Atapulgita

1. Descripción general

La atapulgita, también conocida como paligorskita o paligorskita, es un mineral arcilloso de silicato de aluminio hidratado rico en magnesio con una estructura de cadena en capas. Savchenko fue descubierta en los Urales, Rusia, en 1862. En 1913, Fehrsmann la llamó Palygorskita basándose en el área minera descubierta. Este mineral fue descubierto más tarde en la tierra de batán de la región de Attapulgus en Georgia, EE. UU., y en la región de Mormoron en Francia, y en 1935 se adoptó el nombre de Attapulgita. En 1976, el erudito chino Xu Jiquan tradujo el nombre "atapulgita" a "atapulgita" basándose en el sonido de la atapulgita y teniendo en cuenta las características de la estructura cristalina de la mina. La arcilla de atapulgita a menudo contiene minerales de montmorillonita, caolinita, hidromica, sepiolita, cuarzo, ópalo, carbonato, etc.

2. Propiedades minerales

La atapulgita es un mineral arcilloso de silicato de aluminio hidratado rico en magnesio con una estructura de cadena en capas. Los componentes principales son silicio (Si) y magnesio (Mg). Su fórmula molecular ideal es: (Mg, Al, Fe) 5Si8O20 (OH) 2 (OH2) 4·4H2O La composición química teórica es: SiO2 56,96, (Mg). , Al, Fe)O 23,83, H2O 19,21. La atapulgita es un sistema cristalino monoclínico y su estructura cristalina es un mineral arcilloso de tipo 2:1, es decir, dos capas de tetraedros de silicio y oxígeno intercalando una capa de octaedros de magnesio (aluminio) y oxígeno. La disposición de los tetraedros y octaedros es. similar a La estructura de doble cadena de la hornblenda es similar a la estructura en capas de los minerales de mica, talco y caolinita. En cada capa 2:1, la dirección de las esquinas de la hoja tetraédrica se invierte a cierta distancia, formando una característica de unión en forma de cadena de capas. Entre las franjas tetraédricas se forman canales paralelos a las cadenas. El radio del área de la sección transversal del canal es de 3,7 × 10-8 cm y 6,4 × 10-8 cm, y el canal está lleno de moléculas de agua. La disposición de estas moléculas de agua es en parte el agua de zeolita paralela al eje de la fibra, y la otra parte es el agua cristalina coordinada con los iones de magnesio en las láminas de brucita. Su estructura cristalina tiene forma de aguja, muy similar a la del amianto anfíbol, y está compuesta por delgados tubos huecos.

Los cristales de atapulgita tienen forma de varilla y de fibra, y sus secciones transversales de cristal tienen forma de diamante, los agregados son estructuras terrosas o densas en forma de bloques, y el color es blanco grisáceo, azul; gris, amarillento o verde claro, con brillo grasoso. Densidad 2,0～2,3g/cm3, dureza Mohs 2～3g/cm3. Es pegajoso y plástico cuando está mojado, básicamente no se hincha, se encoge poco al secarse y no produce grietas. Tiene una fuerte absorción de agua, que puede alcanzar más de 150, y un pH = 8,5 aproximadamente. Debido a los canales porosos internos y a la gran superficie específica, generalmente de 400 a 500 m2/g, la mayoría de los cationes, moléculas de agua y moléculas orgánicas de cierto tamaño pueden adsorberse directamente en los poros, y su rendimiento electroquímico es estable y no es fácil. absorbido por el electrolito floculado. Tasa de decoloración: el tratamiento con 4HCl es generalmente superior a 150. Cantidad de absorción azul: menos de 24 g/100 g; capacidad de expansión: 4 ~ 6 cm2/g.

3. Usos

Debido a sus especiales propiedades físicas y químicas y al rendimiento del proceso, la arcilla de atapulgita se utiliza ampliamente en petróleo, industria química, materiales de construcción, fabricación de papel, medicina, agricultura, etc. .

1) Aplicación en la industria de materiales de construcción. La atapulgita se puede utilizar como relleno, agente nivelador, agente tixotrópico, espesante y estabilizador para revestimientos y pinturas; se puede utilizar para producir paneles, techos y paneles de pared fonoabsorbentes de lana mineral, y tiene buenas propiedades de aislamiento y absorción térmica. Efecto sonoro; como material impermeable, ignífugo y aislante térmico, adecuado para la producción de lana de roca, lana mineral y materiales compuestos de silicato, se puede utilizar como relleno, espesante, agente antienvejecimiento, etc. para asfalto modificado; Para antifiltración en proyectos subterráneos.

2) Aplicación en industria ligera. La atapulgita reemplaza el cuero amasado con soda y reduce los costos; como relleno y recubrimiento de papel, se puede utilizar en impresión por huecograbado o impresión offset, producción de pigmentos y procesos de papel revestido y cartón revestido como relleno de tinta, puede mejorar la calidad de la tinta y reducir; Costos, conveniente para imprimir y otras funciones.

3) Agricultura y ganadería. El polvo de arcilla de atapulgita se utiliza como aditivo en piensos mixtos para mejorar la tasa de conversión alimenticia. Como aglutinante de fertilizante compuesto, tiene un tiempo de retención de fertilizante prolongado y puede mejorar la capacidad de producción. Como agente suspensor y portador de pesticidas, se usa ampliamente en insecticidas, fungicidas, herbicidas, etc.

Como material de recubrimiento de semillas, tiene las características de buena resistencia y granulación suave. Se pueden agregar fertilizantes y pesticidas al mismo tiempo para aumentar la tasa de germinación de las semillas, lo que es beneficioso para la prevención de enfermedades y el crecimiento.

4) Industria textil. Como agente de relleno de suspensión para tintes, tiene las ventajas de no decolorarse, fuerte poder colorante, resistencia al lavado, colores brillantes y bajos costos de producción. También se puede utilizar como hilo de apresto de recubrimiento en la industria textil.

5) Industria de exploración petrolera. Un procesamiento físico y químico adicional de la atapulgita de grado coloidal puede aumentar su tasa de formación de lechada y es adecuado para la perforación geológica. Como material de lodo, tiene buena dispersión, alta tasa de formación de lechada, buen sellado, resistencia a la sal y a los álcalis y un nivel alto estable. -resistencia a la temperatura Tiene las ventajas de prevenir el colapso del pozo, proteger las paredes del pozo y reducir la tasa de pozos abandonados.

6) Industria de protección del medio ambiente. Como floculante y adsorbente, se utiliza ampliamente en el tratamiento de aguas residuales, residuos industriales y nucleares, y como revestimiento aislante en vertederos de basura y vertederos de residuos nucleares. Adsorbe sustancias nocivas como sulfuro de hidrógeno, amoníaco y dióxido de azufre en los gases de escape.

7) Industria química. ①Reemplaza el tripolifosfato de sodio (STPP), el principal coadyuvante de los detergentes y champús sintéticos para ropa. ②El tamiz molecular sintético está hecho de una proporción de contenido de sodio, silicio y aluminio dentro de un cierto rango. Su diámetro de partícula es de 2 a 10 mm, su contenido de humedad es de 1,5, su densidad aparente es inferior a 0,68 g/cm3 y su resistencia a la compresión es superior a 0,5 MPa. ③Sílice precipitada, utilizada como relleno en calzado, neumáticos de automóviles de alta gama, etc. ④El desecante preparado mediante procesamiento fino tiene numerosos poros en forma de panal y su superficie es bastante grande. ⑤La arcilla de atapulgita tiene una amplia gama de aplicaciones en catalizadores químicos, como el uso de atapulgita como catalizador para producir metano de diaminobenceno, polímeros de polimetilpolianilina y dicloroetano, hidrogenación de petróleo pesado y dicianuro. El portador del catalizador de fosfato también es atapulgita, que se utiliza para la purificación del producto. .

8) Industria cosmética. Como materia prima para cosmética, la atapulgita seleccionada tiene una excelente suavidad, adherencia y permeabilidad al aire.

9) Industria del plástico y del caucho. La atapulgita purificada, refinada y modificada se utiliza principalmente como relleno para caucho plástico y tiene funciones antideslizantes y antiadherentes.

10) Industria farmacéutica y bioingeniería. La arcilla de atapulgita se puede utilizar en productos farmacéuticos debido a su no toxicidad y sus fuertes propiedades de adsorción. La atapulgita también supera a otras arcillas en la extracción de hormonas sexuales.

11) Industria metalúrgica. Se utiliza como aglutinante de arena de fundición, aglutinante de pellets de mineral de hierro, revestimiento de fundición, etc.

12) Nanomateriales absorbentes de microondas aeroespaciales. Se utiliza para el blindaje de ondas electromagnéticas y la invisibilidad de aviones y barcos.

IV.Características Geológicas

A partir del análisis de las características de la atapulgita producida en la naturaleza y su relación con minerales afines, se trata de un mineral de baja temperatura que se encuentra en soluciones alcalinas. Los depósitos químicos cristalizaron a partir de la combinación de SiO2 y Mg, o minerales de cambio de fase en equilibrio sólido-líquido. Los depósitos de arcilla de atapulgita son minerales arcillosos con el mineral de arcilla de atapulgita como componente principal. Según los antecedentes geológicos de mineralización y el modo de mineralización, los depósitos de arcilla de atapulgita se dividen en dos categorías: tipo lixiviante-hidrotermal y tipo sedimentario.

(1) Depósitos hidrotermales de lixiviación

Se produce en mármoles dolomíticos, dolomita y serpentina en forma de vetas, vetas finas y vetas reticulares de pequeño espesor. las grietas del laminado o sienita, granito, etc. La atapulgita tiene alta cristalinidad, fibras largas, forma similar al amianto, suave y elástica. El rango de mineralización de este tipo de mineral a veces alcanza desde varios kilómetros cuadrados hasta decenas de kilómetros cuadrados, pero la escala del depósito es pequeña, el contenido mineral en volumen no es alto y el valor minero industrial no es grande. Por ejemplo, el depósito de atapulgita en Quanjiao, Anhui, pertenece a este tipo de depósito hidrotermal de lixiviación.

El depósito de arcilla de atapulgita de Anhui Quanjiao está ubicado a 4,3 km al noreste de Machang, condado de Quanjiao, provincia de Anhui, en el ala este del antearco de la estructura en forma de montaña Huaiyang, en el lado este de la profundidad de Tanlu. Falla, y en la montaña Yuping en el condado de Chu. El extremo suroeste y el ala noroeste del sinclinal dúplex. Los estratos expuestos en el área minera son la sección superior de la Formación Doushantuo y la sección inferior de la Formación Dengying del Sistema Sinian. Se desarrollaron pliegues y fallas de cuarzo, monzonita y pórfido de diorita a principios del período Yanshan. Las vetas se producen en las zonas de contacto internas y externas y en las zonas de fractura de mármol y lutita filita en la sección superior de la Formación Doushantuo. El yacimiento tiene forma de vetas, vetillas y vetas, distribuidos en direcciones NO y NNE, y se encuentra en SW∠60°～85° y SE∠65°～85°. Hay 5 vetas principales, de 25 a 100 m de largo y de 0,2 a 1 m de espesor.

El tipo de mineral principal es el mineral fibroso con fibras largas y una ley visual de más de 90, seguido de minerales reticulares metasomáticos llenos de venas y minerales brechados con leyes más bajas. La composición química del mineral es: SiO2 62.74, Al2O3 11.06, Fe2O3 1.15, FeO 0.11, MnO 0.03, CaO 0.14, MgO 11.68, K2O 0.18, Na2O 0.05, TiO2 0.08, P2O5 0.033, CO2 H2. O + 11,85, H2O- 8,96.

(2) Depósitos sedimentarios

Los depósitos sedimentarios se dividen en dos subcategorías: depósitos sedimentarios continentales y depósitos sedimentarios marinos según el entorno paleogeográfico en el que se formaron. Los depósitos sedimentarios se producen generalmente en lagos alcalinos interiores, cuencas de lagos salados, cuencas de basalto alcalino, plataformas marinas de carbonato poco profundas, zonas de mareas y otras áreas de zonas climáticas áridas o semiáridas en áreas estructuralmente estables. La mineralización puede ocurrir en tres etapas: singenética, diagenética y epigenética. Los minerales de atapulgita pueden cristalizar directamente de la solución mediante evaporación o pueden convertirse a partir de illita, clorita, montmorillonita, caolinita, sepiolita, etc. Los yacimientos se producen en forma de capas, capas y lentes, y su apariencia es consistente con la roca circundante. Mineralización regional, que cubre un área de varios kilómetros cuadrados a cientos de kilómetros cuadrados. El mineral es terroso, denso, masivo, clástico y nodular. El contenido de mineral de atapulgita es de 40 a 85, y algunos individuos llegan a más de 90. Los minerales asociados incluyen montmorillonita, calcita, cuarzo, ópalo, pedernal, caolinita, sepiolita, etc. Todos los depósitos descubiertos actualmente en mi país son depósitos sedimentarios continentales, como los depósitos de arcilla de atapulgita en Xuyi, Liuhe, Jiangsu y Jiashan, Anhui. A continuación se toma como ejemplo el depósito de arcilla de atapulgita de Xuyi en Jiangsu para ilustrar sus características geológicas.

El depósito de arcilla de atapulgita de Xuyi en la provincia de Jiangsu se encuentra en el condado de Xuyi, provincia de Jiangsu. El yacimiento se encuentra en la formación sedimentaria volcánica-lacustre terrestre de la Formación Xiacaowan del Plioceno Neógeno. El sistema es basalto de olivino y dolerita de olivino que se intercalan con capas de arcilla y capas de lutitas y limolitas limosas, con un espesor de 20 a 90 m. La arcilla atapulgita se distribuye principalmente en la capa arcillosa superior, con un espesor de 2 a 5 my una extensión de cientos a más de mil metros. El mineral es de color blanquecino o gris claro, liviano, con una densidad de 2 g/cm3, fuerte absorción de agua y sensación resbaladiza. Tiene una estructura metamórfica fibrosa, terrosa, masiva y brechada. Además de la atapulgita, la composición mineral también incluye montmorillonita, cuarzo, hidromica, etc., y ocasionalmente sepiolita. La tasa de pulpa de salmuera saturada es de 8 a 19 m3/t, y el poder de decoloración después del tratamiento con 4HCl es superior a 150. La composición química del mineral de arcilla de atapulgita en Longwangshan, Xuyi es: SiO2 58,88, Al2O3 9,50, Fe2O3 5,20, MnO 0,05, CaO 0,40, MgO 12,10, K2O 1,24, Na2O 0,10, TiO2 0,56, Cr2O3 0,04.

5. Distribución de los depósitos minerales

La arcilla atapulgita se produce principalmente en sistemas de rocas volcánicas neógenas y paleógenas, estratos continentales del Cretácico, estratos calizos del Ordovícico y Pérmico, entre las formaciones calizas dolomíticas del Cámbrico y el Sinio. , Las rocas volcánicas neógenas, paleógenas y cretácicas son más favorables para la mineralización. Por ejemplo, los suelos cóncavos de Xuyi, Jiangsu y otros lugares se producen con basalto neógeno.

La mayoría de los recursos de arcilla de atapulgita de mi país se distribuyen en Xuyi-Liuhe, Jintan, Jiangsu y Mingguang-Jianxi, Anhui.

La arcilla atapulgita también se ha descubierto en Mongolia Interior, Sichuan, Shandong, Guizhou, Gansu, Xinjiang, Hunan y otros lugares. Se produce principalmente en sistemas de rocas volcánicas neógenas y paleógenas y en estratos continentales del Cretácico. Las formaciones de piedra caliza del Ordovícico y Pérmico, las formaciones de piedra caliza dolomítica del Cámbrico y el Sinio, especialmente las áreas de distribución de basalto del Neógeno, Paleógeno y Cretácico son las más favorables para la mineralización. A excepción de las regiones de Jiangsu y Anhui, la escala de desarrollo industrial de la arcilla de atapulgita en otras regiones no es grande. Por lo tanto, la industria de la arcilla de atapulgita de mi país en realidad está representada por la arcilla de atapulgita en las regiones de Jiangsu y Anhui.

6. Recursos disponibles

Los depósitos de arcilla de atapulgita conocidos en mi país son en su mayoría tipos sedimentarios volcánicos continentales, distribuidos principalmente en cuencas volcánicas, y las capas que contienen minerales son principalmente sistemas de tiza. Sistema neógeno, como depósitos de arcilla de atapulgita en Xuyi, Liuhe, Jiangsu y Jiashan, Anhui.

Desde finales de la década de 1970, se han descubierto varios depósitos minerales (sitios) en Sichuan, Shandong, Gansu, Shanxi, Guizhou, Mongolia Interior, Hubei, Hebei y otros lugares. Los recursos minerales de arcilla atapulgita de mi país tienen perspectivas considerables. En la actualidad, hay más de diez depósitos (sitios) de arcilla de atapulgita, entre los cuales Jiangsu y Anhui son las principales áreas de concentración (Tabla 2-43-1).

El trabajo geológico a lo largo de los años ha demostrado que la cantidad total de arcillas útiles como la arcilla de atapulgita Xuyi alcanza las 11,7×108t, de las cuales las reservas de recursos identificadas de arcilla de atapulgita de alta calidad superan las 6000×104t, pero algunas Los recursos no se muestran en la tabla de reservas nacionales.

Tabla 2-43-1 Las reservas de recursos identificadas de los principales depósitos de arcilla de atapulgita en China

(Según el "Informe de Reservas y Recursos Minerales Nacionales" del Ministerio de Tierras y Recursos , 2005)