矿物工程15（2002）683 - 687

蛭石、云母氧化剥落

Obut,_I I. Girgin*

采矿工程，Hacettepe大学，06532 beytepe，安卡拉，土耳其

Received 30 May 2002; accepted 19 July 2002

摘要

用双氧水对卡拉扣克云母（KP）、帕拉博鲁瓦云母（PP）和帕拉博鲁瓦蛭石（PV）的膨胀特性的影响进行了研究。进行了一系列的膨胀试验获得比较数据确定了双氧水的浓度（1-50wt.%)和反应时间(1-30h)是主要决定因素，固液比是次要决定因素。试验结果表明，卡拉扣克样品有更高的剥分率，当双氧水浓度超过30%时帕拉博鲁瓦样品的膨胀率急剧增加。KP、PP、PV在双氧水浓度为50%，反应时间30h的的条件下最大膨胀率分别达到103，90和118。膨胀机理解释了结晶水的含量，阳离子的释放和溶液pH的变化。

关键词：工业矿物；非金属矿；pH控制；离子交换；浸出

简介

蛭石在高温下（870-1100LC）快速加热膨胀，体积增大了8-12倍（Rau，1985）。膨胀后的蛭石具有密度低，化学性质稳定，吸附性，良好的隔热和隔音功能，耐火等特性，被广泛应用于相关的商业和工业中。(Meisinger, 1985; Suquet et al., 1991; Martins and Fernandes, 1992; Hindman, 1994).

蛭石的膨胀和由层间水突然释放引起的层的分离有关，最大膨胀率是由含云母和云母-蛭石间层的样品得到，与纯蛭石相比，间层的存在使蛭石在较低温度下产生了热效应(Justo et al., 1989, 1993)。蛭石的再水化性能可能受到层间阳离子的水合能力的强烈影响，相邻2：1层叠的性质是影响蛭石再水合性能的最重要因素。(Kawano and Tomita, 1991).

Ucguleuro; and Girgin (1999)研究了克拉扣克（土耳其）云母的热膨胀特性，在高温和微波条件下最大膨胀率分别达到了13和18倍。

用双氧水、弱酸和一些电解质也可以膨胀和化学活化2：1型层状硅酸盐(Myers, 1963; Suquet et al., 1991)。 Mamina et al. (1990)研究了云母晶体的结构完整性及其被双氧水切割的能力之间的关系。在此研究中，对科夫多尔金云母用30%浓度的双氧水处理，观察到原始晶体的分层程度和厚度的增加呈反比。对蛭石和30%浓度的双氧水之间的反应进行了研究，蛭石膨胀和过氧化氢分解形成的硅酸盐层与氧的分离有关，由于氢氧化物从结构中大量释放，破坏了层和层间阳离子之间的平衡(Muromtsev et al., 1990)。Ucguleuro; and Girgin (2002)试验研究了过氧化氢浓度、温度、固液比对克拉扣克金云母膨胀特性的影响，在室温下，在30%过氧化氢溶液中的膨胀率最大值增加了49倍。

这个研究的目的是为了获得过氧化氢对克拉扣克金云母、帕拉博鲁瓦金云母和帕拉博鲁瓦蛭石的膨胀特性影响的比较数据并揭示膨胀机理。

试验

克拉扣克金云母样品的颜色为浅黑色，平均尺寸3-5厘米，厚度为0.1-0.5厘米，帕拉博鲁瓦金云母和帕拉博鲁瓦蛭石粗样的平均尺寸为为10-15厘米，平均厚度为0.3-0.7厘米，样品由Mandoval有限公司提供。在实验工作中，制备平均尺寸为2cm，厚度为0.2cm的正方形样品以供使用。将样品置于150cm 3烧杯中，加入已知浓度的100ml过氧化氢溶液，反应完成后，测量样品上的膨胀（厚度）。

通过X射线荧光分析（Philips PW 1480光谱仪）测定样品的化学成分，结果列于表1。测定粗克拉扣克金云母，帕拉博鲁瓦金云母和帕拉博鲁瓦蛭石样品的阳离子交换能力（Bain和Smith，1994）分别为56.68meq,22.58meq和53.29meq 每100g。此外，粗克拉扣克金云母，帕拉博鲁瓦金云母和帕拉博鲁瓦蛭石样品的密度分别确定为2.75g/cm³,2.84g/cm³和2.41g / cm ³。样品的矿物组成通过X射线衍射分析（Philips PW 3710）确定，样品的图案如图1所示。帕拉博鲁瓦金云母的5.07A峰值表明，该样品含有比克拉扣克金云母少的八面体铁(Moore and Reynolds, 1989)。此外，克拉扣克金云母样品的乙烯甘油化图案中的低强度额外散射表明存在少量的层状蛭石。帕拉博鲁瓦蛭石的4.84A峰值表明该样品中的八面体铁含量低（Moore and Reynolds，1989），与表1中给出的化学成分相同。

图1 粗样的XRD图谱.

使用Rigaku Model No：2.22E2分析仪对原料在25和1100LC之间进行TG / DTA分析，相关数据在表2中给出。低温重量损失与帕拉博鲁瓦蛭石样品的吸附和层间水有关。克拉扣克金云母样品由于其低蛭石含量而具有比帕拉博鲁瓦金云母样品更高的低温重量损失。

表2.

TG-DTA原料样品数据