Монтмориллонитовая глина: минеральный состав, свойства, добыча и сферы применения
Несмотря на свое название, монтмориллонитовая глина является камнем. Это минерал, который способен впитывать большое количество воды и при этом набухать. Данным свойством и обусловлено его широкое применение во многих отраслях. Глина пищевая, в связи с чем она используется и в качестве сорбента, очищающего воду и различные продукты от вредных примесей. В литературе встречаются и другие названия минерала: болюс, фуллерова земля, бентонит. Однако наиболее часто его упоминают как монтмориллонитовая глина. Это обусловлено названием местности, где камень впервые был обнаружен. Минерал был найден в одном из городов Франции - Монтмориллоне.
Свойства
Как было упомянуто выше, камень, вбирая воду, сильно набухает. При этом масса минерала увеличивается до 20 раз. Данное свойство монтмориллонитовой глины обусловлено ее структурой. Она имеет слоистый характер. При этом структура представлена тонкими чешуйками. Таким образом, монтмориллонит - это сорбент, который можно сравнить с активированным углем. При этом камень весьма пластичен, благодаря чему его и называют глиной.
Иные свойства монтмориллонита:
- Минерал способен поглощать не только воду. Он легко впитывает масла, нефтяные продукты и даже испражнения животных.
- Монтмориллонитовая глина является довольно мягким материалом. Она сравнима с тальком. По шкале Мооса минерал имеет 1,5 балла.
- В камне пластинки связаны с зерноподобными частицами. Диаметр последних составляет не более 2-х мм. Благодаря сложному строению глинистый минерал способен притягивать и положительно, и отрицательно заряженные частицы. Кроме того, через побочную валентность с камнем связываются и субстанции неионного характера.
- Монтмориллонит имеет объемные внутренние пустоты. За счет этого он может поглощать огромную массу инородных элементов.
- Порода имеет небольшой показатель плотности. В среднем, на 1 см3 приходится 1,5 г. Таким образом, глина является не только пластичной, но и очень легкой.
- Минерал имеет белый цвет. Нередко можно заметить серый оттенок. Иногда встречаются и белоснежные камни. Реже минерал имеет зеленоватый, розоватый, коричневатый или голубоватый оттенок.
По мере высыхания глина трескается. Характер ее поверхности излома неровный.
Разновидности
Минеральный состав монтмориллонитовой глины непостоянен. Кроме того, содержание воды в камне каждый раз иное.
Чаще всего в минерале присутствуют оксиды следующих элементов:
- алюминия;
- железа;
- магния;
- кальция;
- калия;
- натрия.
Процентное содержание оксидов неодинаково, что влияет на свойства материала. Например, в некоторых случаях плотность минерала увеличивается.
В зависимости от химического состава глину классифицируют следующим образом: Cu-, Fe, Cu-Fe-, Ni-, Mg-монтмориллонит.
Происхождение
Как правило, образование материала происходит в экзогенных условиях. Наиболее благоприятной для формирования минерала является щелочная среда, богатая Mg.
Монтмориллонит - это камень, который может образоваться:
- в горных породах (вулканических, осадочных, метаморфических);
- в почве;
- в непосредственной близости от горячих источников.
Кроме того, минерал способен образовываться и в морской среде. Это происходит путем трансформации слюд и гидрослюд.
Монтмориллонитовая глина является весьма устойчивым материалом. В пустынных местностях его поверхностный слой превращается в материал, внешне напоминающий обычную пыль, который переносится по воздуху с помощью ветра. Впоследствии он оседает на других участках, образуя лессовые отложения.
Месторождения
Минтмориллонит является одним из самых распространенных материалов. Его месторождения сосредоточены по всему миру.
В России они находятся:
- В Кабардино-Балкарии (Герпегеж).
- На Урале (Зырянское месторождение).
- В Хакасии (10-й Хутор).
- В Крыму (в районе от Севастополя до Карасубазара).
- В Якутии.
- В Амурской области.
- В Забайкальском крае.
- В Челябинской области.
Другие наиболее известные месторождения находятся в:
- Окрестностях селения Гумбри (Западная Грузия).
- На участках близ юго-востока г. Махарадзе. Группа месторождений также находится в Западной Грузии.
- США (Алабама, Калифорния, Джорджия, Флорида).
- Франции (Виенна).
- Германии.
- Венгрии.
- Японии.
Большая часть монтмориллонитовой глины извлекается из коренных месторождений. Однако россыпная добыча также является весьма развитой. В России наибольшее количество минерала расположено в Амурской области. Согласно статистическим данным, в РФ ежегодно добывается, в среднем, 270 тысяч тонн монтмориллонита. При этом каждые 12 месяцев данный показатель увеличивается на 1/10.
Добыча
Данный процесс осуществляется открытым способом. Иными словами, добыча глины проводится во время разработки карьеров.
От способа извлечения породы напрямую зависит ее стоимость. Преимущества карьерной разработки:
- Подготовительные работы проводятся не только быстро, но и легко.
- Рабочие находятся в комфортных и безопасных условиях.
- Затраты на проведение разработки небольшие.
- Эффективное извлечение минерала.
Подготовительные работы подразумевают проведение геологической разведки. Если ее результаты положительные, местность осушают и строят все необходимые коммуникации. После этого проводятся вскрышные работы. Затем следует непосредственно процесс добычи монтмориллонита. Завершающим этапом является транспортировка камня.
Сферы применения
Монтмориллонит способен впитывать в себя большое количество всевозможных элементов. Он обладает не только адсорбирующими, но и омыляющими свойствами. За счет этого минерал широко используется в следующих отраслях:
- Нефтяная промышленность. Глина прекрасно очищает от посторонних примесей. Готовый нефтепродукт не содержит углистых веществ, смол и пр.
- Текстильная промышленность. Во время отделки суконных материалов с помощью глины удаляют пятна от масел и жиров. Кроме того, минерал обладает отбеливающими свойствами.
- Производство резины. Минерал придает ей жесткость и прочность.
- Косметическая и мыловаренная промышленность. Глина имеется в составе помады, пудры, зубной пасты, мыла и пр.
- Пищевая промышленность. Минерал очищает от посторонних примесей воду, вина, соки, растительные масла.
- Медицина. Монтмориллонит является активным компонентом некоторых лекарств, назначаемых при интоксикациях.
- Сельское хозяйство. Глина используется во время производства комбикорма.
- Бумажная промышленность.
Кроме того, минерал в качестве связующего вещества применяется при производстве керамических изделий и железорудных окатышей. Стоит отметить, что глина обладает прекрасными гидроизоляционными свойствами.
Стоимость
Сырье является весьма дешевым, в связи с чем его и используют массово во многих областях промышленности. Средняя стоимость глины составляет 600 рублей за 1 кг.
Цена напрямую зависит от чистоты сырья и от минерала, который в нем преобладает. Ведь, как было упомянуто выше, состав глины в разных месторождениях неодинаковый. Стоимость чистейшего сырья может достигать и нескольких тысяч долларов за 1 тонну.
В заключение
Монтмориллонитовая глина - это на самом деле минерал, который весьма пластичен, чем и обусловлено его название. Впервые порода была добыта во Франции. В настоящее же время разработано большое количество месторождений по всему миру. Монтмориллонит обладает прекрасными адсорбирующими свойствами. Он с легкостью поглощает воду и всевозможные компоненты, увеличиваясь в размерах до 20 раз. В настоящее время минерал используется во многих отраслях промышленности.