[科普中国]-蒙脱石

矿物名，也称。胶岭石、微晶高岭石。是由火山凝结岩等火成岩在碱性环境中蚀变而成的膨润土的主要组成部分。1

理化性质蒙脱石(Montmorillonite)是由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的层状矿物，名称来源于首先发现的产地－－法国的Montmorillon。蒙脱石亚族属于蒙皂石族(smectite)矿物之一(另一亚族是皂石saponite), 是重要的黏土矿物，一般为块状或土状。分子式(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2[Si4O10](OH)2·nH2O，中间为铝氧八面体，上下为硅氧四面体所组成的三层片状结构的黏土矿物，在晶体构造层间含水及一些交换阳离子，有较高的离子交换容量，具有较高的吸水膨胀能力。蒙脱石晶体属单斜晶系的含水层状结构硅酸盐矿物。

蒙脱石颗粒细小，约0.2～1微米，具胶体分散特性，通常都呈块状或土状集合体产出。蒙脱石在电子显微镜下可见到片状的晶体，颜色或白灰，或浅蓝或浅红色。当温度达到100～200℃时，蒙脱石中的水分子会逐渐跑掉。失水后的蒙脱石还可以重新吸收水分子或其他极性分子。当它们吸收水分后还可以膨胀并超过原体积的几倍。蒙脱石的用途多种多样，人们将它的特性运用到化学反应中以产生吸附作用和净化作用。它还可以作为造纸、橡胶、化妆品的填充剂，石油脱色和石油裂化催化剂的原料等，还可作为地质钻探用泥浆，冶金用粘合剂及医药等等方面（主要制造蒙脱石散）。

蒙脱石的水含量因环境湿度而变化极大，其成分一般为（Na,Ca）0.33（Al,Mg）2（Si4O10）（OH）2·nH2O。单斜晶系，晶体片状或絮状、毛毡状。薄片中为负突起。平行消光，正延性。二轴负晶。是碱性介质中形成的外生矿物，火山灰及凝灰岩的风化分解产物，是构成斑脱岩、膨润土和漂白土的主要成分。通常为土状块体。白色，有时微带红色或绿色。光泽暗淡。硬度1。密度约为2。吸水性很强。吸水后其体积膨胀而增大几倍至十几倍，具很强的吸附力和阳离子交换性能。因含有此种矿物的黏土是一种高造浆率的优质配浆黏土，常用作石油工业钻井液的降失水剂和增黏剂，也用于炼油、纺织、橡胶、陶瓷等工业。

Ex（H2O）4{（Al2-x,Mgx）2[（Si,Al）4O10]（OH）2}又称微晶高岭石。上式中E为层间可交换阳离子，主要为Na+、Ca2+，其次有K+、Li+等。x为E作为一价阳离子时单位化学式的层电荷数，一般在0.2～0.6之间。根据层间主要阳离子的种类，分为钠蒙脱石、钙蒙脱石等成分变种。在晶体化学式中，H2O（结晶水或层间水等）一般都写在式子的最后面，但在蒙脱石中，H2O写在前面，表示H2O与可交换阳离子一起充填在层间域里。E与H2O以微弱的氢键相联形成水化状态，若E为一价离子，离子势小，形成一层连续的水分子层；若E为二价阳离子，形成二层连续水分子。这表明水分子进入层间与层格架（单元层）没有直接关系。水的含量与环境的湿度和温度有关，可多达四层。

白色，有时为浅灰、粉红、浅绿色。鳞片状者解理完全。硬度2～2.5。相对密度2～2.7。甚柔软。有滑感。加水膨胀，体积能增加几倍，并变成糊状物。具有很强的吸附力及阳离子交换性能。热分析：在80～250°C之间出现第一个吸热谷，脱去层间水和吸附水。一般钠蒙脱石脱水温度较低，且为单吸热谷，钙蒙脱石脱水温度较高，并出现复合谷。第二个吸热谷出现于600～700°C之间，脱结构水。第三个吸热谷在800～935°C，晶格完全破坏。其后，紧接着一放热峰，有新相尖晶石和石英生成。

晶体结构单斜晶系；C32h-C2/m；a0=0.523 nm,b0=0.906 nm,c0=0.96～2.05 nm之间变化。如钙蒙脱石层间为一个、两个、三个、四个水分子层时其c0值分别为0.96 nm、1.25 nm、1.55 nm、1.85 nm、2.05 nm；β近于90°。TOT型，二八面体型结构。

形态蒙脱石主要由基性火成岩在碱性环境中风化而成，也有的是海底沉积的火山灰分解后的产物。蒙脱石为膨润土的主要成分。膨润土在我国产地很多，如辽宁、黑龙江、吉林、河北、河南、浙江等地都有产出。我国具工业价值的蒙脱石矿床多产于中生代火山岩系中。

一般说蒙脱石外观形态多是说膨润土原矿，膨润土原矿常呈土状隐晶质块状，电镜下为细小鳞片状，一般说蒙脱石的微观形态多是说蒙脱石的晶体结构。

红外特征加水膨胀为其特征。确切鉴定需结合X射线分析、热分析、化学分析和红外光谱分析技术等。

红外光谱分析技术分析蒙脱石数据如下：

主要用途利用其阳离子交换性能制成蒙脱石有机复合体，广泛用于高温润脂、橡胶、塑料、油漆；利用其吸附性能，用于食油精制脱色除毒、净化石油、核废料处理、污水处理；利用其粘结性可作铸造型砂粘结剂等；利用其分散悬浮性用于钻井泥浆。由于钠蒙脱石的许多性能优于钙蒙脱石，因而常利用蒙脱石的阳离子交换性能，进行改型处理，将钙蒙脱石改造成钠蒙脱石。蒙脱石在医药中应用广泛，可以做医药载体，起控释剂功效，在医药领域有成熟产品蒙脱石散，几乎成为了蒙脱石的代名词，起到止泻功效。蒙脱石在畜类（猪，兔）养殖中有很好应用，尤其是仔、乳猪的黄白痢，小兔的拉稀，起到预防功效，鉴于蒙脱石的特性，还能作为最优秀的饲料脱霉剂的首选。蒙脱石作为饲料辅助添加剂，凭借其自然性状和复合功能，在国外已广泛应用于家畜家禽的饲养。在美国，用蒙脱石作动物饲料占总消耗量的2.14%，在亚美尼亚已占5.47%，它不仅可补偿动物养分，提高畜禽生产性能，而且可以调节动物体内CP流动，对预防消化道疾病有一定作用。

分析测定原理试样用氯化铵煮沸改性，经水洗涤后，再加氯化钾溶液作用，将交换的铵离子置换出来，然后加入甲醛，被置换出的铵离子和甲酸作用生成盐酸，用标准氢氧化钠溶液滴定，计算其吸铵量。

分析步骤称取1.000 g(准确至0. 001 g)试样置于250 mL烧杯中，加入1.0 mol/L氧化铵溶液(4.1.7)50 mL和少许纸浆，在电热板上煮沸并保温30 min.取下，用慢速滤纸过滤，用煮沸的1.0 mol/L氯化铵溶液(4.1.7)洗涤,直至流出的溶液中无钙、镁离子为止(检查方法，在小烧杯中加几毫升氛-氯化铵缓冲溶液(4. 1. 10)和1滴酸性铬蓝K指示剂，承接一些滤液，如溶液不变红色，说明已洗净)。再改用温水洗涤至无氯离子(硝酸银溶液（4.1.11)检查)，用水将漏斗尾部冲洗一下，防止少量氯化铵沾污.漏斗改用清洁的250 mL烧杯承接，分三次加入煮沸的1.0 mol/L氯化钾溶液(4. 1.8)80 mL.待漏斗中溶液流完后，在烧杯中加入甲醛溶液(4.1. 9)15 mL，以酚酞为指示剂，用0. 1 mol/L氢氧化钠标准溶液(4. 1.12)滴定至红色·再在烧杯中接取一次1. 0 mol/L氯化钾溶液(4.1.8)，如溶液红色30s不褪色，表示终点已到，如红色褪去，则应重复滴定至稳定的红色为止·以三次滴定所消耗的氢氧化钠标准溶液的总体积计算结果。

本词条内容贡献者为:

张勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院