海泡石的沉積作用形成或由蛇紋巖蝕變而成的。
海泡石本身是無害的,但是由于海泡石礦是由蛇紋巖蝕變而來,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。海泡石主要被用來制作煙斗。中國江西樂平、湖南瀏陽等地有產(chǎn)出。江西樂平牯牛嶺是我國海泡石的發(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。
海泡石的特殊結(jié)構(gòu)決定了它擁有包括貫穿整個結(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,每一個硅氧四面體都共用二個角頂同相鄰的三個四面體相連。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口通道,這些通道中含有沸石水。在八面體邊緣有兩個水分子與鎂離子結(jié)合,參與八面體配位。
海泡石的物理性質(zhì)如下:
(1)外觀:顏色多變,有白色、淺黃、淺灰、黑綠,條呈白色,不透明,觸感光滑且粘舌。
(2)硬度:2-2.5
(3)比重:1-2.3
(4)耐高溫:在350度的高溫下,結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化,耐高溫性能達(dá)1500-1700度
(5)吸咐性:吸收大于自身重量150%的水
(6)吸水率:160~200%。
(7)飽和鹽水吸附率:180一260%。
(8)熱穩(wěn)定性:1300度失濕存水,沸石水;
200~600度失結(jié)品水,結(jié)構(gòu)無太人變化;
600~700度失結(jié)構(gòu)水;
820度生成新相一頑火石。
(9)相轉(zhuǎn)變:20一80MPa,22~76小時;500度以上,600度以下為蒙脫石一綠泥石混合物。
(10)懸浮性:海泡石易分散于水或其它強(qiáng)中等的極性溶劑里并形成網(wǎng)絡(luò),且?guī)缀醪皇茈娊赓|(zhì)的影響。
(11)溶液酸堿性:海泡石w=10%懸浮液pH值約為9。
以海泡石礦物為主要成分的纖維,稱為海泡石礦物纖維,海泡是一種富鎂硅酸鹽纖維礦物,其理化學(xué)式為Mgo[Si12O30](OH)4 12 H2O,水分子中有4個為結(jié)晶水,其余為沸石水,并常含有少量錳、鉻等元素。顏色多變一般60%為白色,淺灰色、淺紅、淡黃、褐色等。
海泡石粘土(sepiolite clay)是一種以海泡石為主要成分的粘土,伴生有凹凸棒石、蒙脫石、滑石等,非粘土礦物混入物則有石英、方解石、天青石等。
其成因有兩種類型,一種為熱液型,另一種為沉積型。前者的礦物成分,以海泡石為主,含量可達(dá)80- 90%以上,其次可含有少量的石英、白云石、方解石、蛋白石、云母、滑石等。這種類型的海泡石礦,因規(guī)模小,大多數(shù)達(dá)不到開采價值。沉積型海泡石粘土,礦物組成較復(fù)雜,海泡石含量在30~95%之間。
粘土是指粘土礦物的集合體,有特的晶層重疊結(jié)構(gòu),具有資源豐富、價格便宜等特點(diǎn),被認(rèn)為是聚合物理想的填料。由于粘土層間是水合陽離子,與高聚物或單體的相互作用較小,親水的微環(huán)境不利于有機(jī)物進(jìn)入層間,因而需要對粘土表面進(jìn)行改性處理。當(dāng)層狀粘土以納米級尺寸均勻分散于聚合物復(fù)合體系中時,結(jié)合聚合物長鏈結(jié)構(gòu)及良好的加工性,此類材料的性能較其相應(yīng)的宏觀或微米級材料有大幅度的提高,包括抗張強(qiáng)度,彈性模量,熱變形溫度性能等表現(xiàn)出全新的性質(zhì),如的透明性或性質(zhì)的各向異性等。
黏土是一種的非金屬礦物,包括高嶺石族,蒙脫石族,伊利石族等,種類繁多。粘土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為:由Si—O結(jié)構(gòu)層狀骨骼,按夾在它們之間的離子種類形成各種層狀結(jié)構(gòu),并沿C軸重疊,具有的殘缺表面,層間結(jié)合力弱,并存在著層內(nèi)結(jié)構(gòu)不飽和填充與扭曲等。粘土的這些結(jié)構(gòu)層次之間存在著密切的聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化的可能,尤為重要的是粘土表面存在大量 一OH斷鍵,為粘土表面改性提供了條件。通過物理和化學(xué)方法對黏土的物理和化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行改良,使其擁有特定的改良特性。
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),藥物開發(fā),石棉替代品,節(jié)能方面的應(yīng)用。