海泡石基本知识——湖南宁乡县奥圣海泡石厂

海泡石的成因和产状是多种多样的，但有工业价值的矿床成因类型主要是热液型和沉积型两种。海泡石矿床类型及其分布见表1。

矿床类型		矿床特征	分布情况
热液型矿床		热液型海泡石主要与超基性岩和基性岩或镁质碳酸岩的热液蚀变有关，一般呈细脉状和网状充填于此类岩石中，呈纤维状、质软、丝绢光泽，吸水性强，吸附性好，质纯，品位高。矿床规模一般不大。	安徽全椒马丁、河南卢氏、陕西商南、湖北广济等地。
沉积型矿床	陆相沉积型矿床	该类型海泡石主要分布于古老或现代具有高碱性的介质、高镁和二氧化硅的湖泊或高碱性干旱盆地中，矿体呈层状，似层状、产状与围岩一致，。矿石呈致密块状、土状、颗粒细、矿化分散、矿石品位一般低。矿床规模大。	江苏盱胎，安徽嘉山凹凸棒石粘土矿床中局部含有海泡石，湖北省宜昌白垩系粘土中含有海泡石。
沉积型矿床	海相沉积型矿床	特征与陆相型相同，产于海相地层区域，成矿时代在元古界，石炭、二叠、第三系均有。海泡石含量较高，分布广泛，矿床规模较大。	江西乐平、湖南宁乡、浏阳、湘潭、内蒙古白云鄂博、贵州北部等地。

海泡石的共生矿物有方英石、白云石、方解石、菱镁矿、沸石、天青石，卤化物、硫酸盐类，皂石、富镁蒙脱石等。伴生矿物有凹凸棒石、石英、长石、绿泥石、高岭土、蒙脱石、滑石等。

海泡石是一种富镁纤维状硅酸盐粘土矿物，其化学式为Mg_８(H₂O) ₄［Si₆O₁₅］(OH)₄·8H₂O,其中SiO₂含量一般在54~60%之间，MgO含量多在21~25%范围内，并常有少数置换的阳离子，如Mg²⁺可为Fe²⁺或Fe³⁺、Mn²⁺等所置换。其中主要由四面体中的Al³⁺和Fe³⁺对Si⁴⁺的类质同象置换所产生，故能产生变种海泡石。

海泡石属斜方晶系或单斜晶系。颜色多变，一般情况下呈淡白或灰白色。具有丝绢光泽，有时呈蜡状光泽。条痕呈白色，不透明，触感光滑且粘舌。莫氏硬度2~2.5，密度1~2.2g/cm³,收缩率低，可塑性好，溶于盐酸。

海泡石基结构式与凹凸棒石大体相同，都属链状结构，在链状结构中也含有层状结构类型小单元，属2：1型层，它们所不同的是这种单元层与单元层之间的孔道不同，海泡石的单元层孔洞可加宽到3.8×9.8Å ，最大者可达5.6×11.0Å ，即可容纳更多的水分子(沸石水)。因而这就使海泡石具有比凹凸棒石更加优越的物理、化学性能和工艺特性。同时，又因它的三维立体键结构和Si-O-Si键把细链拉在一起，使其具有一向延长的特殊晶形，故颗粒呈棒状。结构中所构成的开式沟枢与晶体长轴平行，因而这种沟枢的吸附性能极强。这就是海泡石成为该族矿物中具有最佳性能和最广泛用途的关键所在。

由于海泡石具有特殊构造，使其保留着一系列晶道，因而具有极大的比表面(最大可达150m²/g)，故有极强的吸附性，脱色性和分散性。热稳定性能极高，耐高温性能可达1500~1700℃，造型性能好，绝缘性能好，抗盐度高(高于其它任何粘土)等性能，有时还有极美丽的光泽。

海泡石结构比较特殊，属层—链状过渡型结构，沿C轴方向有一系列孔道，因而导致海泡石有许多特殊的工艺性能，现简述如下：

(1)具有大的比表面积和孔容积，海泡石的理论总面积可达900m²/g，但由于其纯度影响其比表面积要远远小于这个数。我国精矿比表面积为240m²/g，孔容积为0.385ml/g。

(2)热稳定性能好，海泡石在400℃以下，结构稳定。400—800℃时脱水为无水海泡石，800℃以上才开始转变为顽火辉石和α方英石。

(3)具有一定的膨胀性，海泡石的膨胀性与膨润土的膨胀性不同，它主要是在加工时，克服纤维间和晶胞间的静电引力，使之分散膨胀。

(4)具阳离子交换性，海泡石的阳离子交换量是每100g干土约25—30mg当量阳离子。

(5)良好的抗盐性，无论是在常温或高温( 〉250℃)、高压［(50—60×101325Pa］条件下，在人工盐水和卤水中一般其结构均不发生变化，显然其具有良好的抗盐性。

(6)良好的吸附性，由于海泡石具有大的比表面积和孔道孔隙，因而能吸附大量的水和极性物质。在常温常压下，海泡石能够吸附的水比其本身重量大2～2.5倍。

(7)良好的催化性能，由于海泡石结构外部有Si—O基，对有机质具有强亲合力，可与有机反应剂直接作用，生成有机矿物的衍生物，并使有机质的聚合作用加快，达到催化剂的作用。

(8)良好的流变性，由于纤维状在高中等极性溶液中易分散成不规则网络，因而使其成为流变性极好的悬浮液流体。

(9)耐腐蚀性，在常温下，海泡石在PH值4—10的介质中也极为稳定，只有当pH值小于3时才发生溶蚀。

(10)电动电位随条件不同而改变，海泡石一般具永久性负电荷特点，但在碱性条件下，电动电位可增加，而吸附电介质时，其电动电位又会降低。因此，改变介质条件，即可改变其电动电位。

总之，海泡石具有收缩率低，可塑性好，耐碱易溶酸，具有极大比表面，吸附性能强等特有的工艺性能。此外，还具有吸附、脱色、热稳定、抗腐蚀、抗辐射及隔热，绝缘等特性。

据有关资料统计，海泡石用途已达130多种，成为世界上用途最广泛的矿物原料之一。其主要用途见表2。

应用领域	主要用途
钻井	抗盐、抗高温的特殊泥浆
油脂、石油精炼	吸附剂、脱色剂、过滤剂
酿造、化工	分子筛，用于化工、制糖、酿酒
医药	离子交换剂、净化剂、发亮剂
陶瓷	珐琅质原料
环保	颗粒去污剂和吸附剂
铸造	型砂粘结剂
硅酸盐	高镁耐火材料的特殊耐高温涂层的优质原料
塑料	发泡剂、脱色剂
建筑	隔音、隔热材料，涂料
橡胶	特殊充填剂
电焊条	焊药配料
轻纺和化工	催化剂、悬浮剂、增稠剂和触变剂
制烟	香烟滤嘴原料
特种用纸	催化载体和吸附剂
国防现代科学	原子能、火箭、卫星诸方面的特殊陶瓷部件
农业	杀虫剂、土壤消毒剂的载体原料，配制特殊饲料，配制动物药剂，家畜垫圈
工艺品	雕刻工艺品、装饰物及生活用品

我国目前所生产的海泡石产品种类不多，未能形成产、供、销结合及产品系列化。除热液型海泡石(纤维海泡石)主要以生产保温绝热产品外，仅湖南省宁乡、浏阳等地为我国唯一的海泡石粘土(土状海泡石)的专门生产区域。主要生产海泡石粘土、海泡石活性土，海泡石SP—01型涂料等。现将几种主要产品的标准和质量要求列举如下：

编号项目	LH-Ⅰ	LH-Ⅱ	LH-Ⅲ	HS-B	HS-C	HN
海泡石含量，%	85~90	70~80	55~65	≥50	≥40	30~35
造浆率，m³/t	≥20.0	≥17.5	≥12.5	≥12.0	≥9.5	≥7.2
脱色力	≥250	≥250	≥170	240	180	11~79
水分含量，%	≤16	≤16	≤16	< 15	< 15	8~10
粒度	-0.074mm	-0.074mm	-0.074mm	< 10cm	< 10cm
筛余量，%	< 8	< 8	< 8

组分	SiO₂	MgO	Al₂O₃	CaO	L.O.I
含量，%	56.14	24.9	0.7	1.7	15

注：包装：40公斤/袋或50公斤/袋，内层塑料薄膜，外层塑料编织袋。

本类产品主要将海泡石粘土应用于石油、化工、冶金、纺织、电力、轻工、建材、环保等各部门。

化学组成	SiO₂	MgO	CaO	K₂O	Na₂O	CO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃
含量，%	46.9	18.03	14.54	0.32	0.13	11.78	3.25	1.25

化学组成	SiO₂	CaO	MgO	Al₂O₃	Fe₂O₃
含量，%	59.32	0.05	7.68	2.15	0.50

项目名称	脱色力	游离酸 %	水分 %	粒度mm
技术指标	>150	<0.20	5.00~13.00	0.074

技术性能要求：沉降粉尘少，不起粉，遮盖力170g/m³，粘度30～40秒(涂—4粘度计)附着力为100%，耐水性240h，重压200g洗擦大于300次。

海泡石粘土矿的选矿不仅对能否充分利用中、低品位粘土矿具有重要价值，而且对确定深加工流程，生产系列产品有重要意义。

海泡石的选矿方法主要有手选、干选、湿选等，而多数则是采用湿法进行，其选矿工艺通常采用以物理方法为主，辅以利于分离的化学药剂的综合选矿工艺。

(1)海泡石复合肥料为灰色，灰白色颗粒状，由氮、磷、钾三种养份加海泡石粉混合而成。海泡石中含有中量及微量的肥料要素，对土壤、植物有保肥、造粒等物理性能。

制法及工艺流程：海泡石粉与普钙按一定量混合，然后将其它原料一起加入混合机中均匀搅拌，挤压造粒，烘干筛分而获得成品。

海泡石粉+普钙+脲素+氯化钾→破碎→加海泡石细粉混合→加海泡石细粉造粒→干燥→筛分→成品包装。

(2)海泡用于干燥剂的应用研究 XS型干燥剂是用4份海泡石，1份添加剂，水适量，充分搅拌，然后将配制好的可挤压物制成挤压坯，通过模具挤压出球栓状颗粒，再经200℃左右的烘箱烘干即成。与国内通常使用的硅胶干燥剂相比较，有如下特点：在同一吸湿环境下，吸湿率高，海泡石干燥剂为48.94%，硅胶为25.90%；吸湿周期长，连续吸湿时间可长达20天以上，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。缺点是吸湿后机械强度降低。

(3)海泡石在电焊条药皮配方中应用研究焊条原料主要由人造金红石、钛白粉、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，并辅以其它材料，这样便可成“钛铁矿—海泡石粘土—有机物”为主体材料的新型药皮配方体系。制成的焊条可以改变浮料的压浮性能，使焊条压得美观，减少电火花，降低还原钛铁矿用量以及减少成本等。

(4)海泡石用于环保酸气吸收剂的应用研究目前，对于各种污染源产生的含酸废气，环保部门多采用苛性钠、苛性钾、消石灰、碳酸钙、碳酸钾等的水溶液、浆剂或直接使用这些碱性固体物吸收除去。对地处城市的居民稠密区，现行的净化方法，还达不到治理污染净化环境的要求。湖南矿产测试利用研究所利用海泡石的吸附性能及多孔疏松、粘性大的物性，以海泡石加消石灰等为原料，经混捏加工挤条制成酸气吸收剂。经扩大试验证实，该吸收剂对三氧化硫及氟化氢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，且吸附剂原料易得，加工使用方便、价格低廉。

(5)海泡石除臭剂的应用研究湖南矿产测试利用研究所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、腐烂味和尸臭味，具有速效吸附这一特性。采用以改性后的海泡石为主料配以一定量的磷酸和其它吸附剂材料研制成一种海泡石除臭剂，经试验效果极好。

(6)海泡石用作饲料添加剂的研究湖南所利用海泡石所具有吸附性，自由流动性、抗胶凝性和化学惰性及无毒性等性能，生产YHST—35—200(A°)型微量元素海泡石饲料添加剂，牲畜饲养结果表明，每日增重11—15%，降低饲料消耗6.1%，缩短饲养期15—20天，与进口同类产品质量相当，产品70%已用于出口。

(7)海泡石用于脱色土的研究应用试验表明，对植物油、煤油、20号机油、废船泊油的脱色效果显著，其脱色力远远优于浙江仇山土。

(8)海泡石涂料的应用研究在涂料中加入海泡石，能增加涂料的悬粉性而不致于沉积。湖南矿产测试利用研究所开发出Sep-01海泡石内墙涂料和WH86—2地面涂料。Sep—01型涂料具耐洗刷性、耐水浸泡性，质量超过国内外同类产品要求。WH86—2地面涂料具有涂层光滑、不脱粉、耐磨擦，粘结强度高、涂层坚韧致密、透气率低、光泽与耐水性好、耐碱等特点，是良好的防水防潮涂料，性能远优于505地面涂料。此外，湖南省建材研究所也用海泡石研制成了膏状涂料及聚醋酸乙烯乳胶漆。

(9)海泡石系列清洁剂的应用研究海泡石系列清洁剂包括：①海泡石洗发膏。以海泡石精矿矿浆添加洗涤剂、增泡剂、防腐剂、香料、色素等原料制成；②湘海-A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，适用于卫生间及搪瓷、陶瓷设备及地面用；③湘海-B金属清洗剂。以海泡石精矿矿浆为主料，加少量碳酸钠、十二烷基苯磺酸钠等制造，用于发动机、机床等金属机件的清洗。以上系列产品生产简便，成本低且各项技术指标均优于同类型的其它产品，故有较强的市场竞争能力。

(10)海泡石冰箱吸味剂的应用研究湖南所生产的海泡石冰箱吸味剂除臭速度快、效果好，使用时间长并能重复再生，这优于国内同类的其它产品。

(11)亲油性有机海泡石的产品研究亲油性有机海泡石即海泡石加工成有机粘土或有机海泡石，有机海泡石在非极性介质中有较高的分散能力，产生的悬胶体有较高的粘度及稳定性，适用于高温润滑脂。其性能优于膨润土产品。可用于涂料、油墨、化妆品、润滑油、钻井泥浆的增稠剂，粘度调节剂，悬浮剂和乳胶稳定剂。

(12)Sep-A橡胶补强填料应用研究以海泡石精矿为原料的Sep-A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，经试证，全部代替白炭黑生产蓝色鞋大底，各项强度指标超过一级品规定指标，且耐磨性还得到了改善。且成本比白炭黑降低一半，是实用的补强填料。

(13)吸附剂系列产品应用研究海泡石的吸附能力在粘土矿物中是最突出的，海泡石不但为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有害金属离子亦有更大的吸附性。海泡石吸附剂的系列产品有：①海泡石用作含铅废水处理吸附剂，即以海泡石精矿和硅溶胶为基本原料，经混匀，加水混炼成型，焙烧活化后制成，其对金属离子除去率高，特别是对铅的吸附效果特别好，铅的除去率都在95%以上。优于活性炭、活性白土、硅胶、硅化铝等吸附剂，且吸附速度快，具有价格便宜能回收再生等性能；②海泡石含铬废水处理吸附剂，即以海泡精矿与一定量的腐植酸充分混匀，加水混炼成泥状，然后挤压成2mm短栓状或3mm球状，经低温焙烧，空气冷却等流程即成。对含铬废水处理效果极佳；③海泡石制作卷烟焦油吸附剂。陕西地矿局十三地质队研制，利用海泡粘土矿物经纯化后注入添加剂制成的BY-881吸附剂这种吸附剂可使卷烟焦油含量由“中焦油”降为国颁“低焦油”，甚至低于12mg/g的国际标准。且成本低可取代进口产品。

(14)海泡石作谷氨酸脱色土的应用研究海泡石作谷氨酸脱色土远较活性炭便宜。一般研制加工的海泡石脱色土可代替60%的活性炭作谷氨酸液脱色，效果与单用活性炭一致。由于海泡石具有吸附有害金属离子的能力，谷氨酸脱色工艺也无需用硫化钠来沉淀金属。因而是实用的活性炭替代品。并在味精行业有广阔的应用开发前景。

早在18世纪初人们就开始了对海泡石的开发利用，但由于当时的技术落后，对海泡石的物化性能尚不了解，因而对海泡石的应用很局限。直到20世纪50年代，随着现代科技的飞速发展，海泡石的研究和应用才发展到一个新的阶段。

我国对海泡石粘土矿的研究和开发利用始于80年代，根据国外海泡石粘土矿的应用方面的信息和国内的石油、化工、机械及农牧业等部门的发展需要，已开发出了一系列海泡石矿产品，并取得了巨大的经济效益和社会效益。

海泡石目前主要用于钻井泥浆、催化剂载体、化工涂料、玻璃珐琅原料、香烟滤咀原料，催化载体以及吸附剂，脱色剂、净化剂、除臭剂、吸毒剂、洗涤剂、饲料添加剂、化妆品的增稠剂和触变剂等。此外，在塑料、橡胶电力系统工程，沥青涂层、铸造等工业中也得到广泛应用。

海泡石矿产品目前是国际上紧缺矿产品之一，原料在市面上极为畅销，但一直处于供不应求状态。我国海泡石资源极为丰富，可以发展成为优势的非金属矿种。但我国海泡石粘土矿高品质、规模大的比较少，主要由乡镇企业生产。因此，在国内市场货量和容量均不大，而没有充分显示其优势。因此，加大技术投入，提高海泡石产品档次，增加产品高技术附加值，积极占领国际、国内市场是海泡石开发利用的关键。

项目	海泡石含量，%	饱和盐水造浆率，m³/t	搬土饱和盐水造浆率，m³/t
质量指标	>30	>10	>16(超过A.P.I标准)