مونت موریلونیت

مونت موریلونیت

تعداد بازدید: 11561
چهارشنبه 03 دي 1393

مونت موریلونیت

واژه مونت موریلونیت (Montmorillonite) از نام منطقه montmorillon فرانسه گرفته شده است. در این منطقه برای اولین بار کانی مونت موریلونیت مشاهده و دسته بندی شد. اسمکتیت نام دیگر کانی مونت موریلونیت است. می توان فرمول این کانی را به شکل زیر در نظر گرفت:

Al1.67Mg0.33)[(OH)2Si4O10].Na0.33(H2O)4)

ترکیب شیمیایی مونت موریلونیت ثابت نبوده و به مقدار زیاد به میزان آب موجود در شبکه بلوری آن که متغییر می باشد، بستگی دارد. گاهی مقداری K2O و Na2O نیز در مونت موریلونیت یافت می شود. مونت موریلونیت به علت قابلیت زیاد جانشینی یون ها در شبکه بلوری آن هرگز یک فرمول ایده آل ندارد. در لایه های چهار وجهی جایگزینی Al3+ به جای Si4+ تا حداکثر 15 درصد و در لایه های هشت وجهی این جانشینی از مقادیر کم تا 100 درصد می تواند انجام پذیرد. یون هایی مانند Mg2+ و Fe2+ و به ندرت Zn2+، Ni2+، Li+ و Cr3+ می توانند در ساختمان بلوری مونت موریلونیت جایگزین شوند، لذا ترکیب شیمیایی نزدیک به واقعیت برای این کانی را می توان به صورت زیر تصور کرد.

Al,Mg,Fe3+)4(Si,Al)8O20(OH)2.nH2O)

مونت موریلونیت،Montmorillonite

به دلیل تشابه ساختاری کانی های {{ایلیت}} و مونت موریلونیت، ترکیب ساختمانی این دو به صورت بین لایه ای نیز موجود بوده و بسیار معمول است. فرمول شیمیایی کلی مونت موریلونیت به صورت X2Y4O10(OH)2 بوده و در آن X و Y به صورت زیر تعریف می شوند:

X= کاتیون های سه ظرفیتی آلومینیم و هم چنین منیزیم های دو ظرفیتی جانشین شده (در لایه های هشت وجهی) به علاوه کاتیون های یک یا دو ظرفیتی که جهت کمبود بار حاصل از جابه جایی اضافه شده اند.

Y= کاتیون های چهارظرفیتی سیلیس و همچنین کاتیون های سه ظرفیتی آلومینیم جانشین شده (در لایه چهاروجهی) به علاوه کاتیون های یک یا دو ظرفیتی که جهت جبران کمبود با حاصل از جابجایی اضافه شده اند.

در حالت کلی، ترکیب نظری مونت موریلونیت صورت زیر است:

SiO2 %66.7
Al2O3 %28.3
H2O %5

{{بنتونیت}} یکی از کانی های اصلی گروه مونت موریلونیت بوده و مشخصه آن تورم قابل ملاحظه در هنگام تماس با آب است. این خاک رسی، عمدتا متشکل از مونت موریلونیت (بیش از 70 درصد) بوده و کانی های دیگر مانند {{کوارتز}}، فلدسپات، ژیپس (CaSO4.2H2O)، کلسیت (CaCo3) و سایر ناخالصی ها حدود 10 تا 15 درصد محتوای بنتونیت را تشکیل می دهند.

ساختار مونت موریلونیت

ساختار کانی های گروه مونت موریلونیت به صورت سه هشت وجهی و متشکل از دو لایه چهار وجهی سیلیس و یک لایه هشت وجهی مرکزی {{آلومینا}} است. ساختار فوق متعلق به {{پیروفیلیت}} بوده و سایر اعضای گروه مونت موریلونیت با جایگزینی آلومینیم به جای سیلیس (در لایه های چهار وجهی) و آلومینیم با منیزیم و آهن دو ظرفیتی (در لایه هشت وجهی) حاصل می شوند.

به علت تفاوت ساختار لایه هشت وجهی و چهار وجهی، این دو لایه قابلیت انطباق بر یکدیگر را نداشته و بر خلاف کائولینیت که بین لایه هایش پیوند هیدروژنی برقرار است، در ساختار کریستالی مونت موریلونیت ها لایه هشت وجهی بین دو لایه چهار وجهی محبوس بوده و تنها نیروی موجود، نیرو های ضعیف واندوالس است. به این خاطر در هنگام تماس با آب، ساختار کریستالی مونت موریلونیت ها به راحتی مولکول های آب را جذب و تا شش برابر حجم اولیه خود متورم می شوند.

از نقطه نظر فعالیت شیمیایی نیز گروه مونت موریلونیت به دلیل وجود لایه های درون ساختمانی خود و سهولت تفکیک پذیری این لایه ها، در مقایسه با گروه کائولینیت فعال تر هستند. از طرف دیگر وجود خاصیت جانشینی ایزومرفی در مونت موریلونیت ها باعث می شود که در این گروه به راحتی یک کاتیون با کاتیونی دیگر و با باری متفاوت جایگزین گردد. به عنوان مثال اگر یک کاتیون سه ظرفیتی  مانند یون آلومینیم جایگزین یون چهار ظرفیتی سیلیسیم در شبکه چهار وجهی شود کمبود بار مثبت ایجاد شده تنها با اضافه نمودن یک کاتیون خارجی یک یا دو ظرفیتی جبران و موازنه می شود. البته در حالتی که کاتیون خارجی دو ظرفیتی باشد تعداد کاتیون های جذب شده برابر با نصف تعداد بارهای منفی آزاد شده توسط جانشینی ایزومرفی خواهد شد.

  مونتموریلونیت
مونت موریلونیت  

یکی از مشخصه های بارز و مهم مونت موریلونیت ها کوچکی فوق العاده اندازه ذرات آن می باشد و این امر سبب ایجاد خواص زیادی در مونت موریلونیت ها می شود. علاوه بر آن بین مونت موریلونیت های سدیمی و کلسیمی نیز تفاوت زیادی وجود دارد. نوع سدیمی این کانی دارای خاصیت شکل پذیری بسیار بیشتر و همچنین توانایی بیشتر جهت تبادل یون، نسبت به مونت موریلونیت کلسیمی می باشد.

ورقه های کانی مونت موریلونیت آسانتر از ورقه های کائولینیت از هم جدا می شوند، زیرا در کائولینیت یون O2- یک ورقه، روبروی (OH)- در ورقه مجاور قرار گرفته است، در حالیکه در مونت مریونیت یون O2- یک ورقه مجاور O2- ورقه دیگر قرار گرفته است، در حالیکه در مونت مریلونیت یون O2- یک ورقه مجاور O2- ورقه دیگر واقع شده است. این اختلاف ناشی از جاذبه بیشتر بین یون های O2- با -(OH) در مقایسه با O2- با O2- است، لذا کائولینیت دارای اسکلت نامتقارن و مونت موریلونیت حاوی اسکلت متقارن است. ساختار های متقارن آسان تر از ساختار های نامتقارن از هم جدا می شوند، لذا پلاستیسیته در کانی های گروه مونت موریلونیت قوی تر از پلاستیسته در کانی های گروه کائولینیت است.

از آنجا که در کانی های رسی سه لایه ای بین اتم های اکسیژن لایه سیلیکا در یک ورقه با اتم های اکسیژن ورقه زیرین، پیوند ضعیف واندوالس وجود دارد، لذا آب می تواند به راحتی بین ورقه های این گونه رس ها نفوذ نماید. تمایل شدید به جذب آب و تورم در رس های سه لایه ای، از مشخصات اصلی این گونه رس ها است. باید توجه داشت که در کانی های گروه مونت موریلونیت به دلیل همین تمایل زیاد به جذب آب، میزان آب خارج شده پس از شکل دهی و به هنگام خشک شدن، زیاد خواهد بود. خروج آب زیاد از بدنه سرامیکی سبب ایجاد نقاط ضعف، نظیر انقباض شدید و ترک خوردگی در بدنه می شود.

 

خواص فیزیکی مونت موریلونیت

مونت موریلونیت به رنگ سفید، خاکستری، گاهی آبی، صورتی، قرمز صورتی، سبز و در حالت خشک مات است. سختی هر یک از پولک ها دقیقا معلوم نیست، ولی بسیار نرم بوده و دارای جلای چرب است، چگالی این کانی ثابت نیست و بین 1.7 تا 2.7 گرم بر سانتی متر مکعب نوسان می کند.

وجود مونت موریلونیت در خاک رس را می توان به دلیل تورم آن در اثر رطوبت و به این ترتیب حالت چربی که به دنبال آن احساس می شود حدس زد، تشخیص دقیق این کانی بدون آنالیز شیمیایی و یا پرتو ایکس غیر ممکن است. باید توجه داشت که بنتونیت های غنی از مونت موریلونیت و بایدلیت Al2[AlSi3O9(OH)](OH)2.nH2O را می توان از روی برخی از خصوصیات ظاهری آن ها تشخیص داد:

- این خاک ها بعد از بارش باران به توده لغزنده و چسبناک تبدیل شده و پس از خشک شدن در آن ها درز و شکاف پدید می آید و همزمان تحت تاثیر تورم بخش های زیرین حالت گنبد مانند (برآمدگی) در آن ها ایجاد می گردد، در اثر ادامه خشکی هوا این خاک رس در بخش سطحی خرد و پودر می شود.

- قابلیت جذب آب توسط بنتونیت و تورم آن که بر روی خواص چسبندگی اثر می گذارد خود به خصوصیت دیگر این خاک رس بستگی دارد که به ظرفیت تبادل کاتیونی موسوم است. ویژگی ساختار کانی های رسی به گونه ای است که غالبا بارهای منفی موازنه نشده ای در آن ها وجود دارد که بایستی توسط یون های مثبت مناسب خنثی شوند. این یون ها که دارای قابلیت تعویض هستند، به کاتیون های قابل تعویض موسوم هستند و میزان آن ها از یک خاک رس تا خاک رسی دیگر تفاوت دارد و توسط ظرفیت تبادل کاتیونی اندازه گیری می شود.

مونت موریلونیت

منشا و معادن مونت موریلونیت

بخش قابل توجهی از رس های مونت موریلونیتی ماحصل فرسایش و تخریب سنگ های آتشفشانی و یا آتشفشانی آواری مانند ریبولیت ها، تراکیت ها، داسیت ها، آندسیت ها، بازالت ها و لیپاریت ها هستند. بنتونیت های ناحیه وایومینگ آمریکا نیز بر اثر تخریب و فرسایش در محل خاکستر های آتشفشانی و سپس تجمع آن ها در طی دوران کرتاسوس شکل گرفته اند. علاوه بر موارد فوق مونت موریلونیت ها ممکن است بر اثر پدیده های زایش رسوبی و یا گرمابی نیز پدید آیند. معادن مونت موریلونبت حاصل از پدیده زایش رسوبی در نقاط مختلف دنیا پراکنده بوده و در آن ها کانسار های رسوبی به صورت لایه هایی با ضخامت چندین متر هستند. کانسار های گرمابی مونت موریلونیت دارای شکل و ظاهری نامنظم و بی قاعده بوده و به دلیل استخراج آن ها بسیار مشکل و پیچیده است.

مهمترین معادن مونت موریلونبت اروپا در کشور های انگلستان، فرانسه، آلمان، مجارستان، ایتالیا، چکسلواکی، شوروی سابق، یونان و یوگسلاوی سابق واقع شده اند. در آمریکا نیز غیر از معادن شناخته شده بنتونیت در ناحیه وایومینگ، معادن عمده دیگری در نواحی آریزونا، اوکلاهما، تگزاس و نوادا قرار دارند. دیگر معادن مونت موریلونیت در کشور های کانادا، مکزیک، آرژانتین، آسیا و آفریقای جنوبی واقع هستند.

استخراج کانی های عمدتا مونت موریلونیتی از طریق استخراج باز معادن سطحی صورت می گیرد. در این حالت فرآیند بسیار ساده بوده و تنها شامل عملیات حمل و نقل و جابجایی توسط روش های معمول و متداول می باشد. البته نکته ای که در این حالت بایستی بدان توجه داشت همانا مسئله شکل پذیری یا پلاستیسیته بالا و همچنین رطوبت پذیری زیاد خاک است، به گونه ای که بعضا امکان وجود 15 تا 25 درصد رطوبت در خاک استخراجی می باشد. در این مواقع استفاده از بولدوزرها عملا غیر ممکن می شود، زیرا این ماشین آلات بر اساس جمع آوری خاک و انباشتن آن به صورت پشته های عظیم و سپس انتقال آن کار می کنند و وجود شکل پذیری بالای خاک این امر را غیر ممکن می سازد، لذا به منظور غلبه بر مشکل فوق در بعضی اوقات به جای بولدوزر از جرثقیل ها و یا چرخ های قوی هیدرولیکی (به منظور لایروبی) استفاده می شود. از مزایای این روش علاوه بر استخراج انتخابی، امکان بهره برداری و استخراج مطمئن از لایه ها و رگه های عریض ولی نازک را می توان برشمرد.

کاربرد مونت موریلونیت در صنایع سرامیک

به دلیل خصوصیات نامطلوب مواد مونت موریلونیتی خالص نظیر اثرات منفی و قابل توجه بر روی خواص رئولوژی {{دوغاب}} و یا تورم قابل ملاحظه بنتونیت های هیدراته و تبدیل آن ها به فرم ژل کلوئیدی، از مونت موریلونیت های خالص کمتر در صنایع سرامیک استفاده شده و کاربرد آن ها تنها به عنوان یک ماده افزودنی شکل دهنده، با حداکثر 5 درصد فرمول می باشد. از طرف دیگر به دلیل مشخصات مطلوبی که مخلوط مواد مونت موریلونیتی و ایلیتی (به صورت لایه ای) دارند، از آن ها به نحو گسترده ای در صنایع سرامیک به خصوص در تولید کاشی، {{آجر}} و فاینس ها استفاده می شود.

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

حسین پایدار، مواد اولیه مصرفی در صنایع سرامیک، انتشارات غزل، 1384.

خسرو صانع، فن آوری تولید کاشی های سرامیکی، انتشارات نوید شیراز، 1384.

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

مونت موریلونیت از دید wikipedia.com

Montmorillonite is a very soft phyllosilicate group of minerals that typically form in microscopic crystals, forming a clay. It is named after Montmorillon in France. Montmorillonite, a member of the smectite family, is a 2:1 clay, meaning that it has 2 tetrahedral sheets sandwiching a central octahedral sheet. The particles are plate-shaped with an average diameter of approximately one micrometre. Members of this group include saponite. Montmorillonite is the main constituent of the volcanic ash weathering product, bentonite. The water content of montmorillonite is variable and it increases greatly in volume when it absorbs water. Chemically it is hydrated sodium calcium aluminium magnesium silicate hydroxide (Na,Ca)0.33(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2·nH2O. Potassium, iron, and other cations are common substitutes, the exact ratio of cations varies with source. It often occurs intermixed with chlorite, muscovite, illite, cookeite, and kaolinite...more

مونت موریلونیت از دید britannica.com

Montmorillonite, any of a group of clay minerals and their chemical varieties that swell in water and possess high cation-exchange capacities. The theoretical formula for montmorillonite (i.e., without structural substitutions) is (OH)4Si8Al4O20·nH2O. The montmorillonite minerals are products of volcanism and hydrothermal activity and are composed of hydrous aluminum silicates in the form of extremely small particles. They take up water between their layers, causing swelling, and change the interlayer spacing according to the mineral variety. In addition to being involved in inorganic exchange reactions, they react with and absorb some organic liquids, such as amines, glycols, glycerols, and other polyhydric alcohols...more

مونت موریلونیت از دید galleries.com

Montmorillonite is a member of the general mineral group the clays. It typically forms microscopic or at least very small platy micaceous crystals. The water content is variable, and in fact when water is absorbed by the crystals they tend to swell to several times their original volume. This makes montmorillonite a useful mineral for several purposes. It is the main constituent in a volcanic ash called bentonite, which is used in drilling muds. The bentonite gives the water greater viscosity (thickness of flow), which is very important in keeping a drill head cool during drilling and facilitating removal of rock and dirt from within a drill hole. Another important use of montmorillonite is as an additive to soils and rocks. The effect of the montmorillonite is to slow the progress of water through the soil or rocks. This is important to farmers with extended dry periods, engineers of earthen dams or levees or perhaps to plug up old drill holes to prevent leakage of toxic fluids from bottom levels to higher aquifers used for drinking water...more

مونت موریونیت
مونتموریلونیت
مونتموریونیت
برچسب ها: معادنصنایعرسمواد اولیه سرامیکسرامیک
نمایشگاه بین المللی تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 1401 بیست و یکمین دوره
عنوان : نمایشگاه بین المللی تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران 1401 بیس ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت تهران 1401 بیست و دومین دوره
عنوان :نمایشگاه بین المللی صنعت تهران 1401 بیست و دومین دوره شهر : تهران ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1401 بیست و دومین دوره
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1401 بیست و دومین دوره ...بیشتر
نمایشگاه های سال 1401
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان شرکت پاکمن بنا به ارزیابی های انجام ش ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی صنایع و تجهیزات آشپزخانه، حمام، سونا و استخر تهران 1401 نوزدهمین دوره
عنوان: نوزدهمین نمایشگاه صنایع و تجهیزات آشپزخانه، حمام، سونا و استخر شهر: ...بیشتر
برندینگ شرکت پاکمن
درباره گروه تاسیساتی شرکت پاکمن شرکت پاکمن در سال 1354تاسیس شد و در ادامه فعا ...بیشتر
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه ...بیشتر
نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره-شهریور 1400
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره شهر ...بیشتر
بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400
عنوان: بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400 شهر: تهران ...بیشتر
تقویم نمایشگاهی 1400
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ها ...بیشتر