[科普中国]-蛭石

蛭石又叫蛭石粉，英文名为VERMICULITE，密度为2.4~2.7g/cm3；

CAS号：1318-00-9；

分子式：(Mg,Fe,Al) 3 [(Si,Al) 4 O 10 (OH) 2 ].4H 2 O

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蛭石（Vermiculite） (Mg,Ca)0.3-0.45(H2O)n{(Mg,Fe3 ,Al)3[(Si,Al)4O12](OH)2}

蛭石矿物的名称来自拉丁文，带有“蠕虫状”、“虫迹形”的意思。2蛭石被突然加热到200至300℃后会沿其晶体的c轴产生蠕虫似的剥落，由此它也获得了它的名字。蛭石是一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物，原矿外形似云母，通常主要由黑（金）云母经热液蚀变作用或风化而成，因其受热失水膨胀时呈挠曲状，形态酷似水蛭，故称蛭石。

蛭石是一种与蒙脱石相似的粘土矿物，为层状结构的硅酸盐。一般由黑云母经热液蚀变或风化形成。它有时以粗大的黑云母样子出现（这是蛭石的黑云母假象），有时则细微得成为土壤状。把蛭石加热到300℃时，它能膨胀20倍并发生弯曲。这时的蛭石有点像水蛭（俗称蚂蟥），因此它有了这么一个名字。蛭石一般为褐、黄、暗绿色，有油一样的光泽,加热后变成灰色。蛭石可用作建筑材料、吸附剂、防火绝缘材料、机械润滑剂、土壤改良剂等等，用途广泛。

蛭石的主要化学式为（Mg，Ca）0.7（Mg，Fe，Al）6.0[（Al，Si）8.0]（OH4.8H2O）。常见化学式为 (Mg2.36Fe0.48Al0.16)(Si2.72Al1.28O10(OH)2)(Mg0.32(H2O)4.32)

蛭石可按阶段性可以划分为蛭石片和膨胀蛭石，按颜色分类可分为金黄色蛭石、银白色蛭石、乳白色蛭石。

蛭石片经过高温焙烧其体积可迅速膨胀6-20倍，膨胀后的比重为60-180kg/m3，具有很强的保温隔热性能。

单斜晶系；a0=0.535nm，b0=0.925nm，c0=n*1.45 nm，β=97。07'；Z=2。这是常见的以Mg为主要层间阳离子的三八面体型蛭石的晶格常数。二八面体型蛭石的晶格常数稍有不同。晶体结构为2:1（TOT）型。四面体片中由Al代替Si而产生层电荷，导致层间充填可交换性阳离子和水分子。水分子以氢键与结构层表面的桥氧相联，在水分子层内彼此又以弱的氢键相互连结。部分水分子围绕层间阳离子形成配位八面体，形成水合络离子[Mg(H2O)6]2 ，在结构中占有固定的位置；部分水分子呈游离状态。这种结构特点使蛭石具有很强的阳离子交换能力。在正常温度和湿度下，Mg饱和蛭石的c0为1.436nm，层间具双水分子层，但水分子层不完整。水饱和后c0增大至1.481nm，此时层间填充的是完整的水分子层。通过缓慢加热使蛭石部分脱水后，其c0由1.436变为1.382nm。继续脱水，双层水分子将减为单层水分子，c0变为1.159nm。再继续脱水，将变为完全脱水结构（c0=0.902nm）与含单层水分子结构（c0=1.159nm）相间排列的结构，其c0为2.06nm。完全脱水后则变为类似于滑石的结构，c0为0.902nm。

蛭石加热至500℃脱水后，置于室温下可再度吸水；但加热至700℃后则不再吸水。

常依黑云母或金云母呈假象。多呈褐、黄褐、金黄、青铜色，有时带绿色。光泽较云母弱，油脂光泽或珍珠光泽。解理完全，薄片有挠性。硬度1~1.5。相对密度2.4~2.7。

偏光镜下：多色性无色至浅褐色。二轴晶(-)，光轴角很小。Ng=1.545~1.585，Nm =1.540~1.580，Np=1.525~1.560。

膨胀性；阳离子交换性和吸附性；膨胀蛭石也具有良好的吸水性；隔音性；隔热性和耐火性；耐冻性；膨胀蛭石的化学性质稳定。不溶于水。pH值7~8。无毒、无味，无副作用。3

主要为黑云母和金云母经低温热液蚀变的产物。部分蛭石由黑云母经风化作用而缓慢形成。

[鉴定特征] 外形与黑云母相似，但光泽、解理程度、硬度、薄片弹性均较黑云母弱。灼烧时体积强烈膨胀为其主要特征。2

产品规格:8-12mm、4-8mm、2-4mm、1-2mm、0.3-1mm、40-60目、60-80目、80-100目、100目、150目、200目、325目等，规格可以根据要求来生产。

生蛭石片经过高温焙烧后，其体积能迅速膨胀数倍至数十倍，体积膨胀后的蛭石就叫膨胀蛭石，其是层状结构，层间含有结晶水，容重在50-200kg/m3，热导率小，是良好的隔热材料。质量良好的膨胀蛭石，最高使用温度可达1100℃。此外，膨胀蛭石具有良好的电绝缘性。膨胀蛭石广泛用于绝热材料、防火材料、育苗、种花、种树、摩擦材料、密封材料、电绝缘材料、涂料、板材、油漆、橡胶、耐火材料、硬水软化剂、冶炼、建筑、造船、化学等工业。4

膨胀后的蛭石用途十分广泛，但其主要用途仍是作建筑材料。美国1986年消费结构中，用作灰浆和水泥预混合料及轻质混凝土骨料的膨胀蛭石占52%；英国用作混凝土、涂墙泥、水泥混凝剂的占40%。

蛭石的主要用途：

建筑：轻质材料 轻质混凝土骨料(轻质墙粉料、轻质砂浆)耐热材料 壁面材料、防火板、防火砂浆、耐火砖。

保温、隔热：吸声材料、地下管道、温室管道、保温材料，室内和隧道内装、公共场所的墙壁和天花板。

冶金：钢架包覆材、制铁、铸造除渣 高层建筑钢架的包覆材料、蛭石散料。

农林：园艺方面，高尔夫球场草坪，种子保存剂、土壤调节剂、湿润剂、植物生长剂、饲料添加剂。

海洋捕鱼业：钓铒。

其他方面：吸附剂、助滤剂、化学制品和化肥的活性载体、污水处理、海水油污吸附、香烟过滤嘴，炸药密度调节剂。

片径大小不同的蛭石有不同的用途

+20目：房屋绝缘器材、家用冷藏器、汽车减音器、隔音灰泥、保险箱和地窖衬里管道、锅炉的护热衣、炼铁厂的长柄勺、耐火砖绝缘水泥。

20～40目：汽车绝缘器材、飞机绝缘器材、冷藏库绝缘器材、客车绝缘器材、墙板水冷却塔、钢材退火、灭火器、过滤器、冷藏库。

40～120 目：油地毡、屋顶板、檐板、介电闸板。

120～270目：糊墙纸印刷、户外广告、油漆，增加油漆的粘度，照相软木板用的防火卡片纸。

-270目 ：金黄色和古铜色油墨、油漆的外补充剂。

蛭石的化学成份(%)

1：把膨胀蛭石铺于楼顶，可以起到很好的隔热保温效果，使楼舍冬暖夏凉。用蛭石砖砌成高层建筑的隔墙板，可以起到隔音、防火、防潮等作用，又可减轻楼体负荷。

2：蛭石用于温室大棚内，具有疏松土壤，透气性好，吸水力强，温度变化小等特点，有利于作物的生长，还可减少肥料的投入。在刚刚兴起的无土栽培技术中，它是必不可少的原料。

3：蛭石和适量的绝缘胶混合，可制成绝缘板。

4：蛭石可用于人工繁殖爬行动物时的孵化垫材。

5：蛭石也用于医药卫生、动物饲料等行。

四面体片中Al代替Si一般为1/3~1/2，还可有Fe3 代替Si。Al、Fe3 代替Si是产生层电荷的主要原因。单位化学式的电荷数在0.6~0.9之间。层电荷补偿一方面由八面体中Al代替Mg引起，另一方面来自层间阳离子。层间阳离子以Mg为主，也可以是Ca、Na、K、(H3O) ，以及Rb、Cs、Li、Ba等。八面体片中的阳离子主要为Mg，也可以有Fe3 、Al、Cr、Fe2 、Ni、Li等。层间水的含量取决于层间阳离子的水合能力及环境温度和湿度。含较高水合能力的Mg时，在高的温度和湿度下，单位化学式可含4~5个水分子；而当阳离子为水合能力弱的Cs时，可几乎不含水分子。2

在自然界里在温泉的溶液中由黑云母等矿物产生。在自然界里它们与土壤中的粘土混合在一起，而且无法从粘土中分出来。蛭石在我国的新疆、俄罗斯的科拉半岛、津巴布韦、澳大利亚、南非和在美国均有出产。世界拥有蛭石储量约6亿吨，其中我国和俄罗斯储量约占三分之二，其它主要分布在美国和南非。美国蛭石主要分布在蒙大拿州LIBBY，储量约8000万吨，占美国蛭石总储量的三分之二；南非总储量约7300万吨，主要产地是帕拉博拉地区，其储量占南非蛭石总储量的90%以上；前苏联共有20多个蛭石矿床，其中特大型的为科尔多夫和波达宁矿床，预计总储量约2亿吨。我国蛭石分布较广，但多分布在我国北部，主要有新疆、河北、内蒙、辽宁、山西、陕西等省区；在四川、河南、湖北甘肃等省也有分布，主要产于变质岩区。规模最大、最具代表性的是新疆尉犁县且干布拉克蛭石矿，其储量占全国总储量的90%以上，居世界第二（仅次于南非），远景储量为1亿吨，其中2号矿体已探明储量1400万吨，是世界罕见的超大矿床，灼烧实验结果表明新疆蛭石具有膨胀倍数高、杂质少等优点。其次为灵寿县金黄色蛭石主产地，东海县石开境内有丰富的蛭石矿产，尤其在新疆生产建设兵团农二师三十三团蛭石矿，这里的蛭石不仅蕴藏丰富，而且质量很好。

蛭石的化学式为（Mg，Ca）0.7（Mg，Fe，Al）6.0[（Al，Si）8.0]（OH4.8H2O） 。单斜晶系，通常呈片状。褐、黄褐或古铜色。油脂光泽。硬度1~1.5。密度2.4~2.7g/cm3，蛭石在800~1000℃焙烧，体积迅速膨胀，增大6~15倍，高者可达30倍。膨胀后的蛭石平均容重为100~200Kg/m3因经焙烧膨胀作用的蛭石有细小的空气隔层，故具有优良的保温性能。

蛭石质量的等级是根据蛭石的膨胀倍数大小、薄片平面尺寸和杂质含量的多少划分的。但由于蛭石的外观和成分变化很大，很难进行确切的分级。因此，主要是以其体积膨胀倍数为划分等级的根据。现将几种分级标准分别叙述于下：

1.按体积膨胀倍数分级。

一级品：蛭石具有大的叶片，不能劈剥成完整的薄片。颜色为黄铜、青铜或淡绿色，呈珍珠或脂肪光泽，煅烧后变成金黄色，蛭石体积膨胀8倍以上。

二级品：蛭石的叶片较大，不易劈剥成完整的薄片。颜色为棕色、暗黄铜色和绿色，有珍珠或玻璃光泽。经煅烧后蛭石体积膨胀6—8倍。

三级品：蛭石的叶片较小，薄片有些弹性，表面凹凸不平。颜色为暗棕色、深绿色，有些玻璃光泽。经煅烧后蛭石的体积膨胀3～5倍。

四级品：微经水化作用的蛭石，和云母有相近的外观，并夹有未经水化作用的云母，易劈剥成薄片，颜色为暗绿色或近似黑色，呈玻璃光泽，经煅烧后蛭石的体积膨胀3倍以下。

2.按蛭石的叶片平面尺寸的大小划分的等级。

一级品：15毫米以上。

二级品：4～15毫米。

三级品：2～4毫米。

四级品：2毫米以下。

3.按蛭石原矿中其他矿物杂质含量划分的等级。

一级品：杂质含量占3%以下(按重量计)。

二级品：杂质含量占4～9%(按重量计)。

三级品：杂质含量占10-,-,15%(按重量计)。

四级品：杂质含量15%以上(按重量计)。5

蛭石是一种水合物，呈块状、片状。其层间水分子经高温灼烧，体积增大6-15倍。富含氮、磷、钾、铝、铁、镁、硅酸盐等成分。蛭石有较高的层电荷数，故具有较高的阳离子交换容量和较强的阳离子交换吸附能力。特点是：质轻，水肥吸附性能好，不腐烂，可使用3-5年（不像腐植土、椰子壳衣等容易腐烂）。

生蛭石原矿经过高温焙烧后，成为膨胀蛭石。膨胀蛭石常规的粒度规格有0.5-1mm、1-3mm 2-4mm、3-6mm、4-8mm、1-6mm等。另外，也可依客户生产需要生产出其它的粒度型号。蛭石粉由生蛭石原矿经高温焙烧，筛选，研磨加工成粉末状。主要型号有40目、60目、100目、200目、325目。应用于：房屋绝缘器材、家用冷藏器、汽车减音器、隔音灰泥、保险箱和地窖衬里管道、锅炉的护热衣、炼铁厂的长柄勺、耐火砖、绝缘水泥、汽车绝缘器材、飞机绝缘器材、冷藏库绝缘器材、客车绝缘器材、墙板水冷却塔、钢材退火、灭火器、过滤器、冷藏库、油地毡、屋顶板、檐板、介电闸板、糊墙纸印刷、户外广告、油漆，增加油漆的粘度，照相软木板用的防火卡片纸、金黄色和古铜色油墨、油漆的外补充剂等。

农业方面，蛭石可用作土壤改良剂，由于其具有良好的阳离子交换性和吸附性，可改善土壤的结构，储水保墒，提高土壤的透气性和含水性，使酸性土壤变为中性土壤；蛭石还可起到缓冲作用，阻碍PH值的迅速变化，使肥料在作物生长介质中缓慢释放，且允许稍过量地使用肥料而对植物没有危害；蛭石还可向作物提供自身含有的K、Mg、Ca、Fe以及微量的Mn、Cu、Zn等元素。蛭石的吸水性、阳离子交换性及化学成分特性，使其起着保肥、保水、储水、透气和矿物肥料等多重作用。试验表明：将0.5-1%的膨胀蛭石掺入复合肥中，可使农作物产量提高15-20%。

园艺方面，蛭石可用于花卉、蔬菜、水果栽培、育苗等方面。除作盆栽土和调节剂外，还用于无土栽培。作为种植盆栽树和商业苗床的营养基层，对于植物的移栽和运送特别有利。蛭石能够有效地促进植物根系的生长和小苗的稳定发育。长时间提供植物生长所必需的水分及营养，并能保持根阳光温度的稳定。蛭石可使作物从生长初期就能获得充足的水分及矿物质，促进植物较快生长，增加产量。

蛭石产品规格：0.5-1mm、1-3mm、2-4mm、3-6mm、4-8mm。

蛭石主要型号有：20-40目、40-60目、60-80目、200目、325目。

蛭石板是用膨胀蛭石和一定剂量的黏合剂，经过热压或是冷压而制成的板材。该板材具有保温、隔热、防火等特点。此产品可以用在防火门芯，壁炉内衬，墙体材料。

蛭石板是一种新型的无机材料，以膨胀蛭石为主要原料，与一定比例的无机粘合剂混合，经过一系列工序加工而成的具有耐高温、防火、绿色环保、绝热、隔音、不含有害物质的板材。高温加热至1200℃后也不产生危害人体健康的气体，燃烧性能达到A级。

蛭石板被国外广泛的应用到建筑、船舶、冶金、电力、航天等领域中；蛭石板可运用于家具、防火墙、吊顶，还可用于消防通道、钢梁包覆、管线包覆、真火壁炉中的衬板、墙的隔断等。　1、防火门门芯；　2、高级厨具、家具；　3、船体板材；　4、消防通道、通风系统；　5、商厦银行、图书馆、宾馆、饭店、娱乐场所、高级住宅、普通住宅等；　6、窑炉保温；　7、壁炉保温；　8、工业用保温材料。

蛭石一般采用露天开采，多为人工凿眼、炸药爆破等，它需要密封保存，且存放于常温、避光、通风干燥处。