埃洛石礦物分布

埃洛石是一種主要的粘土礦物，是典型的風化作用的產(chǎn)物，在風化殼中常與高嶺石、三水鋁石和水鋁英石等共生。中國四川敘永、貴州習水一帶和山西陽泉等地風化殼中均有產(chǎn)出，并因產(chǎn)地而又得名為敘永石。它也產(chǎn)于金屬硫化物礦床的氧化帶中，有時也少量產(chǎn)于現(xiàn)代沉積物中，與大量高嶺石共生。

埃洛石的用途與高嶺石相似，也是優(yōu)質(zhì)陶瓷的原料，在化學工業(yè)上可以合成分子篩和作催化劑的載體，在塑料、橡膠和油漆工業(yè)中用作填料等。

埃洛石多水高嶺石、敘永石，俗稱為羊油矸，也常與高嶺土同名。埃洛石與高嶺土在晶體結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別，一是管狀構(gòu)造，一是片狀構(gòu)造，化學成分十分類似，不容易辨別。

埃洛石粘土細膩，雜質(zhì)低。主要可用于高檔陶瓷、電瓷、坩堝和耐火材料的生產(chǎn)。這里所說的含水，是指一些固定數(shù)量（不能多也不能少）的水分子與其他分子結(jié)合在一起組成物質(zhì)，這樣的物質(zhì)也叫作水合物。很多這樣的水合物在加熱后就會失掉內(nèi)部的水分子，而變成一個新的物質(zhì)。如果將水合物的埃洛石加熱到50～90℃，它就成為變埃洛石。

埃洛石看起來就像個很密實的土塊，可是在電子顯微鏡下，它則非常稀松呢。原來它是由無數(shù)細細的管狀或纖維狀晶體組成的。

埃洛石是一種主要的粘土礦物質(zhì)，是典型的風化作用下的產(chǎn)物。埃洛石的用途與高嶺石相似，也是優(yōu)質(zhì)陶瓷的原料，除此之外，它在化學工業(yè)上也大用用途。

埃洛石一般主要為白色，擁有蠟狀或油脂光澤。貝殼狀斷口。比重為2:1，失水后可增高到2.6左右。

晶體屬單斜晶系的含水層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物。晶體結(jié)構(gòu)相似于高嶺石，也屬1:1型結(jié)構(gòu)單元層的二八面體型結(jié)構(gòu)，但結(jié)構(gòu)單元層之間有層間水存在，故也稱多水高嶺石。在50～90℃失去大部層間水，成為變埃洛石，與高嶺石構(gòu)成同質(zhì)多象。埃洛石通常呈致密塊狀或土狀；在電子顯微鏡下可見晶體呈直的或彎曲的管狀形態(tài)。

中緯埃洛石粘土的化學成分如下

SiO_2：45.8%、Al₂O：337.3%、Fe₂O：30.5%、K₂O：0.11%、TiO₂：0.39%、CaOMgO低微、燒失量：14.50%、白色或桃紅色、耐火度：1730℃、結(jié)合力高

優(yōu)質(zhì)高白埃洛石

一、礦物組成：95%的高嶺石，微量的石英及鈉明礬石。優(yōu)質(zhì)埃洛石（多水高嶺土）分子式為:Al2O₃·2SiO₂·4H₂O。

二、質(zhì)量指標典型化學成份。

三、晶形100%全天然納米管狀結(jié)構(gòu)，直徑0.1~0.4μm，長度<0.5μm。

四、原礦細度325目標準篩全通，2μm以下的顆粒占30%左右，出礦率99.4%。

五、物理性質(zhì)：原礦白度81左右，1400℃煅燒后白度>91，耐火度>1750℃。

六、用途：廣泛用于陶瓷、造紙、涂料、日化用品、橡膠、石油化工等行業(yè)。

七、包裝：為編織袋包裝，每袋50Kg

優(yōu)質(zhì)鈉明礬石原礦化學成份：Al₂O₃ SiO₂ K₂O Na₂O FeO₃ TiO₂ S IOL 35.69 6.5 0.38 6.32 0.18 0.03 15.8 38.8

鍛燒鈉明礬石化學成分：鍛燒后 Al₂O₃ SiO₂ K₂O Na₂O FeO₃ TiO₂ （1280） 68.06 17.03 1.07 10.06 0.77 0.03

物理性質(zhì)：原礦白度83左右，原礦98%，2-3%為石英巖粒

用途：廣泛用于石油化工催化劑、化工，凈水劑，高純氧化鋁等行業(yè)。

包裝：為編織袋包裝，每袋50Kg。

名稱：又稱埃洛石，或二水埃洛石。

化學組成Al₂[Si₂O₅](OH)₄·(1～2)H₂O。單斜晶系。具層狀結(jié)構(gòu)。其特點是單位層之間的層間水可變。有變水高嶺石之稱。受層間水影響，產(chǎn)生晶胞變化，d(001)=7.2～7.6A(1A=10-10m)。差熱曲線上約120℃處有一顯著的“V”形吸熱谷，600℃處的吸熱谷不對稱，比高嶺石低。

晶體細小。電鏡下常呈卷曲管狀或長棒狀。外觀呈土狀塊體。純者呈白色，常含氧化鐵、氧化鉻、一氧化鎳(NiO)等雜質(zhì)。因雜質(zhì)種類及含量差異，粉紅，淺綠或土黃色也常見到。蠟狀光澤或土狀。質(zhì)松者有滑感，致密者成帶棱角碎屑。親水，與水混合可塑性強。硬度低，密度2.0～2.2 g/cm³。在中、酸性巖石風化殼的強氧化帶或鄰近富鋁硅酸鹽巖石的灰?guī)r溶蝕凹面上可見。

共生礦物為高嶺石等。中國湖南界牌，四川敘永，江西浮梁，廣東中夏等地有產(chǎn)。主要用于陶瓷及化工生產(chǎn)中的填料。

埃洛石主要分布在風化淋積剖面的下部，礦石在外觀上呈各種顏色，主要為白色。其次為淺藍色、黃白色、黃棕色及雜色。空間分布上，黃棕色礦石主要分布在礦體上部，白色或淺藍色在下部，常呈似層狀，礦體底部常為黑色或黑白相間。

礦區(qū)內(nèi)及其周圍的構(gòu)造主要以平緩的復式背斜為主。埃洛石礦主要分布在背斜軸部和翼部的抬升部位，常出現(xiàn)在海拔較高的山腰。單個礦體為巢狀、雞窩狀、漏斗狀等，形態(tài)復雜。底面受下伏茅口灰?guī)r巖溶溶洞的影響和限制；頂面和龍?zhí)睹合档狞S灰、黃棕色含褐鐵礦的風化高嶺石粘土巖相接觸，兩者呈漸變關(guān)系，向上過渡至半風化的含黃鐵礦高嶺石粘土巖，單個礦體面積一般為數(shù)平方米或數(shù)10平方米，厚度變化大，一般0～3m。

各種礦石的主要礦物成分為1.0nm埃洛石，其次有三水鋁石、伊利石、石膏、方解石、水鋯石英和石英，有時見三羥鋁石。

敘永式埃洛石礦床的風化淋積剖面，自上而下可劃分為五個帶：

(1)弱風化淋濾帶該帶一般出露于地表，呈平緩殘丘狀。高嶺石粘土巖經(jīng)地表水淋洗發(fā)生退色而呈灰白色。黃鐵礦部分氧化，粘土巖出現(xiàn)褐斑。高嶺石礦物的結(jié)晶度降低。

(2)淋濾氧化帶粘土巖疏松，黃鐵礦消失，出現(xiàn)較多的褐鐵礦，有些形成鐵盤，高嶺石已部分解體。

(3)淋濾淀積帶為敘永式埃洛石的主礦體粘土巖中高嶺石消失，該帶的埃洛石不是由高嶺石轉(zhuǎn)變而成，而是通過中間的鋁、硅膠體凝聚而成。

(4)淋濾脫硅帶形成了三水鋁石或三羥鋁石，埃洛石脫硅所排出的SiO2在附近沉淀，形成了次生石英和玉髓。

(5)灰?guī)r風化溶蝕帶該帶位于巖溶發(fā)育面上。它是由含強酸性硫酸溶液的地下水長期對灰?guī)r侵蝕的結(jié)果，殘留的方解石碎塊和粘土物質(zhì)組成了這層薄的風化殘積帶，粘土礦物以高嶺石、埃洛石、三水鋁石和伊利石/蒙脫石混層礦物為特征。該帶發(fā)育程度控制了埃洛石礦體的形態(tài)和厚度。

這種埃洛石礦體不規(guī)則，埋藏深，不便開采，但質(zhì)地純凈，常為比較純的10nm埃洛石，可用于高壓電瓷、高檔陶瓷和石油催化等。

華南理工大學王豐等采用埃洛石納米管(HNTs)/白炭黑并用增強改性廢聚乙烯，研究了并用填料對復合材料性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，隨著并用填料含量的增加，復合材料的拉伸強度、彎曲強度和彎曲模量顯著提高，當并用填料用量為50份時，復合材料綜合力學性能較好，且并用填料的增強效果明顯優(yōu)于單用埃洛石的體系；并用填料體系的加工性能和熱穩(wěn)定性優(yōu)于單用白炭黑的體系；白炭黑與埃洛石的相互作用可形成特殊的雙填料網(wǎng)絡(luò)，在一定程度上促進了埃洛石和白炭黑的分散。

埃洛石：埃洛石是一種硅酸鹽礦物，晶體屬單斜晶系含水層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物。晶體結(jié)構(gòu)相似于高嶺石，也屬1:1型結(jié)構(gòu)單元層的二八面體型結(jié)構(gòu)。但結(jié)構(gòu)單元層之間有層間水存在，在化學工業(yè)上可以合成分子篩和作催化劑的載體。

海泡石：海泡石是一種富含鎂離子的纖維狀硅酸鹽粘土礦物，是近代用途較廣泛、應用領(lǐng)域擴展較迅速的礦產(chǎn)之一。據(jù)國內(nèi)外資料統(tǒng)計：海泡石的用途已達到130多種，不僅在工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)中廣為應用，而且在現(xiàn)代科學技術(shù)領(lǐng)域和國防工業(yè)的用途也正在迅速擴大。在國外有一種“海泡石”煙斗，也有的把海泡石用于制造香煙過濾嘴，因為海泡石可以優(yōu)先吸附對健康有害的極性氣體化合物，如對氨睛類、丙酮、丙烯醛等具有優(yōu)先吸附作用，從而減少香煙對吸煙者的健康危害，而對增加煙草香味的芳香族等吸附甚少，從而保證香煙的原有味道，甚至更濃。

電氣石：它是地球上唯一一種帶有永久電極的晶體，是一種硼硅酸巖礦物，含有眾多化學元素。其人工藝名稱為"碧璽"，主要成分有鎂，鋁，鐵，硼等10多種對人體有利的微量元素，在受熱、摩擦、加壓時會帶上電荷，具有熱釋電效應，故得名電氣石。

凹凸棒土：也稱凹土，是一種含水富鎂鋁硅酸鹽粘土礦物，隸屬于海泡石族，屬于2：1 型層鏈狀晶體結(jié)構(gòu)。由于凹土本身獨特的外貌、微觀結(jié)構(gòu)以及荷電性質(zhì)，讓凹土擁有膠體性、吸附性、粘結(jié)性、催化性等特性，還因此具有許多優(yōu)良性能：加入凹土的水袋在零下40度時仍然沒有結(jié)冰；饅頭放在用凹土制成的密封罐內(nèi)8個月還能保持新鮮；凹土具有滅菌、除臭、消毒、殺蟲等功能，用其吸附腸胃中的毒菌，可用于治療腹瀉；在釀造工業(yè)中，用凹土來澄清葡萄酒、蘋果酒、啤酒等酒類制品，可以除去酒中各種殘渣雜質(zhì)，使酒質(zhì)純凈。世界上只有美國、法國、中國等少數(shù)幾個國家擁有凹凸棒石粘土，這是一種非常珍貴的金屬礦產(chǎn)資源，因此被稱為“千用之土、萬土之王”。

硅藻泥：是一種以硅藻土為主要原材料的內(nèi)墻環(huán)保裝飾壁材，具有消除甲醛、凈化空氣、調(diào)節(jié)濕度、釋放負氧離子、防火阻燃、墻面自潔、殺菌除臭等功能。

催化劑：添加防毒面具基礎(chǔ)分解材料高活性錳氧化物及日本進口優(yōu)質(zhì)光觸媒，不受是否有光環(huán)境局限影響，實現(xiàn)隨時催化分解有害毒氣。

本項目提出以廉價易得的粘土礦物-埃洛石納米管為模板，通過埃洛石納米管表面的原位復合、聚合接枝、高分子化學改性和功能物質(zhì)復合等聯(lián)合技術(shù)制備結(jié)構(gòu)、組成可控的復合功能納米管，并對其潤濕性能和敏感性能進行系統(tǒng)研究。在原位復合方面，通過調(diào)節(jié)體系pH值，常溫下一步制備了銳鈦礦型、銳鈦礦/金紅石混晶、金紅石型TiO2復合粘土納米管，避免了高溫煅燒所引起的TiO2晶粒尺寸的改變和粘土納米管結(jié)構(gòu)改變等問題。進一步研究了光催化性能，結(jié)果表明：可見光下，銳鈦礦粘土納米管、銳鈦礦-金紅石混晶的粘土復合納米管的光催化性能均優(yōu)于P25和粘土納米管，且銳鈦礦-金紅石混晶的粘土納米管光催化性能較強。將上述常溫液相制備結(jié)晶TiO2/粘土納米管的方法進一步延伸至其它結(jié)晶無機物及金屬、聚合物復合粘土納米管的制備中。在聚合物改性粘土納米管的制備、官能團轉(zhuǎn)化及凝膠化方面，圍繞ATRP制備了聚合物改性粘土納米管，并對聚合物改性的粘土納米管進一步改性衍生高分子凝膠，以凝膠特性誘導功能物質(zhì)優(yōu)先生長（如磁性金屬鎳納米顆粒、導電性聚苯胺、無機TiO2等），實現(xiàn)對其尺寸、組成、晶體結(jié)構(gòu)的調(diào)控。在復合功能粘土納米管潤濕性能研究方面，發(fā)展了簡單可大規(guī)模生產(chǎn)制備Janus納米管和微膠囊的方法，具有普適性。通過常規(guī)的硅氧偶聯(lián)劑對粘土納米管的內(nèi)/外表面同時改性，再通過HCl選擇性刻蝕內(nèi)表面的Al2O3，得到內(nèi)/外表面性質(zhì)不同的Janus納米管，Janus納米管的空腔尺寸、形狀和潤濕性可通過刻蝕時間進行調(diào)控，同時可對其功能性和形狀進行衍生，制備出一系列復合的Janus納米管和納米片。以不同潤濕性的復合功能粘土納米管作為顆粒乳化劑，制備了Pickering 乳液，再結(jié)合溶膠-凝膠、溶劑揮發(fā)誘導相分離、界面聚合等手段，得到不同組成及結(jié)構(gòu)的中空、實心、毛刺狀微膠囊。在復合功能粘土納米管敏感性能研究方面，利用酸選擇性地去除復合粘土納米管中的Al2O3，通過調(diào)節(jié)刻蝕時間，控制空腔和比表面積的大小。進一步利用化學方法對刻蝕粘土納米管進行化學改性，如硅烷偶聯(lián)劑改性并進行ATRP反應引入特定官能團，賦予敏感特性。利用響應型聚合物水凝膠的敏感特性控制聚合物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的膨脹和收縮，實現(xiàn)了粘土礦物負載型催化劑催化活性的調(diào)節(jié)和功能物質(zhì)的可控裝載及釋放。

納米管可應用在可控釋放、熱/聲絕緣、智能流體、催化分離等眾多領(lǐng)域。針對目前納米管制備普遍存在的問題，本項目提出以廉價易得的粘土礦物-埃洛石納米管為模板，通過埃洛石納米管表面的原位復合、聚合接枝、高分子化學改性和功能物質(zhì)復合等聯(lián)合技術(shù)制備結(jié)構(gòu)、組成可控的復合功能納米管，并對其性質(zhì)進行系統(tǒng)研究。主要圍繞聚合接枝改性復合方法，開展兩方面性質(zhì)研究：1）潤濕性，以改性粘土納米管作為顆粒乳化劑，制備Pickering 乳液，通過不同的包覆方法，控制其結(jié)構(gòu)和組成；2）敏感性，對粘土納米管進行選擇性溶解處理，在納米管壁造就納米孔通道，對孔通道及兩端進行敏感性處理，進行封裝物質(zhì)、可控裝載及釋放的研究。這些工作尚未見文獻報道，可對埃洛石納米管的復合功能化提供一種普適的方法，同時可以指導開發(fā)更多功能的粘土礦物，從而提高我國豐富的非金屬粘土礦物資源的利用率。