常温时，取出放凉，最后再粉碎，筛分即可。
人造的膨润土是由天然钠基膨润土与水和石灰混合成糊状而成的，其化学式为NaAlgSiO4，所以人造膨润土也是含有钠离子和铝离子的混合物。
天然钠基膨润土的性质比较稳定，但是人造膨润土则比较容易受到环境因素影响，会对其品质产生较大影响。
膨润土除了被广泛应用在石油、冶金、钻井、煤炭、建筑等行业外，在造纸、印染、电力、食品等方面也得到了日益广泛的应用。
膨润土是一种非金属矿产，具有润滑性能良好、悬浮性能优异、黏结性强等特点。
因此，自古以来膨润土就是一种重要的矿产资源，备受人们的关注。
我国的膨润土矿产资源丰富，主要分布在华北、东北和长江中下游平原地区。
膨润土的化学组成，除了主要的蒙脱石(20％)，还有少量的伊蒙混层粘土(约10％)以及二氧化硅(5％)，氧化铁(3％)，三氧化二铝(15％)，二氧化钛(6％)，氧化钙(1％)，氧化镁(1％)，三氧化硫(1％)和五氧化二磷(0．3％)等。
近年来随着全球经济的发展和对环保要求的提高，对膨润土的要求已经不仅仅局限于其本身的性质，更多的是考虑对环境的影响。
而钠基膨润土由于其特殊的矿物组成，相对于其他种类的膨润土更容易受到污染。
由于钠基膨润土呈现白色或淡黄色，被称为“漂白土”，常常被用来调节水中的酸碱度和其它指标。
不管哪种类型的膨润土都是纯天然的，而且各种膨润土的品质是不同的，由于其品质的差异，在应用上也存在很大的差别，而我们需要做的就是正确使用膨润土，并保证适当的技术措施，才能实现更好的应用。
我们在进行操作的过程中，不管是膨润土的干燥、粉磨还是储存都需要选择适当的环境条件，以防止膨润土因过度潮湿或受损而导致结块。
这样的情况是会直接影响膨润土的应用的，也无法保证操作的顺利进行。
另外，如果膨润土结块比较严重，则需要将其晾干或烘干之后，再根据产品的性质来进行储存。