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优势矿物品种
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蒙脱石
蒙脱石
英文名
Montmorillonite
化学式
(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2·nH2O
分类
硅酸盐
晶系
单斜晶系
硬度
1-2
比重
1.7-2
颜色
白色,淡粉色,蓝色,黄色,红色,绿色
条痕
白色
光泽
枯燥、土状光泽
折射率
n = 1.485 - 1.535 n = 1.504 - 1.550 n = 1.505 - 1.550
透明度
半透明
解理
完全
断口
不规则/不平整
晶体常态:紧凑的片状或球状微晶聚集的群众
地质环境:火山凝灰岩,灰改造产品的。后期热液形成的各种岩石。


蒙脱石

矿物名片

蒙脱石(montmodUonite)又名微晶高岭石,是一种层状结构、片状结晶的硅酸盐粘土矿,因其最初发现于法国的蒙脱城而命名的。为止泻药类非处方药药品。临床适用于成人及儿童急、慢性腹泻。

介绍

  蒙脱石(Montmorillonite)是由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的层状矿物,名称来源于首先发现的产地--法国的Montmorillon。蒙脱石亚族属于蒙皂石族(smectite)矿物之一(另一亚族是皂石saponite), 是重要的黏土矿物,一般为块状或土状。分子式(Al,Mg)2[Si4O10](OH)2·nH2O, 中间为铝氧八面体,上下为硅氧四面体所组成的三层片状结构的黏土矿物,在晶体构造层间含水及一些交换阳离子,有较高的离子交换容量,具有较高的吸水膨胀能力。蒙脱石晶体属单斜晶系的含水层状结构硅酸盐矿物。
  蒙脱石颗粒细小,约0.2~1微米,具胶体分散特性,通常都呈块状或土状集合体产出。蒙脱石在电子显微镜下可见到片状的晶体,颜色或白灰,或浅蓝或浅红色。当温度达到100~200℃时,蒙脱石中的水分子会逐渐跑掉。失水后的蒙脱石还可以重新吸收水分子或其他极性分子。当它们吸收水分后还可以膨胀并超过原体积的几倍。蒙脱石的用途多种多样,人们将它的特性运用到化学反应中以产生吸附作用和净化作用。它还可以作为造纸、橡胶、化妆品的填充剂,石油脱色和石油裂化催化剂的原料等,还可作为地质钻探用泥浆,冶金用粘合剂及医药等等方面(主要制造蒙脱石散)。
  我国关于蒙脱石产品的定义不统一,常造成蒙脱石产品歧义。目前关于蒙脱石产品的定义有二个,一个是非金属矿行业的蒙脱石产品的定义:黏土矿中蒙脱石含量大于80%就称为蒙脱石,如蒙脱石干燥剂等,其产品含量多用吸蓝量等方法定性定量,品位不外乎为高纯度的膨润土而已,蒙脱石是膨润土的一种起主要作用的成分,但膨润土不是蒙脱石,蒙脱石也不是膨润土,只不过是蒙脱石需要从膨润土中提纯获得的;另一个是医药化妆品等行业对蒙脱石产品的要求,这是真正意义上的蒙脱石,其概念接近科研研究领域上的蒙脱石的界定,其产品含量多用XRD等方法定性定量。为了和非金属矿行业的蒙脱石产品区别开来,目前国内外常常采用八面体蒙脱石或十六角蒙脱石的叫法。
  蒙脱石的水含量因环境湿度而变化极大,其成分一般为(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2·nH2O。单斜晶系,晶体片状或絮状、毛毡状。薄片中为负突起。平行消光,正延性。二轴负晶。是碱性介质中形成的外生矿物,火山灰及凝灰岩的风化分解产物,是构成斑脱岩、膨润土和漂白土的主要成分。通常为土状块体。白色,有时微带红色或绿色。光泽暗淡。硬度1。密度约为2。吸水性很强。吸水后其体积膨胀而增大几倍至十几倍,具很强的吸附力和阳离子交换性能。因含有此种矿物的黏土是一种高造浆率的优质配浆黏土,常用作石油工业钻井液的降失水剂和增黏剂,也用于炼油、纺织、橡胶、陶瓷等工业。[1]
  蒙脱石CAS:1318-93-0

化学组成

  Ex(H2O)4{(Al2-x,Mgx)2[(Si,Al)4O10](OH)2}又称微晶高岭石。上式中E为层间可交换阳离子,主要为Na+、Ca2+,其次有K+、Li+等。x为E作为一价阳离子时单位化学式的层电荷数,一般在0.2~0.6之间。根据层间主要阳离子的种类,分为钠蒙脱石、钙蒙脱石等成分变种。在晶体化学式中,H2O(结晶水或层间水等)一般都写在式子的最后面,但在蒙脱石中,H2O写在前面,表示H2O与可交换阳离子一起充填在层间域里。E与H2O以微弱的氢键相联形成水化状态,若E为一价离子,离子势小,形成一层连续的水分子层;若E为二价阳离子,形成二层连续水分子。这表明水分子进入层间与层格架(单元层)没有直接关系。水的含量与环境的湿度和温度有关,可多达四层。

晶体结构

  单斜晶系;C32h-C2/m;a0=0.523 nm,b0=0.906 nm,c0=0.96~2.05 nm之间变化。如钙蒙脱石层间为一个、两个、三个、四个水分子层时其c0值分别为0.6 nm、1.25 nm、1.55 nm、1.85 nm、2.05 nm;β近于90°。TOT型,二八面体型结构。

形态

  一般说蒙脱石外观形态多是说膨润土原矿,膨润土原矿常呈土状隐晶质块状,电镜下为细小鳞片状,一般说蒙脱石的微观形态多是说蒙脱石的晶体结构。

物理性质

  白色,有时为浅灰、粉红、浅绿色。鳞片状者解理完全。硬度2~2.5。相对密度2~2.7。甚柔软。有滑感。加水膨胀,体积能增加几倍,并变成糊状物。具有很强的吸附力及阳离子交换性能。热分析:在80~250°C之间出现第一个吸热谷,脱去层间水和吸附水。一般钠蒙脱石脱水温度较低,且为单吸热谷,钙蒙脱石脱水温度较高,并出现复合谷。第二个吸热谷出现于600~700°C之间,脱结构水。第三个吸热谷在800~935°C,晶格完全破坏。其后,紧接着一放热峰,有新相尖晶石和石英生成。

成因及产状

  蒙脱石主要由基性火成岩在碱性环境中风化而成,也有的是海底沉积的火山灰分解后的产物。蒙脱石为膨润土的主要成分。膨润土在我国产地很多,如辽宁、黑龙江、吉林、河北、河南、浙江等地都有产出。我国具工业价值的蒙脱石矿床多产于中生代火山岩系中。

鉴定特征

  加水膨胀为其特征。确切鉴定需结合X射线分析、热分析、化学分析和红外光谱分析技术等。
  红外光谱分析技术分析蒙脱石数据如下:

主要用途

  利用其阳离子交换性能制成蒙脱石有机复合体,广泛用于高温润脂、橡胶、塑料、油漆;利用其吸附性能,用于食油精制脱色除毒、净化石油、核废料处理、污水处理;利用其粘结性可作铸造型砂粘结剂等;利用其分散悬浮性用于钻井泥浆。由于钠蒙脱石的许多性能优于钙蒙脱石,因而常利用蒙脱石的阳离子交换性能,进行改型处理,将钙蒙脱石改造成钠蒙脱石。蒙脱石在医药中应用广泛,可以做医药载体,起控释剂功效,在医药领域有成熟产品思密达,几乎成为了蒙脱石的代名词,起到止泻功效。蒙脱石在畜类(猪,兔)养殖中有很好应用,尤其是仔、乳猪的黄白痢,小兔的拉稀,起到预防功效,鉴于蒙脱石的特性,还能作为最优秀的饲料脱霉剂的首选。
  【蒙脱石散剂说明书】
  本品主要成份及其化学名称为:蒙脱石。
  商品名:思密达,司迈特,畅言停,好娃娃蒙脱石颗粒,
  【性状】
  本品为类白色粉末,具有香兰素的芳香味。
  【药理毒理】
  本品具有层纹状结构及非均匀性电荷分布,对消化道内的病毒、病菌及其产生的毒素有固定和抑制作用;对消化道粘膜有覆盖能力,并通过与粘液糖蛋白相互结合,修复和提高胃肠粘膜对致病因子的防御功能。
  本品不进入血液循环系统,并连同致病因子随消化道自身蠕动排出体外。
  【适应症】
  1.成人及儿童急、慢性腹泻。
  2.用于食道、胃、十二直肠疾病引起的相关疼痛症状的辅助治疗,但本品不作解痉剂使用。
  3.外用,治疗口腔溃疡。
  4.治疗新生儿母乳性黄疸。
  【用法用量】
  将本品倒入50毫升温水中,摇匀后服用。
  儿童:1岁以下,每日1袋;1~2岁,每日1~2袋;2岁以上,每日2~3袋,均分三次服用。或遵医嘱。
  【不良反应】
  偶见便秘,大便干结。
  【注意事项】
  治疗急性腹泻时,应注意纠正脱水。
  【孕妇及哺乳期妇女用药】
  孕妇及哺乳期妇女可安全服用本品。
  【儿童用药】
  儿童可安全服用本品,但过量服用可引起便秘。
  【药物相互作用】
  如需服用其它药物,建议与本品间隔一段时间。
  蒙脱石散剂能够吸附胃肠道的致病因子,连同大便一起排除,而且在胃肠道粘膜表面形成保护层,保护胃肠粘膜不受致病因子的损伤。蒙脱石散剂可用于各种原因引起的急慢性腹泻。而且蒙脱石散剂完全不吸收入血,非常安全,唯一的副作用就是偶见便秘,大便干结。
  所以,蒙脱石散剂是治疗各种腹泻的首选药。
  将蒙脱石散剂用少量温水调成浆糊状,用棉签蘸少许涂在口腔溃疡的表面,可治疗口腔溃疡,疗效很好。
  【检测方法】
  本品为灰白色或微黄色的细粉。
  :
  (1)取本品约1g,置瓷蒸发皿中,加水10ml与硫酸5ml,加热至产生白烟,冷却,缓缓加水20ml,煮沸2~3分钟,滤过,滤液显铝盐的鉴别反应(中国药典1995年版二部附录Ⅲ)。
  (2)取本品0.2g,置铂金坩埚中,加氟化钠10mg,硫酸0.2ml,用铜棒搅匀,将悬附一滴水的透明塑料板置坩埚上,然后将坩埚慢慢加热,在水滴周围很快形成一个白色环。 (3)取本品适量,置表面皿中,放入盛有氯化钠溶液的干燥器内约12小时,用X-射线衍射仪检测,记录图谱,供试品的X-射线衍射图谱应与对照谱一致,蒙脱石的特征谱线约在1.500nm和0.450nm处。
  :
  二氧化硅取本品约0.2g,精密称定,置铂金坩埚中,炽灼灰化后,再900℃炽灼2小时,放冷,精密称定,加硫酸0.2ml,乙醇2ml,再加氢氟酸6ml,置水浴上蒸至近干时,再加氢氟酸6ml,继续蒸发至气体除尽,900℃炽灼1小时,放冷,精密称定;减失的重量,即为供试品中含有SiO2的量。含二氧化硅SiO2不得少于50.0%。
  三氧化二铝对照品溶液的制备取铝约1.0g,精密称定,置1000ml量瓶中,加盐酸10ml与水10ml,温热使其溶解,加水稀释至刻度,摇匀,即得。供试品溶液的制备 取本品约0.2g,精密称定,置铂金坩埚中,加无水偏硼酸锂1g,混匀,缓缓炽灼至1100℃,炽灼15分钟,放冷,将坩埚置已加入稀硝酸溶液(1→20)25ml的烧杯中,再加稀硝酸溶液(1→20)50ml,浸没坩埚,将磁搅拌棒放入坩埚内,加热,轻轻搅拌至完全溶解,迅速滤过,滤液置200ml量瓶中,用水洗涤坩埚与滤器,洗液并入量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀,精密量取20ml,置100ml量瓶中,加1%氯化钠溶液20ml,用水稀释至刻度,摇匀,即得。测定法精密量取对照品溶液0.5、1.0、2.0ml,分置100ml量瓶中,各加1%氯化钠溶液20ml,用水稀释至刻度,摇匀,将上述各溶液及供试品溶液照原子吸收分光光度法(中国药典1995年版二部附录IV D含量测定法第一法),在309nm的波长处测定,计算,即得。按干燥品计算,含三氧化二铝Al2O3不得少于10.0%(g/g)。
  吸蓝量的测定 (蒙脱石含量换算)
  蒙脱石分散于水溶液中,具有吸附次甲基蓝的能力,其吸附的量被称为吸蓝量,以100克样吸附的次甲基蓝毫克当量数或克数表示。蒙脱石含量愈高,吸蓝量愈多。因此,吸蓝量可作为粗略估价蒙脱石相对含量的主要技术指标。
  (一)主要试剂和材料
  l、次甲基兰标准溶液(0.005000N):将次甲基兰(指示剂)在93土3℃的烘箱中烘4小时,置于干燥器内冷却至室温。称取1.5995克于烧杯中,加水使其完全溶解(如次甲基兰不易溶解,可微热,温度不宜太高,以免次甲基兰变质),移入1000毫升棕色容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀。此溶液l毫升含1.8695毫克三水次甲基兰或1.5995毫克无水次甲基兰。
  2、焦磷酸钠溶液(1%):称取10克焦磷酸钠于烧杯中,加水使其完全溶解(可微热)。加水稀释至1000毫升,摇匀。
  3、中速定量滤纸(杭州新华造纸厂产)
  (二)操作步骤
  l、称取0.2000克试样(样品在105℃200目烘半小时后测用),置于已加人50毫升水的锥形瓶中,摇动,使试样在水中充分散开,再加入20毫升1%焦磷酸钠溶液,摇匀。
  2、将盛有混合溶液的锥形瓶置于电炉(或电热板)上加热微沸5分钟,取下冷却至室温。
  3、用次甲基兰标准溶液滴定。开始时可依次滴加5毫升,逐次缩小间隔至2~3毫升,快到终点时,每次滴加0.5~l毫升。每次滴加后,摇晃15~30秒钟,用直径2.5~3.0毫米的玻璃棒沾一滴试液于中性定量滤纸上,观察在中央深兰色斑点周围有无出现浅绿色晕环。若未出现,则继续滴加。当在深兰色斑点周围出现浅绿色晕环时,再摇晃30秒钟,用玻璃棒沾一滴试液于滤纸上,若浅绿色晕环仍不消失,即为滴定终点。记下滴定所耗次甲基兰标准溶液的毫升(V),到终点后,可继续稿加l~2毫升次甲基兰溶液,若浅色绿晕环变明显且宽度增大,则表示终点判断无误。
  4、计算 B=N×V×0.3199×100 /G 式中:
  B一吸兰量(克/100克样);
  N—次甲基兰标准溶液的当量浓度
  V—滴定所消耗甲基兰标准溶液的毫升数;
  G—试样重量(克)
  0.3199—规定系数(无水次甲基兰表示)
  (三)讨论
  l、次甲基兰试剂用上海试剂三厂出品。
  2、样品在105℃200目烘半小时后测用。
  3、微沸5分钟时,水份蒸发过多,影响结果。
  4、蒙脱石(%) =吸兰量/0.442
  5、精确测量蒙脱石含量可用X光衍射图谱法(国土资源部南京地质矿产监督检测中心、中国地质科学研究院、中国建筑材料科学研究院检测中心、中国地质大学、国家地质实验测试中心、浙江大学等)
  吸附力取本品约0.2g,精密称定,置50ml离心管中,加磷酸盐缓冲液(pH 6.8)25ml。充分振摇,离心(3000转/分)5分钟,弃去上清液,重复一次,精密加磷酸盐缓冲液(pH 6.8)10ml,充分振摇,放置过夜,精密加硫酸士的宁溶液10ml,充分振摇1小时,离心5分钟(3000转/分),精密吸取上清液10ml,置250ml量瓶中,加磷酸盐缓冲液(pH 6.8)稀释至刻度,摇匀,作为供试品溶液,照分光光度法(中国药典1995年版二部附录ⅣA),在254nm的波长处测定吸收度;另精密量取硫酸士的宁溶液适量,加磷酸盐缓冲液(pH 6.8)稀释成每1ml中约含20μg的溶液,作为对照品溶液,同法测定,按下式计算,每1g吸附五水硫酸士的宁的量应为0.3~0.5g。(2As-A)×Ws×5×103 =每1g吸附五水硫酸士的宁的量A×W×105 式中:As为对照品溶液的吸收度;A为供试品溶液的吸收度; Ws为五水硫酸士的宁重量;W为供试品的取样量; 5×103为供试品溶液的稀释倍数;105为对照品溶液的稀释倍数。
  酸碱度取本品2.0g,加水20ml,搅拌5分钟,使样品分散,依法测定(中国药典1995年版二部附录ⅥH)pH值为4.5~8.5。
  碳酸盐取本品1.0g,加水10ml混匀,滴稀加盐酸,导入氢氧化钙试液中,不得有白色沉淀产生。水溶解物 取本品5.0g,加水50ml,煮沸10分钟,滤过,滤液蒸干,105℃干燥至恒重,遗留残渣不得过0.4%
  膨胀度取本品1.0g(105℃干燥4小时),置已加入40ml水的具塞量筒内,摇匀,加水至75ml振摇10分钟,使试样充分分散,加入1mol/L盐酸溶液25ml,振摇5分钟,静置24小时,读出沉淀物界面的刻度值,每1g膨胀的体积应为10~25ml。
  重金属取本品4.0g,加醋酸盐缓冲液(pH 3.5)4ml与水46ml,煮沸10分钟,放冷,滤过,滤液加水使成50ml,摇匀,分取25ml,依法检查(中国药典1995年版二部附录ⅧH第一法),含重金属不得过百万分之十。 砷盐取本品2.0g,加盐酸5ml与水23ml,依法检查(中国药典1995年版二部附录Ⅷ J第一法),应符合规定(0.0001%)。
  蒙脱石在饲料上的应用
  蒙脱石在饲料上应用具有脱霉、止泻等作用,并且安全绿色。
  现代饲料网整理出蒙脱石在饲料上有以下几方面应用:
  吸附、固定霉菌毒素和有害细菌的功能
  蒙脱石药理研究表明,它对大肠杆菌、霍乱弧菌、空肠弯曲菌、金黄色葡萄球菌和轮状病毒以及胆盐都有较好的吸附作用;对细菌毒素有固定作用;蒙脱石只吸附、固定表面带有粒编码蛋白(CS31 A)的致病性带电病原菌,对表面不带CS31 A 的正常菌群无固定清除作用,蒙脱石的不均匀带电性使其可以吸附各种消化道致病因子。
  添加蒙脱石已成为适合在大规模饲料生产中脱霉措施的首选。纳米蒙脱石对霉菌毒素具有强力吸附作用,吸附力(%)如下:黄曲霉毒素,100%;玉米赤霉烯酮,88%;赭曲霉毒素,72%;麦角毒素,100%;串珠镰孢菌毒素,91%。
  大量临床实验表明,饲料中添加0.2%的蒙脱石足以解决饲料中霉菌毒素问题,并且不会吸附饲料中的营养成份。
  粘膜保护和修复功能
  蒙脱石与消化道粘液蛋白静电结合,可以增加粘液量并改善粘液质量提高粘液的内聚力和弹性,从而对消化道粘膜起保护和修复作用。
  蒙脱石对各种病因引起的腹泻均有效,蒙脱石和几种药品对腹泻的疗效评价如下:
  蒙脱石不进入血液,完全排除体外,绝不残留,任何细菌病毒对其不产生耐药性,是绿色动物保健品。
  蒙脱石可以提供多种微量元素,为动物提供多种微量成份,还能延长饲料在肠道的停留时间,从而提高饲料报酬。
  止血功能
  蒙脱石能激活凝血因子,在消化道表面形成以蒙脱石颗粒为核心的血粘块,还可以促进血管收缩减缓局部血流,在仔猪出生、断尾、阉割时,涂抹于脐带和伤口,具有止血、加速伤口愈合的作用。
  抗应激功能
  在断奶前后服用纳米蒙脱石,可有效地降低应激反应。
  在苗猪出栏时,可提前3天服用纳米蒙脱石,可减少捕抓中因惊吓而造成的应激反应,也可减少运输中的应激排便等。