本文目录一览:
- 1、高岭石是原生矿物吗
- 2、月球啥陨石有高岭石
- 3、地开石与高岭石有何区别
- 4、3、为什么黏土矿物中高岭石吸持硒的能力大于蛭石和蒙脱石?。
- 5、比较高岭石,蒙脱石,水云母,蛭石,绿泥石在晶体结构?
- 6、高岭石破坏矿物结构
- 7、高岭石(Kaolinite)
- 8、高岭石族矿物的矿物学特征
- 9、简述高岭石的组成结构特征
- 10、高岭石几组解理
高岭石是原生矿物吗
高岭石是原生矿物吗介绍如下:
高岭石分原生和次生两种。
高岭石(kaolinite) 亦称“高岭土”、“瓷土”。一种黏土矿物。因首先在江西景德镇附近的高岭村发现而得名。由长石、普通辉石等铝硅酸盐类矿物在风化过程中形成。呈土状或块状,硬度小,湿润时具有可塑性、黏着性和体积膨胀性,特别是微晶高岭石(亦称“蒙脱石”、“胶岭石”)膨胀性更大(可达几倍到十几倍)。由微晶高岭石和拜来石为主要成分的称“斑脱土”。
特征
高岭石英文名称为kaolinite。主要是长石和其他硅酸盐矿物天然蚀变的产物,是一种含水的铝硅酸盐。高岭石为或致密或疏松的块状,一般为白色,如果含有杂质便呈米色。高岭石纯者白色,因含杂质可染成其它颜色。
集合体光泽暗淡或呈蜡状。具极完全解理,硬度2.0~3.5,相对密度2.60~2.63。致密块体具粗糙感,干燥时具吸水性,湿态具可塑性,但加水不膨胀。高岭石亚族包括高岭石、地开石、珍珠石三种多型。它们的理论结构式为Al4[Si4O10](OH)8,层间不含水。
分布
高岭石分布很广,主要是由富铝硅酸盐在酸性介质条件下,经风化作用或低温热液交代变化的产物。在低温热液作用下,当含CO2的酸性水溶液作用于不含碱的铝硅酸盐和硅酸盐时,可引起高岭石化作用,形成的高岭石常依长石、云母、黄玉等成假象。
中国高岭石的著名产地有江西景德镇、江苏苏州、河北唐山、湖南醴陵等。世界其它著名产地有英国的康沃尔和德文、法国的伊里埃、美国的佐治亚等。高岭石是陶瓷的主要原料,在其它工业中也有广泛使用。
高岭石经风化或沉积等作用变成高岭土,而高岭土则是制作陶瓷的原料。除此以外,高岭土还可作为化工填料、耐火材料、建筑材料等等,用途十分广泛。中国江西的景德镇有一个高岭村,这里盛产高岭土,故名。明末,在景德镇高岭村开采此矿,后经德国地质学家李希霍芬按高岭土之音译成“Kaolin”介绍到世界矿物学界。
月球啥陨石有高岭石
该球高岭石一般在安山岩熔岩中形成,通过陨石带到地球上。在月球演化过程中,不断有来自太空的陨石撞击月球表面。这些撞击在月球表面留下了大量的坑洼、山脉和裂谷。陨石撞击还导致了月球地壳的变形和断裂,从而使得月球表面形成了丰富多样的地貌。其中携带了高岭石。高岭石属于黏土矿物,一般形成于酸性火山岩或热水溶液交代优质煤层中,是煤系或非煤系热液矿床中分布较广的矿物之一。
月球的陨石中**含有高岭石**。这些陨石一般是月球纯石英陨石,主要成分包括石英、高岭石、钙长石、斜长石等矿物。其中,石英的含量较高。
在月球的演化过程中,来自太空的陨石不断撞击月球表面,这些撞击在月球表面留下了大量的坑洼、山脉和裂谷,还导致了月球地壳的变形和断裂。在这个过程中,部分携带了高岭石的陨石撞击到月球表面,使得月球表面形成了丰富多样的地貌。
以上内容仅供参考,如有更多疑问,可以查阅与月球陨石相关的专业文献。
地开石与高岭石有何区别
地开石与高岭石区别是:1、地开石是火山活动过程中,热水溶液使火山岩蚀变形成的;2、高岭石由长石、普通辉石等铝硅酸盐类矿物在风化过程中形成;3、地开石晶体的结构为片状;4、高岭石的晶体结构是典型的1∶1型二八面体层状硅酸盐。地开石与高岭石成分和性质都与高岭石相同,同属于高岭石族含水层状铝硅酸盐矿物。
3、为什么黏土矿物中高岭石吸持硒的能力大于蛭石和蒙脱石?。
1、试比较三种主要黏土矿物(高岭石、水云母、蒙脱石)
的性质。
(1) 高岭石 (1:1型铝硅酸盐矿物)
由一个硅氧片和一个水铝片,通过共用硅氧顶端的氧原子连接起来的片状晶格构造。
每个晶层的一面是0H离子组(水铝片上的),另一面是0离子(硅氧片上的),因而叠加时晶层间可形成氢键,使各晶层之间紧密相连从而开 、大颗粒,晶粒多呈六角形片状。
分子结构外形特征为
ОНОН ОН
. OH
顶层_
底层_一
.. O
许多晶片相互重晋形成高岭矿物
特点:晶层与晶层问距离稳定,连接紧密,内部空隙小,电荷量少,单位个体小,分散度低。多出现于酸性土壤。如高岭石类。
因为黏土矿物中高岭石吸持硒的能力大于蛭石和蒙脱石三种主要黏土矿物(高岭石、水云母、蒙脱石)的性质。(1)高岭石(1:1型铝硅酸盐矿物)由一个硅氧片和一个水铝片,通过共用硅氧顶端的氧原子连接起来的片状晶格构造。。
比较高岭石,蒙脱石,水云母,蛭石,绿泥石在晶体结构?
矿物
晶体结构
高岭石 层状结构,由硅酸四面体和AlO6八面体构成的层片交替堆积
蒙脱石 层状结构,由硅酸四面体、AlO6八面体和Mg(OH)2八面体构成的层片交替堆积
水云母 层状结构,由硅酸四面体、AlO6八面体、Mg(OH)2八面体和K离子构成的层片交替堆积
蛭石 三角双锥结构,由AlO6八面体和SiO4四面体构成
绿泥石 层状结构,由硅酸四面体、AlO6八面体和Mg(OH)2八面体构成的层片交替堆积
以上是这些矿物的晶体结构简介,可以看到它们的晶体结构都是由不同的基本结构单元交替堆积而成的。其中,高岭石、蒙脱石和水云母都属于云母矿物,晶体结构比较相似,都是层状结构;而蛭石和绿泥石则不属于云母矿物,晶体结构相对较为简单。
高岭石破坏矿物结构
高岭石的晶体结构是典型的1比1型二八面体层状硅酸盐。由硅氧四面体片和氢氧铝石八面体片连接形成的结构层沿c轴堆垛而成,在a轴和b轴方向上连续延伸,硅氧四面体的顶尖都朝着同样的方向,指向铝氧八面体,硅氧四面体晶片和铝氧八面体晶片由共用的氧原子连接在一起,高岭石单元晶层,一面为OH层,另一面为O层,OH键具有强的极性,晶层与晶层之间以氢键结合,强氢键O减OH等于0.289纳米,作用加强了结构层之间的连接,层间表面一个面为与硅连接的四面体氧,另一个面为八面体上的羟基,存在非对称效应,使得层与层之间具有较强的结合力,晶层之间连接紧密,晶层间距仅为0.72纳米,高岭石的分散度较低且性能比较稳定,几乎无晶格取代现象,高岭石在显微镜下呈六角形鳞片状结构,层间不含可交换性阳离子。
高岭石(Kaolinite)
【化学组成】Al4[Si4O10](OH)8。常有少量Mg,Fe,Cr,Cu等置换Al。Al和Fe3+置换Si的数量很低。碱及碱土金属元素多为机械混入物。
【晶体结构】三斜晶系;常见多型为1Tc型;TO型-二八面体型层状结构。空间群C11-P1;a0=0.154nm,b0=0.893nm,c0=0.737nm;a=91°48′,β=104°42′,γ=90°;Z=1。层间域没有阳离子或水分子存在。高岭石还有单斜晶系的1M,2M1(迪开石dickite)和2M2(珍珠石nacrite)等多型。
【形态】多为隐晶质致密块状或土状集合体。电镜下呈平行于(001)的假六方板状、半自形或他形片状晶体,集合体为鳞片状,通常鳞片大小为0.2~5μm,厚度为0.05~2μm。
【物理性质】纯者白色,因含杂质可染成深浅不同的黄、褐、红、绿、蓝等各种颜色;致密块体呈土状光泽或蜡状光泽。{001}极完全解理。硬度2.0~3.5。相对密度2.60~2.63。土状块体具粗糙感,干燥时具吸水性(粘舌),湿态具可塑性,但不膨胀。阳离子交换性能差,只能由颗粒边缘的破键而引起微量交换。
【成因产状】是分布最广的粘土矿物。主要由富铝硅酸盐的火成岩和变质岩,在酸性介质中经受风化作用或低温热液交代变化而形成。钾长石风化成高岭石的反应式为:4K[AlSi3O8]+H2O+2CO2→Al4[Si4O10](OH)8+8SiO2+2K2CO3。我国江西景德镇的高岭(山名)产优质高岭石,在国内外久享盛名。
【鉴定特征】致密土状块体易于以手捏碎成粉末,粘舌,加水具可塑性。灼烧后与硝酸钴作用呈Al反应(蓝色)。也可据差热曲线和热失重曲线精确鉴定。
【主要用途】用途十分广泛,是陶瓷、造纸、玻璃、耐火材料和功能材料的原料,橡胶、塑料、合成沸石分子筛的填料。
高岭石族矿物的矿物学特征
高岭石族矿物主要包括高岭石(kaolinite)、珍珠石(nacrite)、地开石(dickite)、埃洛石(halloysite)4种。珍珠石一般很少出现,仅偶见于酸性凝灰岩蚀变形成的高岭土中。地开石也仅见于蚀变成因的高岭土矿床中。埃洛石是一种含层间水的高岭石。前3者的化学分子式为Al4[Si4O10](OH)8,后者的成分为Al4[Si4O10](OH)8·2~4H2O。
一、高岭石的矿物学特征
1.高岭石晶体结构特征
高岭石的晶体结构是典型的1∶1型二八面体层状硅酸盐,即由硅氧四面体片和“氢氧铝石”八面体片连接形成的结构层沿c轴堆垛而成,而在a轴和b轴方向上连续延伸。所有的硅氧四面体的顶尖都朝着同样的方向,指向铝氧八面体。硅氧四面体晶片和铝氧八面体晶片由共用的氧原子连接在一起。高岭石单元晶层,一面为OH层,另一面为O层,OH键具有强的极性,晶层与晶层之间以氢键结合,强氢键(O-OH=0.289nm)作用加强了结构层之间的连接(图1-10)。而且层间表面一个面为与硅连接的四面体氧,而另一个面为八面体上的羟基,因此存在非对称效应,使得层与层之间具有较强的结合力。因而晶层之间连接紧密,晶层间距仅为0.72nm,故高岭石的分散度较低且性能比较稳定,几乎无晶格取代现象。高岭石在显微镜下呈六角形鳞片状结构。层间不含可交换性阳离子。
图1-10 高岭石晶体结构图[12]
由于高岭石具有上述晶体构造的特点,故阳离子交换容量小,水分不易进入晶层中间,为非膨胀类型的粘土矿物。其水化性能差,造浆性能不好。
在实际的高岭石结构中,由于“氢氧铝石”片的变形以及大小(a0=5.06?,b0=8.62?)与硅氧四面体片的大小(a0=5.14?,b0=8.93?)不相适应,因此,四面体片中的四面体必须经过轻度的相对转动和翘曲才能与变形的“氢氧铝石”片相配置。高岭石中结构层的堆积不是平行叠置,而是相邻的结构层沿a轴相互错开1/3a,并存在不同角度的旋转[13]。所以,高岭石存在着不同的多型(表1-9)。最常见的高岭石多型是高岭石1Tc,其次有地开石和珍珠石,而高岭石1M多型少见,此外,还存在着c轴无序高岭石。通常所说的高岭石是指高岭石1Tc。
高岭石的结构特征决定了它存在有5种表面[14~15]:①边缘面,也称端面,由粒子的几何形状决定;②硅氧面组成的外表面;③铝氧面组成的外表面;④由羟基组成的内表面;⑤由硅氧面组成的内表面(图1-10、1-11)。
表1-9 高岭石多型及晶体结构参数
注:1?=0.1nm。
图1-11 高岭石的硅氧表面和铝氧表面[16]
高岭石表面上化学键不平衡,使得离子优先溶解、吸附及解离,从而使表面荷电,一般高岭石晶体带有净的负电荷。为了保持电中性,又吸附了反号离子,构成固/液界面双电层,为高岭石重要的表面性质之一。高岭石表面的活性基团具有高反应活性是其作为填料的理论基础。
2.高岭石的化学成分特征
高岭石的晶体化学式为Al4[Si4O10](OH)8,理论化学组成为SiO246.4%,Al2O339.0%,H2O13.6%。它含有吸附水、层间水和结晶水。表面有许多活性基团,如Si—O、Al—O、Al—OH等,其化学成分一般比较简单,只有少量Mg、Fe等代替八面体中的Al,Al、Fe代替Si数量很少。高岭石因晶格边缘存在断键,可引起少量的阳离子交换。
3.电镜下形态特征
电镜下高岭石呈自形假六方板状、半自形、鳞片状或他形片状晶体。鳞片大小常为0.05~2μm。结晶有序度高的高岭石2M1鳞片可达0.1~0.5mm,结晶有序度最高的高岭石2M2鳞片可达5mm。高岭石集合体通常为片状、蠕虫状、鳞状集合体,书状(风琴状)集合体及放射状集合体等。
4.物理性能
高岭石纯者白色,因含杂质可染成深浅不同的黄、灰、绿、褐等各种颜色。致密块体呈土状光泽或呈蜡状光泽。具{001}极完全解理,硬度2.0~3.5,密度2.60~2.63g/cm3。高岭石的致密块(状集合)体,具粗糙感,干燥时具吸水性。湿态具可塑性,但加水不膨胀。阳离子交换性能差,只能在颗粒边缘产生由于破键而引起的微量交换。因此,交换容量随粒度的减小而增大,一般阳离子交换容量为1~10mmol/100g。
5.X射线衍射特征
高岭石的X射线衍射谱以强的底面反射为特征。高岭石1Tc的底面反射有d001=7.15?,d002=3.58?,d003=2.38?,d004=1.78???。高岭石2M1显示比大多数高岭石1Tc更强的反射和更清晰的衍射图,但不出现d001=14?反射,高岭石2M2的反射比高岭石1Tc和高岭石2M1都弱,且部分反射峰成宽带出现。有序度高结晶好的高岭石的X射线衍射图的特点是峰形窄、锐而对称,并且强度大,背景低。随着结晶程度由有序向无序变化,反射峰的强度逐渐减弱乃至泯灭。并且峰形也逐渐变为不对称。
6.热分析特征
高岭石在加热过程中有两个主要的热效应。差热曲线上600℃左右大的吸热谷是由于晶格上羟基的脱出并伴随晶格所引起的,脱羟基温度随高岭石的结晶有序度的增高而增高。脱羟基后形成非均质物质。980℃左右的放热峰是非晶质物生成γ-氧化铝、方石英和莫来石新相引起的。
7.物化特征
(1)粒度
高岭石粘土的粒度分布通常在0.2~5μm,高岭石粒度大小与高岭石矿物的结晶程度有关,结晶好的高岭石粒度较大,而其中高岭石2M2的粒度常大于高岭石2M1的粒度,并数高岭石1Tc的粒度最小。高岭石的粒度对高岭石粘土的可塑性、泥浆黏度、离子交换量、成型性、干燥性、烧结等性能均有很大的影响。一般高岭石粘土粒度越细,可塑性越好,干燥强度越高,易于烧结,烧后气孔率小,机械强度高。
(2)可塑性
可塑性是高岭石粘土在陶瓷坯体中成型工艺的基础,也是重要的工业技术指标。影响高岭石粘土可塑性的因素主要有:粒度、阳离子交换容量、颗粒的形状、杂质。一般来说,高岭石的粒度越细,分散程度越大,比表面积也越大,则可塑性越好;高岭石的阳离子交换容量越大,可塑性越好;高岭石颗粒的形状若是薄片状,则易于结合和相对滑动,比板状、柱状等其他形状的颗粒具有更高的可塑性;高岭石粘土中若含石英、长石等碎屑矿物杂质时,将降低可塑性;含蒙脱石,水铝英石或有机物时将提高可塑性。根据高岭石粘土的可塑性指标(S)可把其划分成低可塑性高岭石粘土(S<2.5),中可塑性高岭石粘土(S=2.5~3.6),高可塑性高岭石粘土(S>3.6)。通常,高岭石粘土具中、低可塑性,比蒙脱石的可塑性低。当高岭石粘土加热至400~700℃时,其可塑性消失。
(3)烧结性
高岭石粘土的烧结性是制造陶瓷产品所必须具备的重要工艺指标之一。所谓烧结是指物体被加热到一定温度后,由于易熔物所产生的液相充填在未熔颗粒之间的空隙中,靠其表面张力使气孔率下降、密度提高、体积收缩,从而变成致密、坚硬如石的性能。当气孔率下降到最低值、密度达到最大值时的状态称为烧结状态,此时对应的温度称为烧结温度。
高岭石粘土的烧结属液相烧结。影响烧结的因素很多,主要与陶瓷制作过程以及泥坯中其他矿物的含量有关。从矿物成分看,伊利石粘土、蒙脱石粘土比高岭石粘土易于烧结;从化学成分上看,碱性氧化物多、游离SiO2少的泥坯易于烧结;从陶瓷生产的角度,希望烧结温度低,烧结范围宽。这样一方面节能,另一方面便于操作控制。通常使用高岭石粘土其烧结温度1000~1500℃为宜;在工艺上,可以用掺配助熔剂原料或采用不同类型的高岭石粘土按比例掺配的办法来控制烧结温度和烧结范围。
(4)耐火度
高岭石粘土具有较高的耐火度,一般可达1750℃以上。因此,亦属耐火粘土。当高岭土中含有水云母、长石等时,会降低其耐火度。一般说来,随Al2O3含量的增加,耐火度增高,随碱性氧化物、铁的氧化物的含量增加,耐火度降低。
(5)电绝缘性
高岭石粘土可用做高频瓷、电绝缘用瓷的矿物原料,具有良好的电绝缘性。
(6)化学稳定性
高岭石粘土具有较强的化学稳定性和一定的耐碱能力,这是用作填料主要的性能指标之一。
(7)与有机质相互作用
高岭石可与许多极性有机分子(如;甲酰胺HCONH2、乙酰胺CH3CONH2、尿素NH2CONH2等)相互作用产生高岭石—极性有机分子插层复合体。有机分子可进入层间域,并与结构层两表面以氢键相连结。其结果,一是使高岭石的结构单元层厚度增大;二是改变了高岭石的表面性质(如亲水性)等。目前,已成为国内外的研究热点。
二、埃洛石的矿物学特征
国际上,根据d值,将埃洛石分为10?和7?埃洛石。在我国,埃洛石最早是在四川溆永发现的,将其称为“溆永石”,在内蒙古乌海称为“乌海土”,1981年全国第一次粘土工作会议通过的我国第一个粘土矿物分类命名方案中,将halloysite直译为埃洛石[13]。同时,将10?埃洛石定名为埃洛石,7?埃洛石定名为变埃洛石。
1.埃洛石的晶体结构特征
埃洛石晶体属单斜晶系。自然界产出者多呈胶凝状块体,干燥后呈土状或尖棱状碎块,具平坦状或贝壳状断口。晶体结构与高岭石相似,但其堆积方式和含水性不同于高岭石。在水饱和的情况下,有2层水分子,但在常温常压下,当外界干燥,湿度不饱和时,便能失去一部分水而转化成变埃洛石。埃洛石和变埃洛石在电镜下呈管状或卷曲的球状、片状。这是因为组成埃洛石的八面体片(OH)—(OH)间距为0.294nm,而四面体上的O—O的间距为0.255nm,二者并不等长,当二者互相叠置时,不能彼此适应,这就要求在外层的四面体片做适当的卷曲,以适应八面体的大小,因而形成管状或圆筒状。在干燥环境下埃洛石的含水量减少,成为变埃洛石,其晶体形态介于高岭石与埃洛石之间,在电镜下呈破碎的管状,并常常发生塌扁、套管现象。
2.埃洛石的化学成分特征
埃洛石矿物的结构式为Al4[Si4O10](OH)8·2~4H2O。理想的化学式为:Al2Si2O5(OH)4·4H2O,理论化学成分为:SiO240.85%,Al2O334.67%,H2O24.48%。
3.埃洛石的物理性质
纯净的埃洛石为白色,因含其他杂质被染成浅红、浅黄、灰色至黑色。硬度1~2,有滑感。块状者呈瓷状,具蜡状光泽,疏松土状者,光泽暗淡。密度2.1,完全脱水后可增至2.6。遇硫酸易溶解,脱水后不会再水化,只是管状体常发生收缩、崩裂、展开或管套管状。具有较强的阳离子吸附性。
4.X射线衍射特征
埃洛石的特征为:埃洛石的衍射峰少,峰形扩散,不对称,明显向高角度倾斜;埃洛石d001为1.01nm,埃洛石d002在图谱中不明显。
变埃洛石特征为:变埃洛石的X射线衍射图谱与结晶度差的b轴无序高岭石相似;d001衍射峰宽而不对称,d001值由0.714增至0.72~0.75nm;d020衍射峰强度超过d001衍射峰,d020衍射峰d值为0.442nm;d002衍射峰强度仅略低于d001。
5.热分析特征
埃洛石的差热曲线上有3个热效应:
1)低温吸热效应发生在128℃,吸热谷为V字形,是脱去层间水所致;
2)高温吸热反应发生在600℃,吸热谷型尖深,是脱去结构水所致;
3)放热反应,峰顶位于954℃,这是形成新相所致。
变埃洛石差热曲线上也有3个热效应:
1)低温吸热效应发生在100℃左右,谷形微弱呈缓波状,这是脱去残余层间水的显示;
2)高温吸热效应发生在600℃,这是由于脱去结构水所致的,表明晶体结构遭受破坏,谷形尖锐,热效应强烈;
3)放热峰尖位于960℃,比埃洛石稍高,峰形尖短,表明有新相的形成。
三、其他矿物
自然界地开石分布较广泛。颜色为灰白色、乳白色、瓷白色,微透明、半透明、透明状,珍珠光泽,有滑感。电镜下呈假六方片状、长板状、六角状或似宝塔状。显微镜下地开石为等轴微晶粒状集合体,粒径一般0.01~0.02mm。珍珠石分布很少,为长柱状细晶集合体,长轴一般为0.06~0.09mm,最长达0.15mm,晶粒宽0.012~0.03mm,晶粒长轴顺岩脉延展方向或垂直于脉壁方向定向排列。
简述高岭石的组成结构特征
高岭石属于粘土矿物,其化学组成为Al4[Si4O10]·(OH)8,晶体属三斜晶系的层状结构硅酸盐矿物。多呈隐晶质、分散粉末状、疏松块状集合体。白或浅灰、浅绿、浅黄、浅红等颜色,条痕白色,土状光泽。摩氏硬度2-2.5,比重2.6-2.63。吸水性强,和水具有可塑性,粘舌,干土块具粗糙感。高岭石的氧化物形式2Al2O3.4SiO2.4H2O。
高岭石几组解理
**高岭石有一组{001}极完全解理**。
一组。高岭石具有极完全解理,共一组。高岭石属于粘土矿物,晶体属三斜晶系的层状结构硅酸盐矿物。多呈隐晶质、分散粉末状、疏松块状集合体。白或浅灰、浅绿、浅黄,因含杂质可染成其它颜色。集合体光泽暗淡或呈蜡状。