海泡石,海泡石（Sepiolite）

【化学组成】Mg4［Si6O15］（OH）2·6H2O。八面体中的Mg2+可被Al3+，Fe3+，Ni2+，Cu2+替代，成为铁海泡石、镍海泡石和铜海泡石等成分变种。 【晶体结构】斜方晶系；TOT型-层链过渡型结构（图19-65）；空间群 -Pncn；a0=1.34nm，b0=2.68nm，c0=0.528nm；Z=2。 图19-65 海泡石的TOT型-层链过渡型结构 与坡缕石类似，所不同的是其TOT带宽相当于辉石链的3倍（b0=3×0.9nm） 【形态】纤维状或鳞片状、土状集合体；有时呈皮壳状、粉末状。纤维长约100～5000nm，鳞片直径约100～500nm。 【物理性质】白、浅灰、褐色或玫瑰红色。铜海泡石为浅蓝绿色；铁海泡石为黑色。新鲜面珍珠光泽，风化后土状光泽。硬度2～3；贝壳状断口；性软。相对密度为2～2.5。有滑腻感；粘舌并具有涩感。 【成因产状】常见于蛇纹岩及硼矿床风化壳，与玉髓、蛋白石、钙和镁的碳酸盐岩共生。还交代蛇纹石及镁碳酸盐岩，为最晚阶段产物，可穿切透闪石、绿泥石、钠长石、石英、电气石等。在碳酸盐岩中的海泡石系成岩作用的产物。 【鉴定特征】根据其主要理化性质，X射线衍射和红外光谱分析可准确鉴定。 【主要用途】可作钻井泥浆原料，以及吸附剂、脱色剂、净化剂、过滤剂、催化剂载体和稠化剂、稳定剂，还可用作填料和调节剂、干燥剂、隔音隔热材料、橡胶、塑料增强剂等。

海泡石是一种纤维状的含水硅酸镁，通常呈白、浅灰、浅黄等颜色，不透明也没有光泽。它们有的形状像土块，有的成一个奇怪皮壳状或结核状。在电子显微镜下可以看到它们是由无数细丝聚在一起排成片状。海泡石有一个奇怪的特点，当它们遇到水时会吸收很多水从而变得柔软起来，而一旦干燥就又变硬了。 海泡石是一种具层链状结构的含水富镁硅酸盐黏土矿物。斜方晶系或单斜晶系，一般呈块状、土状或纤维状集合体。颜色呈白色、浅灰色、暗灰、黄褐色、玫瑰红色、浅蓝绿色。新鲜面为珍珠光泽,风化后为土状光泽。硬度2～3,密度2～2.5g/cm3 。具有滑感和涩感，粘舌。干燥状态下性脆。收缩率低,可塑性好，比表面大,吸附性强。溶于盐酸、质轻。海泡石还具有脱色、隔热、绝缘、抗腐蚀、抗辐射及热稳定等性能。主要产于海相沉积-风化改造型矿床中；亦出现于热液矿脉中。nzhx.com有很详细的介绍的 什么是海泡石及海泡石的好处都在网站有很详细的说明的。

滑石（Talc）Mg3 [Si4O10]（OH）2 蛭石（Vermiculite）（Mg，Fe2＋，Al）3（Si，Al）4O10（OH）2·4H2O 叶蜡石（Pyrophyllite）Al2Si4O10（OH）2 累托石（Rectorite）（K，Na）x ｛Al2 [AlxSi4-xO10]（OH）2｝·4H2O 伊利石（Illite）K1-1. 5A14 [Si6.5-7Al1-1.5O20]（OH）4 绿铜锌矿（Aurichalcite）Zn3Cu2（CO3）2（OH）6 埃洛石（Halloysite）Al4[Si4O10]（OH）8·4H2O 芒硝（Mirabilite）Na2SO4·10H2O 钾石盐（Sylvite）KCl 钠硝石（Nitronatrite/Natratine）Na [NO3] 石膏（Gypsum）Ca[SO4]·2H2O 岩石与矿物 角银矿（Chlorargyrite）AgCl 镍华（Annabergite）Ni3[AsO4]2·8H2O 钾硝石（Niter）KNO3 石盐（Halite）NaCl 硅孔雀石（Chrysocolla）（Cu，Al）2H2Si2O5（OH）4·nH2O 海泡石（Sepiolite）Mg4Si6O15（OH）2·6（H2O）4 硼砂（Borax）Na2（H2O）8[B4O5（OH）4] 蒙脱石（Montmorillonite）（Na，Ca）0.3（Al，Mg）2Si4O10（OH）2·nH2O 氟盐（Villiaumite）NaF 方锑矿（Senarmontite）Sb2O3 光卤石（Carnallite）KCl·MgCl2·6H2O 金云母（Phlogopite）KMg3[Si3AlO10]（OH，F）2 铁锂云母（Zinnwaldite）K ｛LiFeAl[AlSi3O10]（F，OH）2｝ 黑云母（Biotite）K（Mg，Fe2＋）3（Al，Fe3＋）Si3O10（OH，F）2 高岭石（Kaolinite）Al4[Si4O10]（OH）8 白云母（Muscovite）K｛Al2[AlSi3O10]（OH）2｝ 水锌矿（Hydrozincite）Zn5（CO3）2（OH）6 坡缕石（Palygorskite）（Mg，Al）2Si4O10（OH）·4（H2O）4 水镁石（Brucite）Mg（OH）2 钠硼解石（Ulexite）NaCaB5O6（OH）6·5H2O 斜方碲金矿（Krennerite）（Au，Ag）Te2 蓝铜矾（Langite）Cu4（SO4）（OH）6·H2O 铅矾（Anglesite）Pb[SO4] 钨铅矿（Stolzite）Pb[WO4] 三水铝石（Gibbsite）Al（OH）3 冰晶石（Cryolite）Na3AlF6

沈积物在沈积当中，或其后在沈积物内「当地」所形成的矿物，被称为自生矿物（Authigenic Minerals）。自生矿物与他生矿物（Allogenic Minerals）相异，他生矿物在别处形成后被搬至另一处沈积。自生矿物与生物矿物（Biogenic Minerals）亦相益，生物矿物由生物的坚硬部分组成，或在沈积当地出生物排泄之沈淀物形成。自生矿物是成岩过程中的主要产物，并产生於几乎所有类型的沈积岩内，而其含量为微量至多量。最普遍的自生矿物为方解石及白云石，而形成石灰岩及白云岩。石灰岩内的方解石的大部分原来霰石，但大部分的白云石由方解石的化学蚀变作用所形成。隧石（Chert，Flint，Jasper，碧玉）常常由微晶质石英（玉髓）组成，而时含方英石（白矽石，Cristobalite）。砂岩的碎屑矿物常常由自生石英、方解石、白云石、氧化铁，或针铁矿（Goethite）胶结，又可见碎屑石英粒的自生石英的过生长（Overgrowth）及碎屑长石粒的自生长石的过生长。又在页岩内常常含自生黄铁矿及白铁矿。自生矿物的形成要素为温度、压力、离子浓度、PH值及Eh值。上列之外，尚有下列自生矿物：锐钛矿（Anatase，TiO2）、硬石膏（Anhydrite，CaSO4、磷灰石[Apatites，Ca5（PO4）3（F、Cl、OH）3]、重晶石（Barite，BaSO4）、水铝矿[Boehmite，AlO（OH）]、天青石（Celestite，SrSO4）、黏土矿物[包含绿泥石 （Chlorite）、伊利石（Illite）、高岭石（Kaolinite）、海泡石（Sepiolite）、绿土（Smectites）等]、三水铝矿[Gibbsite，Al（OH）3]、海绿石[Glauconite， K（AlMgFe2+Fe3+）2 （AlSi3） O10（OH）2]、石膏（Gypsum，CaSO4‧2H2O）、石盐（（Halite，NaCl）、白钛石（白榍石，Leucoxene，TiO2）、白云母[Muscovite，Kal2（AlSi3）O10（OH）2]、蛋白石（Opal，SiO2）、硬锰矿[Psilomelane，（Ba，H2O）2Mn5O10]、软锰矿（Pyrolusite，MnO2）、菱铁矿（Siderite，FeCO3）、沸（Zeolites,X1+,2+yAl3+xSi4+1-xOz‧nH2O）等。

海绿石为富含钾、铁之矽酸盐矿物（Potassiumiron Silicate），而广布的产生於浅海沈积物内。在还原状熊的浅海环境及缓慢的沈积作用之下，始可形成海绿石。深度十至二百五十公尺之温带海底（海水温度达摄氏十五至三十度）产海绿石。因此海绿石被称为深度指示矿物（Depth Indicator），又被称为缓慢沈积作用之指示矿物（ Indicator of Slow Sedimentation）。中国南海浅海海域之现代沈积物之大部分岩样内左有孔虫，一部分被海绿石所交代，但尚保持其原有形态。此表示海绿石之形成与海洋生物之生物化学作用有关。海绿石颗粒之直径平均达半公厘。海绿石一般呈绿色至绿黑色，在薄片呈淡绿黄色至绿色，氧化时呈黄褐色。海绿石产於石英砂岩，又处於长石砂岩、石灰岩及白云岩。一般绿色砂及绿色砂泥灰为重要的含海绿石沈积物，又为钾之主要来源。（周瑞炖）

由于海泡石晶体形态为纤维状，内部多孔，表面积大，吸附性强，具优良的抗盐性和耐热性，其用途非常广泛，据国内外资料统计，其用途已有130多种，成为世界上用途最广的原物原料之一。海泡石的主要用途见表9－2。 表9－2 海泡石的主要用途 续表 1.泥浆材料 海泡石呈纤维状，孔隙度高、易分散，对电解的灵敏度很小，具有良好的抗盐性和耐热性，是当前最好的特殊泥浆材料，是地热钻进、盐类地层钻进、海洋钻进等各种特殊钻井中最理想的泥浆材料。按OCMA标准，抗盐粘土在饱和盐水中的适浆率为12.5m3/t。海泡石含量30%～73%的粘土，饱和盐水中的适浆率为12.8～15.5m3/t。使用氧化镁、马来酸酐与乙烯的共聚物等作添加剂，可提高海泡石保水性能，提高其造浆率。 2.油脂脱色剂 当用海泡石处理油类物质时，海泡石的作用是除臭、脱水、中和和脱色。尤其是当海泡石粘土经酸、热活化处理后，具有更为优良的吸附脱色性能，用于植物油、煤油、20号机油、废船泊油的脱色效果显著，其脱色力远优于用膨润土生产的活性白土。在普通漂白土中添加少量的海泡石还能改进过滤特性。海泡石对棉籽油有强漂白作用。植物油中的有色化合物通常是叶绿素、叶红素、叶黄素之类，其分子体积较大，不能渗入海泡石的孔隙。矿物油中的有色化合物为简单分子，通常是环烷衍生物，能够进入海泡石的孔隙。海泡石具有良好的漂白性能可归因于它具有很大的表面积和物理、化学吸附性能。海泡石用于油类脱色剂时，一般用量为1%～2%，但操作条件则视油的种类而定。工作温度为90～110℃，因较高的温度可降低油的黏度和促进化学吸附作用。接触的时间一般是35～40min。 作为活性白土的质量要求为:脱色力>150，游离酸<0.20%，水分5.0%～13.0%，粒度200目。 3.有机海泡石 利用海泡石的离子交换性(结构中Al3+取代Si4+后出现负电荷，结构边缘破坏形成不饱和电价需阳离子来平衡电价)与有机物作用，形成的有机海泡石，在非极性如油类物质介质中有较高的分散能力，且呈稳定的胶体，可用于油基涂料、油类化妆品、润滑剂、油水钻井泥浆的增稠剂、黏度调节剂、悬浮剂和乳胶稳定剂。 4.吸收剂 海泡石不但是水和油的良好吸附剂，而且对湿气和有机蒸气也有很高的吸附能力。尤其是对乙烷、苯、甲醇一类的有机溶液及金属离子亦有很强的吸附能力。 (1)海泡石用作含重金属离子废水处理吸附剂 以海泡石精矿和硅溶胶为基本原料，加水混炼成型、焙烧活化后制成的吸附剂，对金属离子除去率高，特别是对铅的吸附效果特别好，除去率可达95%以上，优于活性炭、活性白土、硅胶、氧化铝等吸附剂，且具有吸附速度快、价格便宜、能回收再生等性能;以海泡精矿与一定量的腐殖酸，加水充分混炼成泥状，挤压成2mm短柱或直径为3mm的球状，经低温焙烧、空气冷却等流程制成的含铬废水处理吸附剂，对含铬废水处理效果极佳。海泡石原土也可做吸附剂使用，当其被加热至200～300℃脱去其吸附水和沸石水后，在不明显降低其表面积的情况下吸附性能将增强。 (2)海泡石除臭剂 在实验室以及工业生产中产生的各种含酸废气，环保部门多采用烧碱、KOH、消石灰、碳酸钙、K2CO3等的水溶液、浆剂或者直接使用碱性固体物吸收除去。利用海泡石的吸附性和多孔性、黏性大的性质，以海泡石加消石灰等为原料，经混练加工成条状制成的酸性气体吸收剂，对SO3、HF气体的净化效果特好，对废气的净化效果优于现行各项净化方法，加工使用方便，价格低廉。 利用海泡石对臭气分子有很强的吸附能力，特别是对生物的排泄物、腐烂味和具尸臭味的1，4－胺丁烷和1，5－胺戊烷以及包含在排泄物臭气中的吲哚和丁烷一类，具有速效吸附特性，采用以改性后的海泡石为主料配以一定量的磷酸和其他吸附剂材料制成的海泡石除臭剂，经试验效果极好。按40g海泡石/m3的比例使用时，能使氨的环境浓度从100×10－6降至8×10－6。因此，海泡石适用于动物集中的饲养场，来控制氨的污染程度。 (3)清洁剂 海泡石系列清洁剂包括:①海泡石洗发膏:由海泡石精矿浆添加洗涤剂、增泡剂、防腐剂、香料、色素等原料制成。②清洗剂:以海泡石精矿浆加十二烷基苯磺酸钠、草酸、色料等配置而成，适用于卫生间搪瓷、陶瓷设备及地面用清洗。③金属清洗剂:以海泡石精矿浆为主料，加少量碳酸钠、十二烷基苯磺酸钠等制成，用于发动机、机床等金属机件的清洗，去油污效果好，对零件无腐蚀，不刺激皮肤，棉纱消耗少，适用于一般钢件及机床的清洗，对清洁油手套、油工作服效果亦好。 (4)海泡石冰箱吸味剂 该吸味剂除臭快，效果好，能反复再生使用。 (5)卷烟焦油吸附剂 香烟滤嘴如纤维素醋酸盐滤嘴等，只能机械滤掉悬浮于烟雾气体中的微粒，而不能吸附气体;使用活性炭滤嘴，因其具有大的吸附表面积，可以无选择地吸附香烟烟雾中的气体物质。用海泡石作香烟滤嘴时，可将有害健康的极性气体化合物如氨腈、丙酮、丙烯醛等优先吸附掉，而对增加烟草香味的微极性化合物如甲基呋喃、二甲基呋喃或萜二烯等，则吸附甚少。因此，利用提纯后的海泡石作添加剂制成的卷烟焦油吸附剂，可使卷烟焦油余量由中焦油降为“低焦油”，易达到低于12mg/g的国际标准。这种利用天然矿物做吸附剂降低焦油的方法，较之活性炭等更为优异。海泡石作卷烟焦油吸附剂使用时，需对其进行加热加酸处理，以改变其内部结构、孔隙度及表面酸中心的性质和数量，使之成为性能更好的吸附剂。 (6)海泡石干燥剂 以海泡石精矿与少量添加剂经混炼成型等工序制成的干燥剂，经200℃左右烘干活化即成。与通常使用的硅胶干燥剂相比较，在同一吸湿环境下，硅胶的吸湿率为25.90%;而海泡石干燥剂为48.94%，且反复再生后吸湿率仍可达25%;原料价格低廉，加工工艺简单。其缺点是吸湿后机械强度降低。 5.涂料填料及增稠剂 在水性涂料中加入海泡石，能增加涂料的悬浮性而不至于沉淀，涂料具有耐洗刷性、耐水浸泡性、耐碱、黏结强度高、涂层坚韧致密、光泽柔和等特点，是良好的防水防潮涂料填料。海泡石也可用做制造膏状涂料及聚醋酸乙烯乳胶漆的添加剂。 6.海泡石保温涂料 利用纤维海泡石做主要原料，可生产出新型保温涂料，使用温度可达600℃，保温效果好，施工方便，无毒无害。 7.在复写纸(CNR纸)中的应用 海泡石是理想的催化载体，在纸的正面涂海泡石，反面涂一层无色的中间颜料，如CVL(晶体紫罗兰甲醇)或三色BLMB(n－无色亚甲基苯甲醛)的薄膜。经书写或打字等加压，使颜料薄膜破裂而渗入到海泡石涂层中，由于海泡石四面体中的Al3+取代Si4+，而出现Lewis酸中心，因而是很好的显色物质，在颜色显现后，海泡石的表面能使得颜料分子吸附其上，固定并能保持颜色不变。 8.橡胶填料及补强剂 以海泡石精矿为橡胶补强填料，可代替白炭黑(沉淀二氧化硅)作橡胶补强剂，它特别适用于扯断伸长率要求较高的橡胶制品。有人通过实验验证，用海泡石全部代替白炭黑生产的蓝色鞋大底，各项强度指标超过一级品规定指标，耐磨性还得到了改善，且成本比白炭黑降低，是实用的补强填料。 9.作饲料添加剂 利用海泡石具有吸附性、自由流动性、抗胶凝性、化学惰性及无毒性等性能，可生产海泡石饲料添加剂，经牲畜饲养结果表明，可降低饲料消耗6.1%，缩短饲养期15～20天。 10.作电焊条药皮配料 焊条原料主要由人造金红石、碳酸盐、锰铁及Al2O3构成。应用海泡石粘土和天然钛铁矿作为药皮配方的主体材料，加入适量的有机质(木粉、淀粉等)作还原剂，并辅以其他材料，可形成“钛铁矿－海泡石粘土有机物”为主体材料的新型电焊药皮配方体系，制成的电焊条美观，可减少电火花，降低还原钛铁矿用量，减少成本等。 11.海泡石复合肥料 海泡石复合肥料由氮、磷、钾三种养分加海泡石粉混合而成。对土壤具有保水保肥等性能。 12.纳米反应器 海泡石晶体结构中具有的纳米级通道，就像“纳米试管”一样，具有同样的大小和形态，为形成尺寸一定、分布均匀及有特定空间构型的半导体团簇的合成提供了很好的场所(模板)。因此，国外利用此类矿物的纳米通道结构组装量子线的研究非常活跃，把这些矿物的纳米通道结构作为“微型的纳米反应器”。国外正在进行海泡石的纳米通道结构中组装CdAs半导体和发光体量子线的研究，并发现了特殊的纳米效应和性能，为量子纳米器件的组装奠定了基础。 13.催化剂载体 工业用催化剂，要求具有一定的强度、良好的热稳定性及大的比表面积。在pH值为7时，用金属盐处理海泡石时，催化剂能浸满海泡石表面，也能置换海泡石结构中八面体片的部分Mg2+。因此，海泡石可作为Zn，Cu，Mo，W，Fe，Co和Ni等金属离子的载体做催化剂。 负载了Mn，Mg，Cu或Zn的海泡石催化剂，可用于从乙醇中生产丁二烯。负载了Al和Mg的海泡石催化剂，可用于从甲醇中提取烃。负载了Ni或Co的海泡石催化剂，可用于氢催化裂解含10个或10个以上碳原子的n－链烷。

海泡石纤维是一种天然矿物纤维，是海泡石矿物的纤维状变种，称之为α-海泡石。据专家介绍，海泡石作为一种层链状的硅酸盐矿物，结构中两层硅氧四面体中间夹一层镁氧八面体，形成2∶1 型的层状结构单元。其四面体层是连续的，层中活性氧的指向周期性的发生倒转。八面体层形成上下层相间排列的通道。通道的取向与纤维轴一致，允许水分子、金属阳离子、有机小分子等进入其中。海泡石具有较好的耐热性，海泡石还有良好离子交换和催化特性，及耐腐蚀、抗辐射、绝缘、隔热等优异特性，尤其是其结构中的Si-OH能与有机物直接反应生成有机矿物衍生物。

用途
海泡石具有较好的吸附，脱色、热稳定、抗腐蚀、抗辐射、隔热绝缘、抗摩擦、防渗透等性能，广泛用于钻井、石油、医药、酿造、建材、农药、化肥、橡胶制品、制动等方面。

工业要求
海泡石矿物纤维在一些领域的要求如下：
脱色率≥100% 造浆率>4m3/ t 分散性快是石棉3倍熔点为1650℃，粘度30-40s，能自然分解不产生污染，是国家大力提倡的无石棉计划第二点在国外已全部应用，有绿色矿物纤维的称号。

优点
1、用海泡石做橡胶制品，无污染、密封性能极佳，耐酸程度更高。
2、用海泡石酿造，在液体脱色和净化是石棉的七倍。
3、用海泡石搞摩擦，弹性好，硬度分散平稳，吸声率是石棉150分倍摩擦声音极小，而且是出口创汇的高附加值的原材料。
4、用海泡石纤维粘合混纺在纺织业行业是石棉首选替代品，密封及高强抗热，在国外已经证实及国内的认可。