Montmorillonit - Montmorillonite

Montmorillonit
Montmorillonite-Quartz-pala48a.jpg
Vzorek montmorillonitů
Všeobecné
KategorieFylosilikáty
Smektit skupina
Vzorec
(opakující se jednotka)		(Na, Ca)0.33(Al, Mg)2(Si4Ó10)(ACH)2·nH2Ó
Krystalový systémMonoklinický
Křišťálová třídaHranolová 2 / m)
(stejný Symbol HM )
Vesmírná skupinaC2 / m
Jednotková buňkaa = 5,19 Å, b = 9,02 Å,
c = 12,4 Á; p = 94 °; Z = 2
Identifikace
BarvaBílá, světle růžová, modrá, žlutá, červená, zelená
Krystalický zvykkompaktní hmoty lamelárních nebo globulárních mikrokrystalických agregátů
Výstřih{001} perfektní
ZlomeninaNerovný
Mohsova stupnice tvrdost1–2
LeskNudná, zemitá
DiaphaneityPrůsvitný
Specifická gravitace1.7-2
Optické vlastnostiBiaxiální (-)
Index lomunα = 1,485–1,535 nβ = 1,504–1,550 ny = 1.505–1.550
Dvojlom5 = 0,020
2V úhelMěřeno: 5 ° až 30 °
Reference[1][2][3][4]

Montmorillonit je velmi měkký fylosilikát skupina minerálů, které se tvoří, když se srážejí z vodného roztoku jako mikroskopické krystaly, známý jako jíl. Je pojmenován po Montmorillon v Francie. Montmorillonite, člen smektit skupina, je jíl 2: 1, což znamená, že má dva čtyřboká listy oxid křemičitý vložení ústředny osmistěn list oxid hlinitý. Částice jsou ve tvaru desky s průměrným průměrem kolem 1 μm a tloušťku 0,96 nm; pro „vidění“ jednotlivých jílovitých částic je zapotřebí asi 25 000násobné zvětšení pomocí elektronového mikroskopu. Mezi členy této skupiny patří mimo jiné: saponit, nontronit, beidellit, a hektorit.

Montmorillonit je podtřída smektitu, fylosilikátového minerálu v poměru 2: 1, který má vyšší než 50% oktaedrického náboje; své katexová kapacita (CEC) je způsobena izomorfní substitucí Mg za Al v centrální rovině oxidu hlinitého. Substituce méně valenčních kationtů v takových případech zanechává blízké atomy kyslíku čistým záporným nábojem, který může přitahovat kationty. Naproti tomu beidellit je smektit s více než 50% čtyřbokým nábojem pocházejícím z izomorfní substituce Al za Si v křemíkové desce.

Jednotlivé krystaly montmorillonitového jílu nejsou pevně spojeny, a proto může voda zasahovat a způsobit bobtnání jílu. The voda obsah montmorillonitu je variabilní a při absorpci vody značně zvyšuje objem. Chemicky je to hydratovaný hydroxid sodný, vápenato-hlinitý, křemičitan hořečnatý (Na, Ca)0.33(Al, Mg)2(Si4Ó10)(ACH)2·nH2O. Draslík, železo a další kationty jsou běžnými náhražkami a přesný poměr kationtů se liší podle zdroje. Často se vyskytuje ve směsi s chloritan, muskovit, Illite, cookeite, a kaolinit.

Jeskynní podmínky

Montmorillonit může být koncentrován a transformován uvnitř jeskyně prostředí. Přirozené zvětrávání jeskyně může zanechávat koncentrace hlinitokřemičitany které byly obsaženy v podloží. Montmorillonit se může pomalu tvořit v roztocích hlinitokřemičitanů. Vysoké HCO3 − koncentrace a dlouhá časová období mohou pomoci při jeho tvorbě. Montmorillonit se pak může transformovat na palygorskit za sucha a na halloysit-10Å (endellit ) v kyselých podmínkách (pH 5 nebo nižší). Halloysit-10Å se může dále transformovat na halloysit -7Å sušením.[5]

Použití

Struktura montmorillonitů

Montmorillonit se používá v ropný vrtný průmysl jako součást vrtné bahno, což způsobí, že bahno viskózní, což pomáhá udržovat vrták v chladu a odstraňovat vyvrtané pevné látky. Používá se také jako půda přísada k zadržování půdní vody v půdách náchylných k suchu, používaná při stavbě hliněných přehrad a hráze, a aby se zabránilo úniku kapalin. Používá se také jako součást slévárenský písek a jako vysoušedlo odebrat vlhkost ze vzduchu a plynů.

Montmorillonitové jíly byly široce používány v katalytických procesech. Krakovací katalyzátory používají montmorillonitové jíly již více než 60 let. Jiné kyselé katalyzátory používají kyselinou upravené montmorillonitové jíly.[6]

Podobně jako mnoho jiných jílů, montmorillonit bobtná s přídavkem vody. Montmorillonity expandují podstatně více než jiné jíly díky pronikání vody do molekulárních prostorů mezivrstvy a současné adsorpci. Rozsah expanze je do značné míry způsoben typem vyměnitelného kationtu obsaženým ve vzorku. Přítomnost sodíku jako převažujícího vyměnitelného kationtu může mít za následek bobtnání jílu na několikanásobek jeho původního objemu. Proto se montmorillonit sodný začal používat jako hlavní složka v nevýbušných látkách pro štěpení hornin v lomech na přírodní kámen ve snaze omezit množství odpadu nebo při demolici betonových konstrukcí, kde je použití výbušnin nepřijatelné.[Citace je zapotřebí ]

Tato vlastnost bobtnání obsahuje montmorillonit bentonit užitečné také jako prstencové těsnění nebo zátka pro studny a jako ochranná vložka pro skládky. Jiná použití zahrnují jako protispékavé činidlo v krmivu pro zvířata, při výrobě papíru, aby se minimalizovala tvorba úsad, a jako retenční a drenážní pomocná složka. Montmorillonit byl také použit v kosmetika.[7]

Ve formě jemného prášku může být také použit jako flokulant v rybnících. Hodí se na povrch, když klesá do vody, čímž se voda „zakalí“, přitahuje drobné částice ve vodě a poté se usadí na dně a vodu vyčistí. Koi a zlaté rybky (kapry) se pak ve skutečnosti živí „shlukem“, který může pomoci při trávení ryb. Prodává se v obchodech se zásobováním rybníků.

Montmorillonit sodný se také používá jako základ některých produktů pro stelivo pro kočky, a to díky svým adsorpčním a shlukovacím vlastnostem.[Citace je zapotřebí ]

Výrobky z kalcinovaného jílu

Montmorillonit může být kalcinovaný produkovat arcillit, porézní materiál. Tato kalcinovaná hlína se prodává jako kondicionér půdy pro hřiště a další půdní produkty, například pro použití jako bonsai jako alternativa k půdě akadama.[Citace je zapotřebí ]

Medicína a farmakologie

Montmorillonit je účinný jako adsorpční z těžké kovy dopad na lidské zdraví však není znám.[8] Předpokládá se, že adsorpce těžkých kovů by byla použitelná pouze v případě, že jíl má přímý kontakt. Proto při požití nepomůže, protože téměř jistě neprochází střevními sliznicemi.

Pro vnější použití se k léčbě používá montmorillonit kontaktní dermatitida.[9]

Jídlo pro mazlíčky

Montmorillonitový jíl se přidává do některých krmiv pro psy a kočky jako prostředek proti spékání a protože může poskytnout určitou odolnost vůči toxinům v životním prostředí, ačkoli výzkum na toto téma dosud není přesvědčivý.[10]

Objev

Montmorillonite byl poprvé popsán v roce 1847 pro výskyt v Montmorillon v oddělení Vienne, Francie,[3] více než 50 let před objevením bentonit ve Spojených státech. Nachází se na mnoha místech po celém světě a je známá pod jinými jmény. Nedávno nový zdroj Montmorillonit byl prozkoumán v Pohoří Sulaiman z Pákistán.

Viz také

Reference

  1. ^ „Mineralienatlas - Fossilienatlas“. mineralienatlas.de. Archivováno z původního dne 23. dubna 2018. Citováno 23. dubna 2018.
  2. ^ Anthony, John W .; Bideaux, Richard A .; Bladh, Kenneth W .; Nichols, Monte C., eds. (1995). "Montmorillonite" (PDF). Příručka mineralogie. II (křemičitý, křemičitany). Chantilly, VA, USA: Mineralogická společnost Ameriky. ISBN  0962209716. OCLC  895497384. Archivováno (PDF) z původního dne 2012-02-05. Citováno 2017-06-22.
  3. ^ A b Montmorillonit Archivováno 2012-05-24 na Wayback Machine. Mindat.org
  4. ^ Montmorillonit Archivováno 07.06.2011 na Wayback Machine. Webminerál
  5. ^ Hill, Carol; Paolo Forti (1997). "Ukládání a stabilita asdSilikátových minerálů". Jeskynní minerály světa (Druhé vydání.). Národní speleologická společnost. p. 177. ISBN  1-879961-07-5.
  6. ^ Lloyd, Lawrie (2011). Příručka průmyslových katalyzátorů. New York: Springer. 181–182. ISBN  978-0387246826.
  7. ^ Nirwan, J. S .; Farhaj, S .; Chaudhary, M. M .; Khizer, Z .; Hasan, S. S .; Angelis-Dimakis, A .; Gill, A .; Rasheed, H .; Abbas, N .; Arshad, M. S .; Hussain, T .; Shahzad, Y .; Yousaf, A. M .; Chohan, T. A .; Hussain, T .; Merchant, H. A .; Akram, M. R.; Khan, T. M .; Ashraf, M .; Conway, B. R .; Ghori, M. U. (17. ledna 2020). „Průzkum nového zdroje udržitelného nanomateriálu z pákistánské pohoří Koh-e-Suleiman pro průmyslové aplikace“. Vědecké zprávy. 10 (1): 577. doi:10.1038 / s41598-020-57511-r. PMC  6969096. PMID  31953500.
  8. ^ Bhattacharyya, Krishna Gopal; Gupta, Susmita Sen (srpen 2008). „Adsorpce několika těžkých kovů na přírodní a modifikovaný kaolinit a montmorillonit: přehled“. Pokroky ve vědě o koloidech a rozhraní. 140 (2): 114–131. doi:10.1016 / j.cis.2007.12.008. PMID  18319190.
  9. ^ Saary, Joan; Qureshi, Roohi; Palda, Valerie; DeKoven, Joel; Pratt, Melanie; Skotnicki-Grant, Sandy; Holness, Linn (listopad 2005). „Systematický přehled léčby a prevence kontaktní dermatitidy“. Journal of the American Academy of Dermatology. 53 (5): 845.e1–845.e13. doi:10.1016 / j.jaad.2005.04.075. PMID  16243136.
  10. ^ "Výhody jílu Montmorillonite, použití v krmivu pro kočky / psy, struktura a vlastnosti". DurableHealth. Archivováno z původního dne 4. listopadu 2015. Citováno 12. října 2015.
  • Papke, Keith G. Montmorillonit, Bentonit a Fullerova ložiska Země v Nevadě, Nevada Bureau of Mines Bulletin 76, Mackay School of Mines, University of Nevada-Reno, 1970.
  • Minerální galerie
  • Minerální web