海泡石的沉積作用形成或由蛇紋巖蝕變而成的。
海泡石本身是無(wú)害的,但是由于海泡石礦是由蛇紋巖蝕變而來(lái),而蛇紋巖又是石棉的主要成分,因此很難將海泡石與石棉分離,一般的海泡石都會(huì)含有少量的石棉成分,比例大約在5%~30%左右。海泡石主要被用來(lái)制作煙斗。中國(guó)江西樂(lè)平、湖南瀏陽(yáng)等地有產(chǎn)出。江西樂(lè)平牯牛嶺是我國(guó)海泡石的發(fā)現(xiàn)地。海泡石粘土的地質(zhì)調(diào)查始于章人駿,1947年,他依據(jù)化學(xué)分析及脫色效果將“耐火白土”定名為海泡石,并討論了礦床的成因。
海泡泥的主要原料是海泡石粉,它是、、無(wú)味、無(wú)石棉、無(wú)放射性元素的一種水合鎂硅酸鹽粘土礦物,具有非金屬礦物中大的比表面積(高可達(dá)900m2/g)和特的內(nèi)容孔道結(jié)構(gòu),是公認(rèn)的吸附能力強(qiáng)的粘土礦物。
海泡石的特殊結(jié)構(gòu)決定了它擁有包括貫穿整個(gè)結(jié)構(gòu)的沸石。水通道和孔洞以及大的表面積,它具有截面積為0.36nm×1.06nm的管狀貫穿通道及高達(dá)900的理論表面積。在通道和孔洞中可以吸附大量的水或極性物質(zhì),包括低極性物質(zhì),因此海泡石具有很強(qiáng)的吸附能力。強(qiáng)吸附性以及可處理改善的大比表面,使之具備作催化劑載體的良好條件。海泡石的一些表面性質(zhì)(如表面酸性弱、鎂離子易被其它離子取代等),使其本身也可用作某些反應(yīng)的催化劑。故海泡石不僅是一種很好的吸附劑,而且是一種良好的催化劑和催化劑載體。海泡石的晶體結(jié)構(gòu)具有連續(xù)的硅氧四面體層。其中,每一個(gè)硅氧四面體都共用二個(gè)角頂同相鄰的三個(gè)四面體相連。四面體中活性氧指向沿b軸周期性的倒轉(zhuǎn),因此形成了大小固定井平行于鏈的開(kāi)口通道,這些通道中含有沸石水。在八面體邊緣有兩個(gè)水分子與鎂離子結(jié)合,參與八面體配位。
海泡石纖維是一種天然礦物纖維,是海泡石礦物的纖維狀變種,稱之為α-海泡石。據(jù)介紹,海泡石作為一種層鏈狀的硅酸鹽礦物,結(jié)構(gòu)中兩層硅氧四面體中間夾一層鎂氧八面體,形成2∶1 型的層狀結(jié)構(gòu)單元。其四面體層是連續(xù)的,層中活性氧的指向周期性的發(fā)生倒轉(zhuǎn)。八面體層形成上下層相間排列的通道。通道的取向與纖維軸一致,允許水分子、金屬陽(yáng)離子、有機(jī)小分子等進(jìn)入其中。海泡石具有較好的耐熱性,海泡石還有良好離子交換和催化特性,及耐腐蝕、抗輻射、絕緣、隔熱等特性,尤其是其結(jié)構(gòu)中的Si-OH能與有機(jī)物直接反應(yīng)生成有機(jī)礦物衍生物。
在其結(jié)構(gòu)單元中,硅氧四面體與鎂氧八面體相互交替,具有層狀和鏈狀的過(guò)渡特征。海泡石具有特的理化性能,它的比表面積高(可達(dá)800-900m/g)、孔隙率大,擁有很強(qiáng)的吸附與催化能力。
海泡石的應(yīng)用領(lǐng)域也十分廣泛,而經(jīng)過(guò)提純、超細(xì)加工、改性等一系列處理的海泡石,可作為吸附劑、凈化劑、除臭劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、懸浮劑、觸變劑、填充劑等應(yīng)用于水處理、催化、橡膠、涂料、化肥、飼料等工業(yè)方面。除此之外,海泡石較好的抗鹽性能和耐高溫性能使其作為鉆井泥漿原料應(yīng)用于石油鉆井、地?zé)徙@井等方面。
海泡石具有較好的吸附,脫色、熱穩(wěn)定、抗腐蝕、抗輻射、隔熱絕緣、抗摩擦、防滲透等性能,廣泛用于鉆井、石油、醫(yī)藥、釀造、建材、農(nóng)藥、化肥、橡膠制品、制動(dòng)等方面。
海泡石礦物纖維在一些領(lǐng)域的要求如下:
脫色率≥ 造漿率>4m3/ t 分散性快是石棉3倍熔點(diǎn)為1650℃,粘度30-40s,能自然分解不產(chǎn)生污染,是國(guó)家大力提倡的無(wú)石棉計(jì)劃第二點(diǎn)在國(guó)外已全部應(yīng)用,有綠色礦物纖維的稱號(hào)。
海泡石粘土濕時(shí)柔軟,收縮率低,可塑性好,具的比表面能,有的吸附性,脫色性和分散性,熱穩(wěn)定性高,耐火度可達(dá)1500~1700℃,絕緣性、可塑性能好,抗鹽度其它粘土。因此已成為世界上用途廣泛的粘土原料之一。
改性粘土在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用可分為吸附水中的重金屬離子, 空氣污染的治理, 處理水中的離子型化合物,治理赤潮,處理水中的有機(jī)污染物等。在其他領(lǐng)域中也有作用,改性黏土可作用于建筑材料,橡膠工業(yè),藥物開(kāi)發(fā),石棉替代品,節(jié)能方面的應(yīng)用。