蛭石吸附材料的研究现状论文

找到一篇类似的，但愿对你有用！：）《现代花卉栽培新技术应用》摘要：随着小康社会建设和社会全面进步，对美的享受日益突出。在人与环境和谐发展过程中，美化环境，发展小城镇，建设新农村，丰富人民生活，提高生活质量，增加花卉色彩，推进花卉产业化进程，调整产业结构，促进农牧业增效、农牧民增收，乃是新时期、新阶段我区农牧业发展的必然趋势。本文通过西藏花卉引种与高效种养新技术研究与示范，总结出西藏花卉引种与高效种养新技术，供参考与应用。关键词：现代花卉栽培新技术应用中图分类号：$68花卉是色彩的来源，也是季节变化的标志；是一种有生机的艺术品，也是科技进步与创新的结晶；是园艺绿化、环境美化的活材料，也是用来点缀居室、居民区、旅游景点、会场布展等公共场所的素材；是提升西藏产业结构、带动农牧民增收的新兴产业，也是高原生态环境保护与建设内容的重要组成部分。1 现代育苗技术1．1 智能温室育苗利用智能温室的现代化设施设备，通过对温、湿、光及c02的自动调控，创造适宜的小气候环境。用穴盘播种，营养钵扦插，机械化嫁接等育苗手段，不仅能满足花卉幼苗对温、湿、光及COz的生理需求，提高育苗的机械化程度，而且具有省工、省料、繁殖周期短、成活率高等特点。智能温室育苗其主要优点：一是能创造适宜的土壤湿度、空气湿度和良好的温光条件；二是能加快分株、扦插、嫁接后幼苗的伤口愈合；三是一年四季均可育苗、不受季节限制、苗床周转快、生产效率高。据西藏现代农业示范园区近两年试验与生产示范，采用连栋智能温室育苗，比常规育苗节省工料8=5％左右，成本降低40～60％，种苗成活率可达90—95％，而且幼苗株型整齐健壮，叶片肥厚，根系发达，种苗商品率可达到95以上。1．2 电热温床育苗电热温床育苗是冬春季快速育苗的方法之一。其主要目的是增加苗床培养土温度。利用自动控制仪调节温度，可为种子萌发或扦插条生根提供最适宜的土壤温度条件。西藏自治区农牧科学院蔬菜研究所(原七一农场)1986年应用电热温床扦插繁殖月季，其结果表现发芽生根快、成活率高。采用电热温床加小拱棚遮萌育苗，床温比一股室温高2～3~C以上。不仅发芽快，成活率高，幼苗的根系生长迅速，地上部分生长缓慢而充实，而且可培育苗壮。同时，扦插繁殖时能加速插条伤口愈合、促进生根。电热温床育苗靠自动控温仪调节苗床温度，操作简便，设备可连续使用多年。2 组培快繁技术2．1组织培养组织培养就是应用无菌操作技术，培养植物的离体器官、组织或细胞。使其在人工控制的条件下进行生长和发育的技术，又叫无菌培养或离体组织培养。组培快繁技术繁殖快、用材少、遗传性状稳定；而且能解决花卉在无性繁殖过程中易产生的病毒危害，可大幅度提高种苗质量和商品率。通过分离茎尖、芽尖、根尖、胚芽、叶片、鳞片、花粉等，接种在三角瓶等人工配置的培养基上进行培养，利用植物细胞的再生能力，在适宜无菌的条件下，长出不定芽或不定根，使之形成一株新的完整植株。组织培养是进行植物快繁和保存种质材料遗传性状以及对花卉种苗进行脱毒的一项现代繁殖技术；也是研究植物细胞、组织的生长、分化和植物体器官形成规律的重要科学手段。我区组培快繁研究起步较晚，但近年来发展较快·，已用组培快繁技术先后培育出兰花、菊花、香石竹、君子兰、大花萱草、非洲紫罗兰、百合、月季、一品红、唐菖蒲、草红花、风信子、水仙、仙客来、非洲菊、卓玛花等优良花卉。2004—2005年，西藏自治区农牧科学院园区办与自治区生物研究所组培室合作，组培一品红、香石竹、非洲菊、蝴蝶兰、满天星、长寿菊、八仙花、洋桔梗、草红花等1O多种花卉试管苗成功，为西藏花卉商品化生产基地建设奠定了良好的基础。其常用花卉诱导分化培养基选用详见表1。表l 几中花卉诱导分化培养基参考表2．2 组培快繁的优点2．2．1 能保持原有品种同有的遗传性状和特性。2．2．2 节约繁殖材料。采集一小部分分离组织就能繁殖出大量花苗。2．2．3 繁殖速度快。用“一品红、蝴蝶兰”等分离组织作培养材料，在适宜条件下经过离体培养，接种后15— 3O天开始组织分化，一年内可繁殖大量的优质种苗。2．2．4 节省土地。组培快繁技术是在室内将分离组织置三角瓶或试管内进行培养的，可以充分利用空间。一般30m2的培养室就能摆放上万三角瓶，可繁殖大量优质花卉种苗。2．2．5 去病毒。目前许多花卉病毒较为严重，直接影响观赏价值；组培可进行苗木脱毒，使之成为无毒苗。2．2．6 复壮品种。对于长期使用无性繁殖，并开始退化的花卉品种，采用组培快繁，可使个体遗传性状得以恢复。3 花卉生长激素应用花卉生长调节剂，是指能调控花卉生长，开花、休眠、萌芽等过程中人工合成植物激素的总称。这类人工合成激素在植物体内对植物生理功能和形态变化起着重要作用。3．1 常用花卉生长调节剂3．1．1 植物生长素，主要有吲哚乙酸(姒)，吲哚丁酸(IBA)，萘乙酸(NAA)等。植物生长素主要具有促进细胞分裂，促进生根等作用。萘乙酸是一种具有多种用途的生长调节剂，能促进苗术生长和开花，促进插条发根，并可防治落花落果。西藏现代农业示范园区2004年试验示范，温室扦插“一品红”用500t,e,／g浓度萘乙酸(NAA)快速浸蘸，对促进生根、提高扦插成活率起到了明显的作用。3．1．2 生长延缓剂和抑制剂，主要有比久(B9)、多效唑(PP333)和矮壮素(ccc)等，具有延缓或抑制植株或枝条生长等作用。比久是一种具有多种用途的生长延缓剂，可作矮化剂、座果剂、生根剂和保鲜剂使用。应用在花卉上，可使花卉矮化粗壮；同时具有防止落花，促进座果，诱发不定根形成，提高抗寒力等作用。西藏现代农业示范园区花卉生产应用5％多效唑(PP333)可湿性粉剂喷施，对防止茶用花卉，特别是“金桔”落花、促进座果，诱发不定根形成，提高冬季抗寒力起到了显著效果。矮壮素具有抑制植物营养生长，促进生殖生长的作用。喷施矮壮素，可使花节间缩短，植株矮化，茎秆变粗，叶片增厚，叶色亮丽。并有增强植物抗旱、抗寒等作用，因此常用于菊花、大丽花、杜鹃、牡丹以及盆栽葡萄等花卉的矮化处理。3．1．3 生根粉(ABT)。ABT是一种高效、广谱性的生根促进剂，西藏6～7月份园林绿化应用较广。一般海棠砧木嫁接扦插育苗成活率可达80～90％。“1号生根粉”主要用于玖瑰、米兰、海棠、佛手、罗汉松、雪松、银杏等；“2号生根粉”主要用于月季、茶花、桅子、杜鹃、菊花、蔷薇、倒挂金钟、石榴、小叶黄杨等；“3号生根粉”用于苗木移栽时根系恢复，提高成活率。3．1．4 三十烷醇。三十烷醇是一种具有多种用途的生长调节剂，不仅具有提高种子发芽率和促进插条生根以及促进花芽分化，多开花，多结果的作用，而且还可以增加叶绿素含量，使叶色加深并能使叶片增大。西藏现代农业示范园区引进名贵花卉后，应用0．5／_tg／g浓度三十烷醇喷施，不仅能促进花卉花芽分化、多开花、多结果，而且明显增加了叶绿素含量，使叶色加深和叶片增大。3．2 植物生长调节剂在花卉上应用的效果3．2．1 促进插条生根，有利快速繁殖。萘乙酸、吲哚丁酸等生长素，配成适当的浓度，应用在一些不易发根的花木上，有较明显的促进根系生长的作用。春季温室扦插葡萄条，将插条基部放入1000btg／g萘乙酸溶液中浸泡3～5小时，取出立即扦插。扦插后50天调查，发根率比对照高出约l倍。又如将桂花嫩枝的插条浸入浓度为500／_tg／g的吲哚丁酸溶液中，5分钟取出，凉干后扦插，可提前发根。再如玉兰，再生能力差，扦插生根困难，剪取嫩枝放入2oot,e,／g萘乙酸溶液中浸泡24小时再扦插，可促进生根成活。实践证明，茉莉、米兰、含笑、橡皮树、五色梅、罗汉松、天竺葵、四季秋海棠、香石竹等多种花木，应用生长素调节后，对促进生根均有良好效果。3．2．2 促进植株矮壮，提高观赏价值。应用矮壮素12“比久”处理花卉，能有效地使植株矮化，促进分枝及花芽分化。例如天竺葵定植时土壤中拌入500t-tg／g的矮壮素，植株高度可降低10cm左右，并能提前1～2周开花。大丽花、菊花等用“比久”处理，矮化作用十分明显。据西藏现代农业示范园区试验示范，矮壮素“比久”对一品红、山茶、八仙花、杜鹃、火棘、五色梅、百合、仙来客、香石竹、翠菊、彩叶草、鸡冠花、紫罗兰、矮牵牛、万寿菊、百日草等花木均有明显矮化作用。“多效唑”对一些花卉植株的矮化作用也十分显著，如盆栽秋菊，在其生长中期(约于8月中下旬)，用浓度20ug／g的“多效唑”溶液喷洒，每隔l0～l5天喷1次，共喷两次，可使植株变矮，节间缩短，叶色变绿，茎秆变硬，此时辅之以摘心和适当施肥，即可使花型增大，花期延长，花朵艳丽。3．2．3 延长切花寿命。西藏海拔高，空气干燥，使鲜切花花期受到一定影响。插花时高原人民都希望让鲜花能多开几天，应用一些生长延缓剂，即可抑制花卉的呼吸作用，从而达到延长花期的目的。例如将香石竹花枝基部用矮化素浸泡一夜，即可延长花期2～3天。矮化素的使用浓度，夏季为50／_tg／g，冬季为l0～ 25t-tg／g。3．2．4 防止落花落果。喷洒“比久”、“萘乙酸”具有防止落花落果作用。如观叶花卉用50／J．g／g“萘乙酸”溶液喷洒，即可防止落花。又如盆栽金桔，在座果前用500／_tg／g浓度的“萘乙酸”(N从)溶液喷洒，即可抑制花芽分化，防止落果。4 BGA土壤激活剂的应用BGA土壤激活剂不同于现有化学肥料、微生物肥料、有机肥料、复合肥料、保水剂、生根粉等产品。它集保水、放水、催芽、改良士壤、供给利激活营养等多种功能于一身，除可用于正常条件下花卉种养获得养分外，最突出特点在于花卉在难以种养的恶劣条件下(如高寒、干旱、风沙、瘠薄等)，能使花卉正常生长。2OO4年，西藏现代农业示范园区应用1：20 BGA激活剂与河砂混合基质盆栽小本花卉，效果十分良好，拉萨家庭盆栽君子兰应用BGA激活剂培养土后，春季间隔30～40天浇水，亦可正常开花，而且表现花朵大、花期长等特点。应用1：15 BGA激活剂与河砂混合基质营养液喷灌技术，进行无土草坪示范，在水泥地平面，铺5crn厚度的基质，草坪从播种到形成商品仅6o天。5 介质应用5．1 栽培介质近年来，花卉栽培所用的介质，逐渐移向使用全部无土或少土的介质。这是因为无土介质大都属于园艺无毒类型，不需消毒程序，重量轻，质量均衡，价格便宜，易于操作及标准化，但介质多数不含或少含养分，栽培上应及时施用营养液。5．1．1 树皮。西藏藏东南地区松树皮和硬木树皮，具有良好的物理性质，能够部分代替泥炭作为盆栽介质。新鲜树皮的主要问题是碳氮比较高，有些树皮如察隅油桐树皮等含有对植物有害的成分，应该通过高温堆腐或淋洗降解毒性。树皮首先要粉碎，粒子直径可以大到10mm，一般的直径为1．5～6mm。对粒子的大小进行筛选，细小的粒子可作为田问土壤改良剂，粗的粒子可作为盆栽介质。木树皮作为盆栽介质，能抑制植物寄生线虫和土壤病原菌的发生。5．1．2 锯末。西藏藏东南林区木材加上后生产的锯末和树皮有类似的性质，但较易分解沉积，而过于致密则不易干燥，影响透水透气。5．1．3 草炭。又称泥炭，泥炭是古代湖沼地带的植物被埋藏地下，在渍水和缺氧的条件下不能完全分解的特殊有机物。西藏羊八井地带天然草炭资源十分丰富，为花卉产业发展提供充足的介质资源。5．1．4 珍珠岩。珍珠岩是天然的铝硅化合物，即粉碎的岩浆岩加热剑1000℃以上而形成的膨胀材料，具封闭的多孔性结构。珍珠岩较轻，通气良好，无营养成分，质地均一，不分解，阳离子代换量较低，PH7．0～7．5。珍珠岩含有钠、铝和少量的可溶性氟，氟能伤害某些植物，特别是在较低PH时用珍珠岩作繁殖介质表现明显。在使用前经过2～3次淋洗，能使可溶性氟淋火。珍珠岩较轻，容易浮在混合介质的表面。5．1．5 蛭石。蛭石是硅酸盐材料在800～l100℃下加热形成的云母状物质。在加热中，水分迅速失去。矿物膨胀后相当于原来体积的20倍，其结果是增加了通气孔隙和持水能力。蛭石呈中性至微碱性，每立方米蛭石能吸收500～650升的水，蒸汽消毒后能释放出适量的钾、钙、镁。蛭石长期栽培植物后，容易致密，使通气和排水性能变筹，因此最好不做长期盆栽植物的介质。5．1．6 河砂。河砂通常作为盆栽混合介质的组成部分。砂粒以0．2～0．5mm之间为好。河砂的容重较大，河砂的持水量和阳离子代换量较小。近几年，西藏现代农业示范园区用l：20的BGA激活剂与河沙混合基质盆载葡萄等观果花卉、花苗生长健壮，取得了良好的结果。5．2 栽培介质的配制通常盆栽介质是由两种以上的介质按一定比例配合而成的。配合起米的介质在理化性状上比单一介质要好。花卉因种类、介质材料和栽培管理不同，使用介质配方亦不同，但其总的趋向是要降低介质的容重。增加总孔隙度和增加空气和水分的含量。介质配制比例见表2。表2 介质配方比侧参考表5．3 培养土和栽培介质消毒为保证花卉茁壮生长，对培养土和栽培介质消毒是极重要的措施之一。除了已经消毒的袋装介质之外，即使是一般属于同艺无毒的介质，也应在配制后进进消毒，存储使用。多数病原微生物在60℃时经30分钟蒸汽加热后即可死亡。锰、铅、锌等重金属经高温处理后可溶性增加，过多的锰会造成植物毒害，使植物生育迟缓，叶色变褐以至枯死。用氯化苦药消毒，将培养土一层一层地倒人箱中，每10cm厚为l层，每层均匀撒布氯化苦25rnl。然后盖好密闭，待氯化苦全部散发后，即可使用。西藏种养花卉多为温室栽培，定植前，将温室中午密闭3～4小时闷棚，亦可达到营养土消毒效果。

疏松土壤，透气性好，吸水力强，温度变化小等特点，有利于作物的生长，还可减少肥料的投入。在刚刚兴起的无土栽培技术中，它是必不可少的原料。蛭石是一种天然、无毒、在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。其晶体结构为单斜晶系，从外形上它看上去像云母。颜色有褐、黄、暗绿色。高温膨胀后分为金黄色和银白色。蛭石是一定的花岗岩水合时产生的。它一般与石棉同时产生。由于蛭石有离子交换的能力，它对改良土壤有极大的作用。

彭同江 刘福生 张宝述 孙红娟

（西南科技大学矿物材料及应用研究所，四川绵阳 621010）

摘要 对采自新疆尉犁蛭石矿、河南灵宝-陕西潼关蛭石矿的工业蛭石矿物样品进行了可交换性阳离子、交换容量和酸处理试验研究。结果发现新疆尉犁蛭石矿金云母-蛭石中的可交换性阳离子主要为Na＋和Ca2＋，其次有Mg2＋和K＋、Ba2＋和Sr2＋。而河南灵宝-陕西潼关蛭石矿工业蛭石样品主要为Ca2＋和Mg2＋，其次为Na＋、K＋等。金云母-蛭石和绿泥石-蛭石间层矿物的阳离子交换容量随间层结构中蛭石晶层的含量增加而增大，一般在～ m mol/100 g之间，仅为蛭石最大阳离子交换容量的一半。金云母-蛭石样品阳离子交换容量大小与K2O含量呈负相关关系，与（Na2O＋CaO）含量呈正相关关系。层间可交换性阳离子的氧化物CaO和Na2O的酸浸取率最高，层间不可交换性阳离子的氧化物 K2O次之，八面体中阳离子的氧化物MgO、Fe2O3和Al2O3具有较高的酸浸取率，而四面体阳离子的氧化物SiO2的酸浸取率最低；金云母-蛭石间层矿物中蛭石晶层含量高的样品酸浸取率高，金云母-蛭石间层矿物的耐酸蚀性能不如金云母。

关键词 金云母-蛭石；间层矿物；阳离子交换容量；酸浸取物；酸浸取率。

第一作者简介：彭同江，男，1958年4月出生，博士，教授，矿物晶体化学专业。E-mail：。

一、含蛭石晶层间层矿物的阳离子交换容量

（一）原理

根据工业蛭石样品的化学成分研究，蛭石晶层中可交换性阳离子的种类主要有：K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Ba2＋、Sr2＋等。用醋酸铵（NH4Ac）作为淋洗剂， 离子可将工业蛭石中的可交换性阳离子交换出来：

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测定提出液中的K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Ba2＋、Sr2＋离子的含量，即可求出各种可交换性阳离子的含量。若加入CaCl2溶液，Ca2＋离子又可将NH4＋ 质工业蛭石中的NH4＋ 交换出来：

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测定提出液中 离子的含量即可求出工业蛭石样品中阳离子交换容量（CEC）。

（二）实验

称取1 g研磨至的样品置于250 mL的塑料杯中（塑料杯已在100℃下烘干1 h，并称重），然后置于烘箱中，在100℃条件下烘2 h，取出后置于干燥器中，冷却后立即称重。

在烘干称重后盛有样品的塑料杯中加入40 mL（pH＝7）醋酸铵溶液，在磁力搅拌器上搅拌5 min后放置24 h。然后，用醋酸铵溶液（1 mol/L pH＝7）将样品全部移入漏斗中，并洗涤杯子3～4 次，用慢速定量滤纸过滤。继续洗涤滤纸与沉淀15次，滤液收入100 mL的容量瓶中，用HCl溶液酸化至阳离子标准溶液（即原子吸收光谱用阳离子标准溶液）的浓度，以蒸馏水稀释至刻度，摇匀后用原子吸收光谱测定K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Sr2＋、Ba2＋离子的浓度。

将滤纸连同沉淀物用乙醇冲洗12次以洗掉残余的NH4Ac。后将沉淀物和滤纸一同移入250 mL的三角瓶中，并加入50 mL氯化钙甲醛混合液，再加入约相当于阳离子交换容量80%的氢氧化钠标准溶液，加塞后在磁力搅拌器上搅拌5 min。静止24 h后加入6滴酚酞指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至稳定的粉红色为止。阳离子交换容量的计算公式：

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式中：CEC为阳离子交换容量，m mol/100 g；c为氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度；V为所耗氢氧化钠标准溶液的总体积，mL；G为样品的质量，g。

所获实验数据经（1）式计算后得出样品的阳离子交换容量（总量）及阳离子交换分量（表1）。

表1 金云母、间层矿物样品不同阳离子的交换分量与阳离子交换总量（m mol/100 g）

注：Wp-1—为采自新疆尉犁蛭石矿的金云母；CEC（1）为各实测阳离子交换分量之和；CEC（2）为实测阳离子交换总量；nd为未测定。

（三）阳离子交换容量及其变化规律

由表1，河南灵宝-陕西潼关工业蛭石中的可交换性阳离子主要为Ca2＋和Mg2＋，而新疆尉犁工业蛭石中的可交换性阳离子主要为Na＋和Ca2＋，其次有Mg2＋和K＋，Ba2＋和Sr2＋含量均很低。从阳离子交换分量之和［CEC（1）］和阳离子交换总量［CEC（2）］来看，二者非常吻合。从而说明了如下两点：①所采用测定间层矿物样品阳离子交换容量的方法是合理的，测试结果是准确的；②除所测定的可交换性阳离子以外，其他未被测定的可交换性阳离子（如Rb等）含量是非常低的。

具有层间水化阳离子层的层状硅酸盐矿物其阳离子交换容量大，如蒙脱石的最高约为140 m mol/100 g、蛭石的最高约为180 m mol/100 g。不具有层间水化阳离子层的层状硅酸盐矿物其阳离子交换容量小，如新疆尉犁金云母为 m mol/100 g，与高岭石、绿泥石相近（Wilson，1987）。阳离子交换容量大小和可交换阳离子的种类主要取决于两方面因素。对于蒙脱石、蛭石等层间具有水化阳离子层的矿物，阳离子交换容量的大小80%以上取决层电荷数的大小，其余与结构层边缘羟基键的水解作用有关。本文中所研究的样品分别为金云母与蛭石晶层和绿泥石与蛭石晶层所构成的间层矿物，阳离子交换容量的大小主要取决于间层矿物中蛭石晶层的含量及其层电荷数的大小，而可交换性阳离子的种类则主要取决于蛭石晶层层间水化阳离子的种类。根据表1金云母-蛭石间层矿物样品的阳离子交换总量在～ m mol/100 g之间，绿泥石-蛭石间层矿物样品的阳离子交换总量在～ m mol/100 g之间，分别约为蛭石（CEC为100～180 m mol/100 g）的一半。

表1表明，新疆尉犁金云母-蛭石样品的可交换性阳离子Na和Ca的阳离子交换容量分别在～ m mol/100 g和～ m mol/100 g之间，而Mg、K等阳离子交换容量很小，分别在～ m mol/100 g和～ m mol/100 g之间。因此，金云母-蛭石间层结构中的蛭石晶层属Na、Ca型及Na—Ca混合型蛭石晶层。而河南灵宝-陕西潼关蛭石矿工业蛭石间层结构中蛭石晶层属于Mg、Ca型。

研究发现新疆尉犁蛭石矿金云母-蛭石样品的阳离子交换容量的大小与K2O、Na2O和CaO含量的大小密切相关，而其他组分如SiO2等对其影响很小。

通过对新疆尉犁工业蛭石的研究表明，金云母-蛭石阳离子交换容量（CEC m mol/100 g）大小与K2O和Na2O＋CaO百分含量之间具有很好的线性关系（图1），其中：

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相关系数为。

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相关系数为。

图1 金云母-蛭石样品阳离子交换容量（CEC） 随K2O 和Na2O＋CaO 含量（质量分数） 的变化

可以看出，随着K2O含量的增加，样品的阳离子交换容量减小；随（Na2O＋CaO）含量的增加，阳离子交换容量增加。从而表明，随K2O含量的增加，蛭石晶层的含量降低；随（Na2O＋CaO）含量的增加，蛭石晶层的含量增加。由此可以得出，在金云母变化为金云母-蛭石的过程中，溶液中富含Na＋和Ca2＋离子组分。

对于金云母-蛭石样品来说，我们发现其阳离子交换容量的大小与样品的粉末X射线衍射谱特征有一定关系。一般说来，阳离子交换容量小于75 m mol/100 g的样品，其粉末X射线衍射图上发现有较强的金云母的衍射峰；高于95 m mol/100 g样品，发现有蛭石的衍射峰。这进一步表明对样品阳离子交换容量的贡献主要来自于间层结构中蛭石晶层的含量。蛭石晶层的含量越高，间层矿物的阳离子交换容量越大。

二、酸浸实验研究

（一）酸处理实验与酸浸取物分析

酸处理试验步骤与实验方法如下：

1）将烧杯在100℃下烘干1 h后称重。

2）分别在烧杯中加 g样品。

3）将盛样品的烧杯放在烘箱中在100℃下烘干2 h。

4）从烘箱中取出烧杯在干燥器中凉至室温后称重，计算出样品除去吸附水后的质量。

5）将烧杯中分别加入 mol/L， mol/L， mol/L， mol/L稀盐酸30 mL，搅拌均匀后静止作用12 h。

6）过滤、洗涤、定溶后用原子吸收光谱法测定滤液中K、Na、Mg、Si、Fe、Al的含量。

利用上述方法对所选的3个样品进行了酸处理和酸浸取物的分析。测定结果转换成氧化物百分含量后列入表2中。

表2 不同浓度的稀盐酸对样品不同氧化物的腐蚀量（wB/%）

注：X为盐酸溶液的浓度，单位mol/L。

（二）酸蚀量与酸浸取物的变化规律

由表2可以看出，在不同盐酸浓度溶液的情况下金云母样品主要氧化物的酸蚀量都大大低于金云母-蛭石样品主要氧化物的酸蚀量，这表明金云母的耐酸性能高于金云母-蛭石间层矿物。

金云母-蛭石间层矿物两个样品不同氧化物的酸浸取率大致相同。按氧化物的酸浸取率的大小可分为三种情形。

（1）处于蛭石晶层层间域中的水化阳离子

刘福生等（2002）给出的金云母-蛭石间层矿物样品的可交换性阳离子氧化物的含量（不考虑H2O＋）分别为，Wv-6a：CaO ，Na2O ；Wv-16：CaO ，Na2O ，考虑所含H2O＋后样品的可交换性阳离子氧化物的含量分别为，Wv-6a：CaO ，Na2O ；Wv-16：CaO ，Na2O ，这些数值与表2中CaO和Na2O的腐蚀量非常相近（其差别来源于对样品进行不同的处理及分析的误差）。由于水化阳离子与结构层间的结合最弱，故CaO和Na2O的酸浸取率最高，其中CaO几乎全部浸出，Na2O的浸取率在～之间。

（2）在结构中以离子键相结合的阳离子

在结构中与阴离子呈离子键结合的阳离子主要有：K＋、Mg2＋、Fe2＋、Al3＋。相应氧化物酸浸取率分别为 K2O ～，～，～，MgO ～。离子键的结合力高于蛭石晶层层间水化阳离子与结构层之间的结合力，而又小于硅氧四面体内的共价键结合力，因此，以离子键结合的阳离子氧化物的酸浸取率低于层间水化阳离子氧化物，而又高于以共价键结合的阳离子氧化物。

（3）在结构中以共价键结合的阳离子

在结构中与阴离子呈共价键结合的阳离子只有Si4＋，SiO2的酸浸取率最低，为～。

蛭石晶层的水化阳离子最容易被酸淋滤出来，即使在低浓度的盐酸溶液中，且它们的酸蚀量随盐酸浓度的增大变化很小；其次是处于金云母晶层的层间K＋离子。MgO、Fe2O3和Al2O3也具有较高的酸蚀量百分数，其中MgO、Al2O3的酸蚀量随盐酸浓度的增大而急剧增大，Fe2O3酸蚀量随盐酸浓度的增大而缓慢增大；SiO2的酸蚀量最低，且酸蚀量随盐酸浓度的增大变化很小。

金云母-蛭石样品与金云母样品相比较，层间阳离子、八面体阳离子、四面体阳离子都具有较高的氧化物酸蚀量百分数。这表明金云母-蛭石的结构稳定性较金云母差，即使是金云母-蛭石间层结构中的金云母晶层也是如此。这一结果与热分析所得出的结果（彭同江等，1995）是完全一致的。

（三）金云母-蛭石间层矿物酸蚀机理

对于蛭石及含蛭石晶层的间层矿物酸蚀机理的研究不多。但对于蒙脱石酸活化机理研究已经很深入，并得出比较一致的结论。即当用酸处理蒙脱石时 蒙脱石层间的可交换性阳离子（如Ca2＋、Mg2＋、Na＋、K＋等）可被氢离子交换而溶出，同时随之溶出的还有蒙脱石八面体结构中的铝离子及羟基。因此，活化后的蒙脱石比表面积增大，形成多孔活性物质，使其吸附性及离子交换性进一步增强（张晓妹，2002）。下面结合前面的试验与分析结果对金云母-蛭石间层矿物酸蚀机理进行讨论。

1.酸浸取反应机理

金云母-蛭石间层矿物中蛭石晶层的结构和阳离子占位与蒙脱石的大致相同，只是蛭石晶层八面体中的阳离子主要是Mg2＋，而蒙脱石则主要是Al3＋，而与蛭石晶层相间排列的还有金云母晶层。因此，金云母-蛭石间层矿物的酸蚀机理可以看成是蛭石晶层和金云母晶层分别与酸进行作用。

蛭石晶层与盐酸产生离子交换反应和酸腐蚀反应，后者导致结构的局部破坏。其中离子交换反应是氢离子将样品中蛭石晶层的层间可交换阳离子如K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋等置换出来。

氢质蛭石晶层在酸的继续作用下结构产生局部破坏，溶出八面体中的阳离子及羟基，硅氧四面体转化为偏硅酸。

金云母晶层与盐酸产生酸腐蚀反应，产生局部结构被破坏，溶出层间阳离子、八面体中的阳离子及羟基，硅氧四面体转化为偏硅酸。

上述反应可归三类：H＋离子与蛭石晶层层间可交换阳离子的交换反应；H＋离子与结构中八面体片上的（OH）-和四面体片中Si-OH上的（OH）-中和形成H2O的反应；阳离子从结构上解离形成盐和偏硅酸的反应。

2.酸浸取规律的晶体化学分析

金云母-蛭石间层矿物属三八面体层状硅酸盐矿物。由金云母的晶体结构特点可知，结构中阳离子与阴离子结合有两种化学键，即离子键和共价键。其中，四面体阳离子（主要为 Si4＋）与阴离子（氧）的化学键主要为共价键，因而在结构中的联结力最强；八面体阳离子（主要为Mg2＋）以离子键与阴离子（氧和羟基）结合，联结力相对较强；层间阳离子位于层间域内与底面氧以弱离子键结合，联结力较弱。金云母-蛭石间层矿物结构中金云母晶层的情形与金云母相类似，蛭石晶层的八面体和四面体两种位置的化学键特点与金云母的情形也相类似。在金云母-蛭石间层结构中联结力相对最弱的位置是蛭石晶层层间水化阳离子的位置，由于水分子的存在，层间阳离子与结构层的联结力比金云母的更弱。

上述晶体化学特点决定了四面体阳离子Si4＋的酸浸取率最小，八面体阳离子Mg2＋、Al3＋、Fe2＋酸浸取率较大，层间可交换性阳离子Na＋、Ca2＋最大。

因此，金云母-蛭石间层矿物样品不同氧化物酸浸取率的大小取决于晶体结构的强度和阴阳离子之间的化学键强度的大小。

3.酸蚀作用历程与结构破坏

根据酸蚀试验和分析结果，结合金云母-蛭石的晶体结构特点，得出金云母-蛭石酸蚀作用和结构破坏的过程如下。

酸蚀过程中各种酸蚀反应首先沿矿物颗粒边缘和结构缺陷部位进行。H＋离子与层间可交换阳离子产生交换反应，形成氢质蛭石，交换出来的阳离子Na＋、Ca2＋、K＋等形成盐；H＋离子与八面体中的（OH）-作用，形成H2O，其结果导致与（OH）-呈配位关系的Mg2＋和其他阳离子随（OH）-的解离而裸露于外表面并变得不稳定，从而脱离结构表面并进入溶液形成盐；H＋离子与四面体片边缘的Si-O（或OH）作用，中和后形成H2O，并使Si4＋裸露，进一步使Si4＋解离并形成偏硅酸配阴离子；伴随着H＋离子的这些反应，还会导致金云母晶层边缘的层间阳离子（主要为K＋）从结构中解离出来；整个结构的破坏程度和酸蚀量随H＋浓度增大和反应时间的增长而增大。酸蚀反应主要发生在结构层的边缘、层间域和结构缺陷部位。

X射线分析结果表明，金云母-蛭石间层矿物具有较好的耐酸蚀性能，层间可交换性阳离子的氢交换反应和边缘与缺陷部位离子的解离和浸取，没有导致金云母-蛭石间层结构的破坏。但结合酸浸取物和酸浸取残留物的研究，金云母-蛭石间层矿物的耐酸蚀性能不如金云母。

三、结论

金云母-蛭石间层矿物具有良好的阳离子交换性。因此，它可用于环保，吸附水中的重金属离子或有机污染物，回收有用物质；在农业上用作储水和储肥载体，改良土壤等等。含蛭石晶层矿物结构中的Ca、Mg、K、Fe等元素在酸性条件下易被淋滤出来。因此，它可在农业上用作储水和储肥载体，同时又是长效肥料。一方面可为植物提供K、Mg、Ca、Si、Fe等有用元素；另一方面可以起到改良土壤的作用，即增加土壤的保水，保肥性能，降低土壤的密度，提高土壤的透气性能等等。

酸浸取的结果导致金云母-蛭石间层矿物中蛭石晶层的可交换性阳离子几乎全部被淋滤交换出来，同时也在结构层边缘和结构缺陷部位淋滤出其他组分。其结果导致金云母-蛭石间层矿物比表面积增大，形成多孔活性物质，使其吸附性及离子交换性进一步增强（Suquet et al.，1991；Suquet et al.，1994）。因此，酸处理后的金云母-蛭石间层矿物可用于环保方面作污水处理剂。

An Experimental Study on Cation Exchange Capacity and Acid Soaking of Vermiculite Containing Interstratified Minerals

Peng Tongjiang，Liu Fusheng，Zhang Baoshu，Sun Hongjuan

（The Research Institute of Mineral Materials and Their Application，Southwest University of Sciences and Technology，Mianyang Sichuan 621010，China）

Abstract：The changeable cations，the exchange capacity and acid erodibility of industrial vermiculite samples from Weli Mine，Xinjiang Autonomous Region，Lingbao Mine，Henan Province，and Tongguan Mine，Shanxi Province are is found that the changeable cations of phlogopite-vermiculite samples from Weli Mine are mainly Na＋，Ca2＋，and Mg2＋，K＋，Ba2＋，Sr2＋in the next changeable cations of phlogopite vermiculite samples from Tongguan Mine are mainly Mg2＋，Ca2＋，and Na＋，K＋in the next cation exchange capacity of phlogopite-vermiculite and chlorite-vermiculite increases with the increase of content of ver miculite crystal layer in interstratified cation exchange capacity is commonly between m mol/100 g and m mol/100 g，which is only a half of the maximal value of cation exchange capacity of cation exchange capacity of phlogopite-vermiculite is negatively related to the content of K2O and positively related to the content of Na2O and acid soak-out ratios of CaO and Na2O are the highest and that of K2O is lower slightly，the acid soak-out ratios of MgO，Fe2O3and Al2O3are relatively higher，but the acid soak-out ratios of SiO2are the acid corroding contents of the samples with more vermiculite layer are acid-resistant property of the phlogopite-vermiculite interstratified mineral is not as good as the phlogopite.

Key words：phlogopite-vermiculite，interstratified minerals，cation exchange capacity，acid soak-out-substances，acid soak-out-ratio.

蛭石是一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐，外形似云母，因为其受热膨胀时呈挠曲状，形态酷似水蛭，故此称为蛭石。它具有隔热、耐冻、抗菌、防火、吸声等优异性能，但不耐酸，其介电特性也比较差。在800-1000度高温下焙烧,体积可增大4-15倍，颜色变为金黄色或银白色。生蛭石的应用：Tg3号（），Tg4号（）主要用于建筑、造船、冶炼、炼油、化学工业、改良土壤等。Tg5号（1mm以下）用于防火板、防火涂料中起遇火膨胀隔热防火的作用。膨胀蛭石的应用：广泛用于房屋保温材料，家用冷藏器，隔音灰泥，保险柜和地窖衬里，管道、锅炉的护热衣，汽车、飞机、冷藏库、墙板水冷却塔、钢材退火、灭火器、过滤器、油地毡、屋顶板，介电闸板、糊墙纸印刷、户外广告、油漆、照相软木板用的防火卡片纸、金黄色和古铜色油墨，油漆的外补充剂，防火涂料中的填充料等。实用举例：1:把膨化蛭石铺于楼顶，可以起到很好的隔温效果，使楼舍冬暖夏凉。用蛭石砖砌成高层建筑的隔墙板，可以起到隔音、防火、防潮等作用，又可减轻楼层负荷。2:蛭石用于温室大棚内，具有疏松土壤，透气性好，吸水力强，温度变化小等特点，有利于作物的生长，还可减少肥料的投入。在刚刚兴起的无土栽培技术中，它是必不可少的原料。3:蛭石和适量的绝缘胶混合，可制成绝缘板。4:目前蛭石也用于医药卫生、动物饲料等行业。蛭石防火板：蛭石防火板是在特定条件下，通过一种粘合剂和化学添加剂把粒状矿物膨胀蛙石粘结起来使之成型，得到半成品板，然后通过多组专用加工设备对半成品板进行各种精细加工得到成品板。该技术综合了有机无机复合热压成型、天机复合粘接冷压或热压成型的长处，具有以下特点：①全无机复合配方，从根本上消除了有机粘合剂存在的高温破坏和烟气及长期稳定性差等问题，产品防火消烟性能突出，达到国际***高等级(A-15)；②工艺上集人造板和矿棉板生产设备之优势，组成产品专用流水线，把影响产品质量的因素减小到***低限度，且易于控制，从而提高生产效率和产品合格率。该产品已用于吊顶板、隔墙板和其他专业用板(包括防火隔热用板、家具、造船等)，在人造板厂或矿棉板厂有批量生产。

蛭石是一种天然、无机，无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。其晶体结构为单斜晶系，从它的外形看很像云母。蛭石是由一定的花岗岩水合时产生的。它一般与石棉同时产生。由于蛭石有离子交换的能力，它对土壤的营养有极大的作用。2000年世界的蛭石总产量超过50万吨。最主要的出产国是中国、南非、澳大利亚、津巴布韦和美国。中文名蛭石外文名Vermiculite简介层状硅酸盐矿物，富含镁和铁特性高温作用下会膨胀属于硅酸盐岩棉板园艺珍珠岩珍珠岩高岭土绣球花泥炭土蛭石和珍珠岩哪个好圣墟360百科珍珠岩颗粒绿沸石基本信息蛭石又叫蛭石粉，英文名为VERMICULITE，密度为;CAS号:1318-00-9;分子式:(Mg,Fe,Al) 3 [(Si,Al) 4 O 10 (OH) 2 ].4H 2 O性质与结构蛭石(Vermiculite) (Mg,Ca)(H2O)n{(Mg,Fe3 ,Al)3[(Si,Al)4O12](OH)2}蛭石矿物的名称来自拉丁文，带有"蠕虫状"、"虫迹形"的意思。 蛭石被突然加热到200至300℃后会沿其晶体的c轴产生蠕虫似的剥落，由此它也获得了它的名字。蛭石是一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物，原矿外形似云母，通常主要由黑(金)云母经热液蚀变作用或风化而成，因其受热失水膨胀时呈挠曲状，形态酷似水蛭，故称蛭石。蛭石是一种与蒙脱石相似的粘土矿物，为层状结构的硅酸盐。一般由黑云母经热液蚀变或风化形成。它有时以粗大的黑云母样子出现(这是蛭石的黑云母假象)，有时则细微得成为土壤状。把蛭石加热到300℃时，它能膨胀20倍并发生弯曲。这时的蛭石有点像水蛭(俗称蚂蟥)，因此它有了这么一个名字。蛭石一般为褐、黄、暗绿色，有油一样的光泽,加热后变成灰色。蛭石可用作建筑材料、吸附剂、防火绝缘材料、机械润滑剂、土壤改良剂等等，用途广泛。蛭石的主要化学式为(Mg，Ca)(Mg，Fe，Al)[(Al，Si)]()。常见化学式为 ()((OH)2)((H2O))蛭石可按阶段性可以划分为蛭石片和膨胀蛭石，按颜色分类可分为金黄色蛭石、银破窑洞范宇来过几次，都并没有停留太久。如今这里倒成了自己的落脚之处，他才有心思细看。 要说破还真是破，就是在山坡上挖出来这么个土洞，范宇在里面站着都怕碰了头。义母虽然眼盲窑洞又破，可打扫的还是很干净，处处都显出整洁来。 “宇儿，你且歇着，为娘给你烙炊饼去。”义母虽然看不见，但是认了范宇当义子之后，象是得到了极大的满足，这一路上脸上的笑容就没断过。 一回到窑洞，便张罗着给范宇准备吃喝的东西。 范宇自然不能让义母李婆婆自己一个人忙活，他连忙道：“娘，你不用见外。我已经没有了别的亲人，您可就是我亲娘一般。有什么活儿，还是我来代劳吧。” 义母听到范宇的话，不由得又触动了伤心之事，又是悲伤又是欢喜。 顿着手中竹杖道：“好、好，那墙角的瓦罐里放着白面，你去取些来。箩里还有娘采摘的野菜，等下揉到炊饼里。” 答应一声，范宇顺手取了个瓦盆，去罐子里弄白面。以前时常来给义母送米面，他倒也熟悉。 结果打开一看，这瓦罐里的白面只有不到一碗的样子。他全都倒出来，也只是一个盆底。 再揭开旁边的一个罐子，里面连一粒米也没有，干净的耗子都嫌弃。 看着义母正一脸笑容的等待，这下子范宇只能苦笑了。大宋可是挺富足的一个朝代，怎么自己来到这里，先挨了一棍子不说，又连顿饱饭都混不上。 只得将盆底的面送到义母面前，范宇道：“娘，这面还不到一碗，怕是不够吃。”