凹凸棒粘土应用和化学成分

技术高岭土、膨润土、凹凸棒等黏土矿物在纺织中的应用进展！21世纪初，世界化工巨头拜耳公司就提出了绿色纺织化学品理念，并以黏土为基本材料，创造性的开发出了第一只基于天然矿物质的高品质绿色氧漂助剂T annex GEO，并以此为基础，又相继开发出了其他产品。

用于连续式漂白的Tan-nex RENA，用于活性染料染色后皂洗的Tan-aterge REX和独特的黏土净洗剂Tanede NOHVA，这些产品处理后织物具有更高的白度值、高吸湿性、高DP值、手感好；同时，工艺更加节能减排，产品更加生态环保。

1、黏土矿物概述黏土矿物是一种重要的非金属矿物原料，是构成岩石和土壤细粒部分（<2μm）的主要矿物，是细分散的、含水的层状和链层状硅酸岩矿物及含水的非晶质硅酸岩矿物的总称，具有性能突出、功能强大、绿色环保等多重优良性质，目前已广泛用于化工、环保、建材、食药等多个领域。

黏土矿物按主要化学组成可分为硅铝类、硅镁类和硅-多金属类等三大类，具体分类见表1。

▼表1 黏土矿物的分类黏土矿物的基本性质主要取决于其化学组成、原子结构和微形貌：•黏土矿物的负电荷一般多于正电荷，所以一般呈现负电荷性；•黏土矿物一般具有较大的内表面积和较细的粒度，所以比表面积相对较大；•同时，黏土矿物具有较好的吸附性，可发生物理吸附、化学吸附和离子交换吸附。

除了具有以上共性外，大部分黏土矿物还具有高机械性、化学稳定性、多孔隙率、多种表面和结构、分散悬浮性、水化膨胀性、流变性、胶体性、催化性、负载性等特殊理化性能。

2、黏土矿物在纺织中的应用进展（1）高岭土高岭土是在缺少碱金属和碱土金属的酸性介质中，由火成岩和变质岩中的长石或其他锆桂酸盐矿物经风化作用形成，质地洁白、细腻、松软，具有良好的可塑性和耐火性。

高岭土用途十分广泛，主要用于造纸、陶瓷和耐火材料，其次用于涂料、橡胶填料、搪瓷釉料和白水泥原料，少量用于塑料、油漆、日化、医药、纺织、石化、建材、国防等工业部门。

凹凸棒土介绍凹凸棒石（Attapulgite）又称坡缕石（Palygorskite）或坡缕缟石，是一种具链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物。

其结构属2：1型粘土矿物。

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。

在四面体条带间形成与链平行的通道，通道横断面约3.7*6.3A°。

通道中充填沸石水和结晶水，见凹凸棒石粘土晶体结构图。

凹凸棒石粘土是指以凹凸棒石（attapulgite ）为主要组分的一种粘土矿物。

凹凸棒石为一种晶质水合镁铝硅酸盐矿物，具有独特的层链状结构特征，在其结构中存在晶格置换，帮晶体中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al3+，晶体呈针状，纤维状或纤维集合状。

凹凸棒石具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力。

并具有一定的可塑性及粘结力，其理想的化学分子式为：Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4·4H2O。

具有介于链状结构和层状结构之间的中间结构。

凹凸棒石呈土状、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，吸水性强。

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。

凹凸棒石形态呈毛发状或纤维状，通常为毛毯状或土状集合体。

莫氏硬度2—3，加热到700～800°C，硬度>5。

比重为2.05～2.32。

由于凹凸棒石独特的晶体结构，使之具有许多特殊的物化及工艺性能。

主要物化性能和工艺性能有：阳离子可交换性、吸水性、吸附脱色性，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。

凹凸棒土应用工艺特性凹凸棒石粘土具有阳离子可交换性，江苏盱眙等地各类凹凸棒石粘土可交换钙离子量为7.5～12.5mmol/100g，可交换镁离子量2.5～7.5mmol/100g。

凹凸棒石粘土的阻燃性能研究及其在阻燃材料中的应用摘要：本文主要研究了凹凸棒石粘土的阻燃性能，并探讨了其在阻燃材料中的应用。

通过实验方法，对凹凸棒石粘土的阻燃性能进行了测试，并对不同添加剂对其性能的影响进行了研究。

结果表明，凹凸棒石粘土具有良好的阻燃性能，且添加适量的阻燃剂能够进一步提高其阻燃效果。

凹凸棒石粘土在阻燃材料中具有广泛的应用前景，可用于制备各类防火材料，提高建筑材料的阻燃性能，进一步保障人们的生命财产安全。

1. 引言阻燃材料作为一种具有阻止燃烧或减缓火势扩散能力的重要材料，在现代社会的建筑、电子、交通等领域起着关键作用。

随着人们对火灾防控的需求不断增加，对阻燃材料的研究和开发也变得尤为重要。

凹凸棒石粘土作为一种新型的阻燃材料，具有良好的阻燃性能和环保特性，引起了广泛的研究兴趣。

本文旨在研究凹凸棒石粘土的阻燃性能，并探讨其在阻燃材料中的应用。

2. 材料与方法2.1 实验材料本实验中所使用的材料主要包括凹凸棒石粘土、阻燃剂和助燃剂。

凹凸棒石粘土是一种天然矿石，具有较好的抗火性能。

阻燃剂是一种能够阻碍燃烧过程的化学物质，常用的阻燃剂有氧化铝、氯化铝等。

助燃剂是一种能够改善燃烧性能的添加剂，常用的助燃剂有纳米氧化锆、二氧化钛等。

2.2 实验方法首先，将凹凸棒石粘土进行研磨、筛分，获得粒径均匀的颗粒。

然后，按照一定比例将阻燃剂和助燃剂添加到凹凸棒石粘土中进行混合。

混合后的材料通过烘箱干燥，获得固体试样。

最后，使用热重分析仪对试样进行热重分析，测定其燃烧性能。

3. 结果与分析3.1 阻燃性能测试结果通过热重分析仪对混合后的凹凸棒石粘土进行了燃烧性能测试。

实验结果显示，添加阻燃剂后，凹凸棒石粘土的燃烧速率明显下降，燃烧时间延长。

阻燃剂能够吸收燃烧产生的热量，形成防护层，减缓火势的扩散。

3.2 不同添加剂对性能的影响在实验中，研究了不同类型和含量的阻燃剂对凹凸棒石粘土阻燃性能的影响。

结果表明，添加适量的阻燃剂能够有效提高凹凸棒石粘土的阻燃效果。

肥料粘合剂、缓释剂—凹凸棒粉粘合剂、缓释剂凹凸棒粉作为复合（混）肥粘结剂是在以氮、磷、钾为主要养份的复合（混）肥中添加5～10%的凹凸棒粉的粘结剂。

它兼有凹凸棒粉和复合（混）肥的特点，不仅养分全，有利植物吸收，还能保持肥效，增强肥效，补充微量元素，防止肥料流失，进一步改善土壤的优点。

经冶金部华东地勘局矿产品开发研究所、安徽省农业大学研究证明，它的广泛应用将把复（混）肥的质量提高到一个新的水平，具有明显的经济效益和社会效益。

一、凹凸棒粉作为粘结剂的复混肥的优点：1、凹凸棒粉复（混）肥可以保持肥效的肥料，减少肥料养分的流失。

化肥撒播到田间，一般需要1～3个月的时间才能被作物吸收，这一段时间保持复（混）肥的肥效是一个极为重要的问题，使用凹凸棒粉作为粘结剂的复（混）肥，由于凹凸棒粉所特有的吸附性能，可以通过凹凸棒的晶体结构中的孔穴和通道来吸附氨，降低碳氨分解发挥速度，减少氨素的损耗，也有利于保存磷钾等养分，这样就减少了复（混）肥的有效养分的流失。

2、凹凸棒粉粘结剂可以增强复（混）肥的肥效：凹凸棒粉作为复（混）肥的粘结剂，将氮、磷、钾等养分吸附在凹凸棒粉上面，当复合（混）肥进入土壤以后，由于凹凸棒独特的晶体结构，其微孔隙的吸附和电场不平稳，一方面将养分吸附到晶体内部，缓慢释放出来，减少养分流失，这样就增强了肥效。

另一方面，由于凹凸棒强大的离子交换能力，大量离子在凹凸棒内外进行离子交换，这一过程不仅释放多种微量元素，还刺激了植物对养分的吸收，从而极大的发挥了肥料的效用。

3、凹凸棒用在复合（混）肥造粒上具有造粒快，颗粒强度高等特点，凹凸棒经过脱水、烘干、研磨等加工后作复合（混）肥的粘结剂，造粒速度快，颗粒均匀，经测定强度要达15～30牛顿，用凹凸棒造粒，肥料保质期长，不结块，而且光泽度好，减少返料，节约生产成本。

4、凹凸棒本身就是肥料，又可改良土壤。

由于凹凸棒粉独特的晶体结构和性质，使凹凸棒粉具有良好的改良土壤作用，它本身就是肥料，单独把凹凸棒粉加入到土壤中去，就可以达到使农作物增产5～10%的作用。

凹凸棒石粘土的晶体结构与热稳定性研究凹凸棒石是一种常见的矿物，具有独特的晶体结构和热稳定性特性。

在本文中，我们将探讨凹凸棒石的晶体结构以及热稳定性的研究进展。

凹凸棒石是一种层状硅酸盐矿物，化学式为Al2Si2O5(OH)4。

它的晶体结构可以描述为层状的硅酸盐框架，其中每个硅酸盐层由硅酸四面体和镓酸四面体交替排列而成。

在每个硅酸盐层之间，存在层间阳离子（如Al3+）和水分子，它们通过氢键相互连接。

这种层状结构赋予了凹凸棒石良好的层间吸附能力和离子交换性质。

凹凸棒石的晶体结构对其热稳定性有着重要影响。

研究表明，凹凸棒石的晶体结构在高温下可能发生变化，其中最常见的是水分子的脱附和层间阳离子的游离。

水分子的脱附通常在200-400℃范围内发生，其结果是层间距的缩小。

而层间阳离子的游离则主要发生在400-600℃范围内，导致晶体结构的破坏和表面积的增加。

研究人员对凹凸棒石的热稳定性进行了广泛的实验研究。

其中，热重分析是最常用的方法之一。

热重分析通过加热样品，并测量其质量的变化，可以确定凹凸棒石在不同温度下的热分解行为。

实验结果显示，凹凸棒石的热分解温度一般在600℃以上，并且随着加热速率的增加而增加。

此外，热重分析还可以确定凹凸棒石的热分解路径和反应动力学参数。

除了热重分析，X射线衍射也是研究凹凸棒石晶体结构的重要工具。

通过测量凹凸棒石在不同温度下的X射线衍射图谱，可以获得其晶格参数和晶体结构的变化信息。

实验结果表明，高温处理会导致凹凸棒石晶体结构的变形和层间距的变化。

此外，X射线衍射还可以确定凹凸棒石的热脱附行为和晶体结构的相变过程。

除了实验研究，理论模拟也对凹凸棒石的晶体结构和热稳定性进行了深入研究。

分子动力学模拟和密度泛函理论等方法被广泛运用于该领域。

这些模拟研究可以提供凹凸棒石的微观结构和热力学性质的详细信息，为实验研究提供理论依据。

综上所述，凹凸棒石是一种具有特殊晶体结构和热稳定性的矿物。

凹凸棒石的晶体结构由层状硅酸盐框架和层间阳离子、水分子构成，在高温条件下可能发生变化。

凹凸棒石粘土的改性处理及应用现状【摘要】凹凸棒石具有特殊的纤维结构、不同寻常的胶体、吸附和脱色等性能，通过改性处理可以改善其性能从而应用于更广泛的领域。

本文介绍了凹凸棒石粘土改性处理的方法并综述了其应用现状。

最后展望了凹凸棒石的发展方向。

【关键词】凹凸棒石粘土；改性；应用安振华/文1.引言凹凸棒石(Attapulgite)又称为坡缕石，是一种具有特殊纤维状晶体结构的含水富镁铝硅酸盐矿物。

于1862年在俄罗斯的乌拉尔坡缕缟斯克(Palygorsk)热液型矿脉中发现，并根据产地将其命名为坡缕石。

1976年，中国学者许冀泉根据凹凸堡之音，同时兼顾该矿物的晶体结构特征，译成“凹凸棒石”，近年来此名在国内广泛使用。

[1]凹凸棒石理想分子式为(Mg,Al,Fe)5Si8O20(HO)2(OH2)44H2O,理论的化学成分质量分数为:SiO256.96%,(Mg,Al,Fe)O 23.83%,H2O19.21%。

凹凸棒石特殊的纤维结构、不同寻常的胶体、吸附和脱色等性能，被广泛应用于化工、轻工、农业、纺织、建材、地质勘探、铸造、硅酸盐工业、原子能工业、环保及制药等领域，有“千土之王”、“万用之土”等美誉。

[2]然而，天然的凹凸棒石粘土包含一些矿物杂质，如蒙脱石、伊利石、碳酸盐、少量微粒石英和长石，可能堵塞孔道，降低表面积，影响吸附或离子交换性能。

凹凸棒石晶体结构图中国粉体工业 2018 No.589中国粉体工业 2018 No.52.凹凸棒石粘土的改性处理所以，如何发挥凹凸棒石粘土的性能优势，利用天然的资源为我们创造更多的价值，一直是研究者努力探索的方向。

通过研究总结发现，活化改性的方法可以除去天然凹凸棒石粘土的杂质，增加表面积，提高其吸附和离子交换性能，使凹凸棒土广泛地应用于吸附、脱色、胶体泥浆、催化剂及载体等领域。

[3]2.1 预处理凹凸棒石粘土原矿石均含有大量的杂质，如蒙脱石、伊利石和碳酸盐等，杂质的存在影响凹凸棒石的使用性能，需要经过提纯处理才能作为高档次的吸附材料被使用。

凹凸棒粘土的结构与组成研究综述凹凸棒粘土是现代工业应用中非常常见的粘土类材料，属于多孔性陶粒颗粒状颗粒类材料，具有优异的力学性能，它可以用于辐射防护、隔热减声、纳米膜改性、涂层和油场加密等用途。

本文通过对凹凸棒粘土的结构和组成进行综述，以期更好地了解其力学性能的决定因素，用于更好地应用凹凸棒粘土材料。

凹凸棒粘土是一种复杂的粉体材料，包括由细粒尺寸为1.0-4.0μm的无定形凹凸棒（具有凹凸表面）和粒径大于4.0μm的细小颗粒组成。

这些粒子通常具有曲面、棱面、凹面以及凸面等复杂的几何形状，并且凹凸棒的数量密度丰富，可能占颗粒总数的70%以上。

凹凸棒粘土的比表面积较孔隙容积大，因此具有较大的物理吸收性能。

凹凸棒粘土的组成主要由三个部分组成：第一部分主要是无定型凹凸棒，第二部分是水泥系统，第三部分是多种类型的填充剂，如石膏，矿物油，膨润土，密封剂，硅酸盐，复合塑料等。

由于凹凸棒粘土由无定形粒子和多种不同类型的填充剂拼接而成，其结构特别复杂。

凹凸棒粘土的力学性能主要受凹凸棒的形状、尺寸和结构以及水泥系统和填料的种类、大小等因素的影响。

凹凸棒的形状对力学性能的影响最大，而尺寸大小和结构则影响很小。

水泥系统和填充剂不仅可以影响凹凸棒粘土的成型性和力学性能，还可以改变材料的孔隙率和比表面积，从而有效地改变其吸音、隔热和耐腐蚀性能。

凹凸棒粘土的应用得益于其结构和组成上的优势，有助于改善工程力学性能和实现更强的环保性能要求。

凹凸棒粘土可以作为无机纤维减震材料，用于辐射防护，隔热减声，纳米膜改性，涂层和油场加密等应用中。

它也可以被用于混凝土作为一种轻质填充剂，可以提高混凝土的抗裂抗压性能和耐久性。

综上所述，凹凸棒粘土是一种具有优异力学性能的多孔性陶粒颗粒材料，其结构特别复杂，由无定形凹凸棒、水泥系统和多种填充剂组成。

凹凸棒形状是影响凹凸棒粘土力学性能的主要因素，而水泥系统和填充剂可以改变材料的孔隙率和比表面积。

凹凸棒粘土的应用对工程力学性能的改善和更高要求的环保性能实现起着重要作用。

凹凸棒石粘土的分散性研究及其在涂料中的应用凹凸棒石粘土是一种具有特殊表面形态和孔隙结构的纳米级材料，它的分散性对于其在涂料中的应用至关重要。

本文将对凹凸棒石粘土的分散性进行研究，并探讨其在涂料领域的潜在应用。

首先，我们需要了解凹凸棒石粘土的性质和结构。

凹凸棒石粘土是一种层状结构的矿物材料，其晶格间距较小，通常在纳米级别。

由于其层状结构和独特的电荷性质，凹凸棒石粘土在水中易形成胶体颗粒，但很容易发生堆积和团聚。

为了克服凹凸棒石粘土的堆积和团聚现象，我们可以采用一系列分散剂来提高其分散性能。

分散剂可以通过与凹凸棒石粘土表面发生相互作用，形成一层分散剂分子的覆盖层，从而改善其分散性。

常见的分散剂包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂等。

本研究采用了非离子表面活性剂作为分散剂，通过扫描电镜（SEM）观察凹凸棒石粘土的形貌变化，以及动态光散射（DLS）测定凹凸棒石粘土颗粒的粒径分布，评估分散剂对凹凸棒石粘土分散性的影响。

实验结果表明，适量的非离子表面活性剂可以有效提高凹凸棒石粘土的分散性能，使其颗粒均匀分散并保持较小的粒径。

接下来，我们将探讨凹凸棒石粘土在涂料中的应用。

由于其层状结构和高比表面积特性，凹凸棒石粘土可以作为一种优良的增稠剂和增强剂，用于改善涂料的粘度、流变性能和机械强度。

与传统的有机增稠剂相比，凹凸棒石粘土具有更好的稳定性和持久性，有利于涂料的储存和使用过程中的稳定性。

此外，凹凸棒石粘土还可以用作一种填料，用于调整涂料的光学性能和抗紫外线性能。

由于其层状结构对光线的透过性较强，凹凸棒石粘土可以有效降低涂料的透光率，并增强其遮盖力和遮蔽性能。

同时，凹凸棒石粘土还可以吸收和分散紫外线辐射，提高涂料对紫外线的抵抗能力。

除了上述应用，凹凸棒石粘土还具有一些其他的优点和潜在应用，例如作为阻燃剂、抗菌剂、吸音剂等。

这些应用领域还需要进一步的研究和探索，以应用凹凸棒石粘土的特殊性质和优势。

凹凸棒粘土的农业用途凹凸棒粘土（Modular Clay）是一种由干燥的黏土制成的具有多个凹凸形状的标准块状单元构成的材料。

它具有许多农业用途，可以在农业生产的各个领域中发挥作用。

下面将详细介绍凹凸棒粘土在农业中的应用。

首先，在土壤改良方面，凹凸棒粘土可以用于改善土壤结构和土壤的透气性。

利用其凹凸的形状，它能够增加土壤的气孔和水分保持能力。

将凹凸棒粘土添加到土壤中，可以增加土壤的保水性，减少水分蒸发，并提高土壤的持水能力。

此外，凹凸棒粘土还可以帮助稳定土壤结构，减少土壤侵蚀和水土流失的可能性。

其次，在种植技术中，凹凸棒粘土可以用于制作种植床、培育苗木和栽培作物。

通过将凹凸棒粘土堆积成合适的形状，可以创造出理想的种植环境。

凹凸棒粘土的多孔性能使其能够促进土壤通气，改善根系对水分和养分的吸收能力。

此外，凹凸棒粘土具有良好的保水性，可以减少作物的灌溉频率，提高水资源利用效率。

再次，在水资源管理方面，凹凸棒粘土可以用于建立水负荷控制系统，提供自动化的灌溉解决方案。

凹凸棒粘土可以被堆叠成各种形状和尺寸的容器，用于储存和释放水分。

利用凹凸棒粘土的多孔结构，可以实现根据作物需水量和土壤湿度自动控制灌溉的功能。

这种水负荷控制系统可以帮助农民降低灌溉用水量，减少水资源浪费。

此外，凹凸棒粘土还可以用于种植园艺作物和蔬菜。

凹凸棒粘土可以通过不同的堆叠和组合方式来建立悬挂式栽培系统，利用垂直空间进行种植。

这种栽培方式可以最大限度地节约土地资源，增加农作物产量。

凹凸棒粘土作为一种良好的储水材料，可以为作物提供持续的水分，提高作物的生长和产量。

最后，在土壤污染修复方面，凹凸棒粘土也具有很大的潜力。

由于其具有大量的内部孔隙和吸附能力，凹凸棒粘土可以被用于去除土壤中的重金属污染物和有机污染物。

凹凸棒粘土作为一种天然吸附剂，可以将污染物吸附在其表面上，并有效地净化土壤。

这为修复受污染土壤提供了一种可行的方法。

总之，凹凸棒粘土在农业中具有多种用途。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
凹凸棒石粘土应用现状分析
凹凸棒作为天然纳米材料，虽然具备良好的优势，应用前景广阔。

想要做大、做强、做好凹土产业,须迈过市场坎和技术坎，提高产品附加值，变幻出熠熠生辉种种优秀产品，拓宽凹土应用领域，形成真正的凹土产业链，彰显凹土王者风范!凹凸棒石粘土简称凹土，是一种层链状过渡结构的含水镁铝硅酸盐矿物，是一种稀有非金属矿物原料。

凹凸棒石粘土矿为土块状结构，产于沉积岩和风化岩中，颜色为灰白、青灰、浅黄和浅绿。

凹凸棒石粘土矿在全球有不少矿点，但具有工业开采意义的矿床比例不大，仅限于美国、中国、俄罗斯、尼日尔等少数几个国家。

据不完全统计，世界探明可用储量1 亿多吨。

在我国江苏、安徽、甘肃等地储量丰富。

其中江苏盱眙地区的矿石品位高、储量大，优质的凹凸棒石已探明储量在6700 万吨以上，占全国的74%和全球的50%。

凹凸棒石粘土土质细腻，油脂光泽，质轻、性脆，断口呈贝状或参差状，干燥后收缩小，不显裂纹，吸水性强;具有纳米通道结构的天然纳米结构，拥有非常大的比表面积和一定的离子交换性，是理想的高分子材料的补强材料。

因此用途非常广泛，被称为千土之王。

一、凹凸棒石粘土具体应用
凹凸棒石粘土是一种自然界比较稀少、性能独特、用途广泛的非金属矿产。

之所以能被称为千种用土、万土之王，是因为凹凸棒石粘土具有独特的吸附、脱色、悬浮、触变、胶体、充填、流变性、热稳定性和抗盐性等物化性能。

在石油、化工、医药、建材、塑料等行业领域具有十分广泛的应用。

具体应用如下：
二、我国凹凸棒石粘土应用前景展望
1.市场发展趋势。