stringtranslate.com

Монтмориллонит

Монтмориллонит представляет собой очень мягкую группу слоистых силикатных минералов, которые образуются при осаждении из водного раствора в виде микроскопических кристаллов , известных как глина . Он назван в честь Монморильона во Франции . Монтмориллонит, член группы смектита , представляет собой глину в соотношении 2:1, что означает, что он состоит из двух тетраэдрических листов кремнезема , между которыми находится центральный октаэдрический лист оксида алюминия . Частицы имеют пластинчатую форму со средним диаметром около 1 мкм и толщиной 0,96 нм ; Для разделения отдельных частиц глины требуется увеличение примерно в 25 000 раз с использованием электронного микроскопа. К представителям этой группы относятся сапонит , нонтронит , бейделлит и гекторит .

Монтмориллонит представляет собой подкласс смектита, слоистый силикатный минерал 2:1, характеризующийся октаэдрическим зарядом более 50%; его катионообменная способность обусловлена ​​изоморфным замещением Al на Mg в центральной плоскости оксида алюминия. Замещение катионов с более низкой валентностью в таких случаях оставляет близлежащие атомы кислорода с чистым отрицательным зарядом, который может притягивать катионы. Напротив, бейделлит представляет собой смектит с тетраэдрическим зарядом более 50%, возникающим в результате изоморфного замещения Si на Al в листе кремнезема.

Отдельные кристаллы монтмориллонитовой глины не связаны прочно, поэтому вода может вмешиваться, вызывая набухание глины, поэтому монтмориллонит является характерным компонентом набухающей почвы . Содержание воды в монтмориллоните непостоянно, и его объем значительно увеличивается при поглощении воды. По химическому составу это гидрат гидроксида силиката натрия, кальция, алюминия и магния (Na,Ca) 0,33 (Al,Mg) 2 (Si 4 O 10 )(OH) 2 · n H 2 O . Катионы калия, железа и других являются распространенными заменителями, а точное соотношение катионов варьируется в зависимости от источника. Часто встречается в смеси с хлоритом , мусковитом , иллитом , кукеитом и каолинитом .

Условия пещеры

Монтмориллонит может концентрироваться и трансформироваться в пещерах . Естественное выветривание пещеры может оставить после себя скопления алюмосиликатов , содержавшихся в коренных породах. Монтмориллонит может медленно образовываться в растворах алюмосиликатов. Высокий уровень HCO−3концентрации и длительные периоды времени могут помочь в его формировании. Затем монтмориллонит может превращаться в палыгорскит в сухих условиях и в галлуазит -10 Å ( энделлит ) в кислых условиях (рН 5 или ниже). Галлуазит-10А может в дальнейшем превращаться в галлуазит-7А при высыхании. [6]

Использование

Структура монтмориллонита

Монтмориллонит используется в нефтедобывающей промышленности в качестве компонента бурового раствора , делая раствор вязким , что помогает сохранять буровое долото прохладным и удалять выбуренные твердые частицы. Он также используется в качестве почвенной добавки для удержания почвенной воды в засушливых почвах, используется при строительстве земляных плотин и дамб , а также для предотвращения утечки жидкостей. Он также используется в качестве компонента формовочного песка и в качестве осушителя для удаления влаги из воздуха и газов.

Монтмориллонитовые глины широко используются в каталитических процессах. В катализаторах крекинга используются монтмориллонитовые глины уже более 60 лет. В других катализаторах на кислотной основе используются обработанные кислотой монтмориллонитовые глины. [7]

Как и многие другие глины, монтмориллонит набухает при добавлении воды. Монтмориллониты расширяются значительно больше, чем другие глины, из-за проникновения воды в межслоевые молекулярные пространства и сопутствующей адсорбции. Степень расширения во многом зависит от типа обменного катиона, содержащегося в образце. Присутствие натрия в качестве преобладающего обменного катиона может привести к набуханию глины в несколько раз по сравнению с ее первоначальным объемом. Таким образом, монтмориллонит натрия стал использоваться в качестве основного компонента невзрывчатых веществ для раскалывания горных пород в карьерах по добыче природного камня с целью ограничения количества отходов или для сноса бетонных конструкций, где использование взрывных зарядов недопустимо. [ нужна цитата ]

Это свойство набухания делает бентонит, содержащий монтмориллонит, полезным также в качестве кольцевого уплотнения или пробки для водяных скважин , а также в качестве защитного покрытия для свалок . Другие области применения включают в себя использование в качестве противослеживающего агента в кормах для животных, в производстве бумаги для минимизации образования отложений, а также в качестве компонента, способствующего удержанию и дренажу. Монтмориллонит также использовался в косметике . [8]

Монтмориллонит натрия также используется в качестве основы некоторых наполнителей для кошачьих туалетов из-за его адсорбирующих и комкующих свойств. [ нужна цитата ]

Монтмориллонит можно использовать для удаления мышьяка из сточных вод. [9] [10]

Изделия из обожженной глины

Монтмориллонит можно обжигать для получения арциллита — пористого материала. Эта кальцинированная глина продается в качестве кондиционера почвы для игровых площадок и других почвенных продуктов, например, для использования в качестве почвы для бонсай в качестве альтернативы акадаме . [ нужна цитата ]

Медицина и фармакология

Монтмориллонит эффективен как адсорбент тяжелых металлов , однако его влияние на здоровье человека неизвестно. [11] Предполагается, что адсорбция тяжелых металлов будет применима только при прямом контакте с глиной. Следовательно, при приеме внутрь он не поможет, так как почти наверняка не проходит через слизистые оболочки кишечника.

Для наружного применения монтмориллонит применяется для лечения контактного дерматита . [12]

Корм для домашних животных

Монтмориллонитовую глину добавляют в некоторые корма для собак и кошек в качестве средства, препятствующего слеживанию, а также потому, что она может обеспечить некоторую устойчивость к токсинам окружающей среды, хотя исследования по этому вопросу еще не окончательны. [13]

В виде мелкого порошка его также можно использовать в качестве флокулянта в прудах. Выброшенный на поверхность при падении в воду, делая воду «мутной», он притягивает мельчайшие частицы в воде, а затем оседает на дно, очищая воду. Кои и золотая рыбка (карп) фактически питаются «комком», который может помочь рыбе перевариться. Продается в магазинах товаров для прудов. [ нужна цитата ]

Открытие

Монтмориллонит был впервые описан в 1847 году в Монморийоне , департамент Вьен , Франция , [4] более чем за 50 лет до открытия бентонита в США. Он встречается во многих местах по всему миру и известен под другими названиями. Недавно в Сулейманских горах Пакистана был обнаружен новый источник монтмориллонита .

Смотрите также

Викискладе есть медиафайлы, связанные с монтмориллонитом .

Рекомендации

  1. ^ Уорр, LN (2021). «Утвержденные IMA – CNMNC минеральные символы». Минералогический журнал . 85 (3): 291–320. Бибкод : 2021МинМ...85..291Вт. дои : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616.
  2. ^ "Минералиенатлас - Фоссилиенатлас" . Mineralienatlas.de . Архивировано из оригинала 23 апреля 2018 года . Проверено 23 апреля 2018 г.
  3. ^ Энтони, Джон В.; Бидо, Ричард А.; Блад, Кеннет В.; Николс, Монте К., ред. (1995). «Монтмориллонит» (PDF) . Справочник по минералогии . Том. II (кремнезем, силикаты). Шантильи, Вирджиния, США: Минералогическое общество Америки. ISBN 0962209716. OCLC  895497384. Архивировано (PDF) из оригинала 5 февраля 2012 г. Проверено 22 июня 2017 г.
  4. ^ ab Монтмориллонит. Архивировано 24 мая 2012 г. в Wayback Machine . Mindat.org
  5. ^ Монтмориллонит. Архивировано 7 июня 2011 г. в Wayback Machine . Вебминерал
  6. ^ Хилл, Кэрол; Паоло Форти (1997). «Отложение и стабильность силикатных минералов». Пещерные минералы мира (второе изд.). Национальное спелеологическое общество . п. 177. ИСБН 1-879961-07-5.
  7. ^ Ллойд, Лори (2011). Справочник промышленных катализаторов . Нью-Йорк: Спрингер. стр. 181–182. ISBN 978-0387246826.
  8. ^ Нирван, Дж.С.; Фархадж, С.; Чаудхари, ММ; Хизер, З.; Хасан, СС; Ангелис-Димакис, А.; Гилл, А.; Рашид, Х.; Аббас, Н.; Аршад, М.С.; Хусейн, Т.; Шахзад, Ю.; Юсуф, AM; Чохан, Т.А.; Хусейн, Т.; Торговец, HA; Акрам, MR; Хан, ТМ; Ашраф, М.; Конвей, BR; Гори, МЮ (17 января 2020 г.). «Исследование нового источника устойчивого наноматериала из горного хребта Кох-и-Сулейман в Пакистане для промышленного применения». Научные отчеты . 10 (1): 577. Бибкод : 2020НатСР..10..577Н. дои : 10.1038/s41598-020-57511-y. ПМК 6969096 . ПМИД  31953500. 
  9. ^ Захра, Насим; Шейх Шахид Т.; Махмуд, Ансар; Джавед, Халид (2009). «Удаление мышьяка из сточных вод с помощью бентонита». Бангладешский журнал научных и промышленных исследований . 44 (1): 81–86. дои : 10.3329/bjsir.v44i1.2716 . ISSN  2224-7157.
  10. ^ Рен, Сяохуэй; Чжан, Цзилун; Ло, Ханджин; Ху, Бинцзе; Данг, Чжи; Ян, Чен; Ли, Луе (01 августа 2014 г.). «Адсорбция мышьяка на модифицированном монтмориллоните». Прикладное глиноведение . 97–98: 17–23. Бибкод : 2014ApCS...97...17R. дои : 10.1016/j.clay.2014.05.028. ISSN  0169-1317.
  11. ^ Бхаттачарья, Кришна Гопал; Гупта, Сусмита Сен (август 2008 г.). «Адсорбция некоторых тяжелых металлов на природных и модифицированных каолините и монтмориллоните: обзор». Достижения в области коллоидной и интерфейсной науки . 140 (2): 114–131. doi :10.1016/j.cis.2007.12.008. ПМИД  18319190.
  12. ^ Саари, Джоан; Куреши, Рухи; Палда, Валери; ДеКовен, Джоэл; Пратт, Мелани; Скотницки-Грант, Сэнди; Холнесс, Линн (ноябрь 2005 г.). «Систематический обзор лечения и профилактики контактного дерматита». Журнал Американской академии дерматологии . 53 (5): 845.e1–845.e13. дои : 10.1016/j.jaad.2005.04.075. ПМИД  16243136.
  13. ^ «Польза монтмориллонитовой глины, использование в кормах для кошек и собак, структура и свойства» . Прочное здоровье . Архивировано из оригинала 4 ноября 2015 года . Проверено 12 октября 2015 г.