스멕타이트
Smectite |
스멕타이트(고대 그리스어 μμμμδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδδ μμδδδδδ's earth', 'fuller's earth', 문지르는 흙, [1]청소하는 성질을 가진 흙)는 다양한 팽윤성 시트 규산염(필로실리케이트)의 광물 혼합물로서, 즉 3층 구조(2-tllosilosilate)를 가진다.스멕타이트는 주로 몬모릴로나이트로 구성되지만, 종종 석영이나 [2]칼사이트와 같은 2차 광물을 포함할 수 있습니다.
용어.
점토 광물학에서 스멕타이트는 팽창하는 점토의 종류를 나타내는 몬모릴로나이트(순수 점토 광물상의 명칭이기도 하다)의 동의어이다.스멕타이트라는 용어는 유럽과 영국에서 일반적으로 사용되는 반면 몬모릴로나이트라는 용어는 북미에서 선호되지만 두 용어 모두 동일하며 서로 바꿔 사용할 수 있습니다.산업용 및 상업용에서는 스멕타이트 또는 몬모릴로나이트 대신 벤토나이트라는 용어가 주로 사용됩니다.
광물학적 구조
2:1 층(TOT) 구조는 2개의 실리카(SiO2) 사면체(T) 층으로 구성되며, 이 층은 AlO23(지브사이트) 또는23 FeO, 8면체(O) 중앙 층을 통해 정전적으로 가교됩니다.TOT 기본층은 서로 단단하게 연결되어 있지 않지만, 자유 공간, 즉 수화 양이온과 물 분자를 호스팅하는 층간으로 분리되어 있습니다.스멕타이트는 층간 공간에 물과 양이온이 가역적으로 혼합되기 때문에 팽창할 수 있습니다.
TOT 층은 두 개의 외부 실리카 사면체 층에서 Al(III) 원자에 의한 Si(IV) 원자의 동형 치환 및 내부 깁사이트 팔면체 층에서 Mg 또는2+ Fe(III) 원자에 의한2+ Al(III) 원자의 치환 때문에 음전하를 띤다.Si(IV)가 Al(III)에 치환되어 Si(IV)가 탄생하고 주변 산소원자로부터 -4 전하가 정상적으로 보정되는 +4 전하가 +3이 되면 +3 -4 = -1의 전기적 불균형이 발생한다.TOT층에서의 음전하의 초과는 층간에서의 양의 양이온 존재로 보상되어야 합니다.동일한 논리는 또한 Al 이온이3+ 깁사이트 팔면체에서 Mg 이온으로2+ 대체될 때 TOT 초등 단위의 깁사이트 중심층에도 적용된다.전기적 불균형은 +2 -3 = -1입니다.
팽창 과정에서 층간 양이온의 역할
스멕타이트 인터레이어의 주요 양이온은 Na와2+ Ca이다+.나트륨 양이온은 스멕타이트의 가장 높은 부기를 일으키는 반면 칼슘 이온은 더 낮은 부기를 가지고 있습니다.칼슘 스멕타이트는 스멕타이트 나트륨에 비해 팽창 능력이 현저히 낮지만 [3]데스를 투여할 때 수축하기 쉽습니다.
양이온과 그에 상응하는 수화 반지름의 수화 정도는 필로규산염의 팽창 또는 수축 거동을 설명한다.Mg 및 K+ 이온과 같은2+ 다른 양이온들은 더욱 대조적인 효과를 보입니다. 즉, 고도로 수화된 마그네슘 이온은 버미큘라이트(완전히 확장된 층간)에서와 같이 "스웰러"인 반면, 충분히 수화되지 않은 칼륨 이온은 일라이트(완전히 붕괴된 층간)에서와 같은 "콜랩저"입니다.
스멕타이트의 층간 공간이 더 개방적이고 물과 양이온에 더 쉽게 접근할 수 있기 때문에 스멕타이트는 토양에서 흔히 볼 수 있는 점토 광물 중 가장 높은 양이온 교환 능력(CEC)을 보인다.내부 채널 구조를 가진 보다 확장성이 높은 버미큘라이트 및 일부 희귀 알루미노 규산염 광물(제올라이트)만이 스멕타이트보다 높은 CEC를 나타낼 수 있습니다.
형성 과정
스멕타이트는 현무암, 갑브로 및 실리카가 풍부한 화산 유리(예: 부석, 흑요석, 유문, 다사이트)의 풍화 작용으로 형성된다.다공질 매트릭스 또는 화산재 퇴적물의 균열(경부, 포졸란)을 통해 스며든 뜨거운 물이 비정질 실리카의 대부분을 녹이는 화산 열수계(예: 간헐온계)에서 많은 스멕타이트가 형성된다(최대 50 중량).SiO의2 %는 용해될 수 있습니다). 스멕타이트는 그대로 유지됩니다.이 메카니즘은 안달루시아(스페인)의 알메리아 남동부 지역에 있는 카보 데 가타의 벤토나이트 퇴적물(Serrata de Nijar)의 형성에 책임이 있다.와이오밍 MX-80 벤토나이트는 백악기에도 화산재가 미국 대륙 내해에 떨어지면서 비슷한 방식으로 형성됐다.매우 다공질(크고 쉽게 접근할 수 있는 특정 표면)과 매우 반응성이 높은 화산재는 바닷물과 빠르게 반응했다.실리카 가수분해로 인해 대부분의 실리카가 바닷물에 용해되어 재에서 제거되어 스멕타이트가 생성되었다.많은 해양 점토 퇴적물에서 발견되는 스멕타이트는 벨기에에서 발견되는 이프레시안 클레이의 경우이고 스멕타이트가 매우 풍부하기 때문에 종종 이런 방식으로 형성된다.
산업용 응용 프로그램
스멕타이트는 일반적으로 매우 다양한 산업 용도로 사용됩니다.토목공사에서는 측면 벽을 지지하고 붕괴를 방지하기 위해 땅속에 깊고 좁은 참호를 굴착할 때 두꺼운 벤토나이트 슬러리로 사용된다.시추액용 진흙으로도 사용됩니다.흔히 벤토나이트라고 불리는 스멕타이트는 깊은 지질 저장소의 고준위 방사성 폐기물 주변을 메우기 위한 완충재 및 역충전재 후보 물질이다.스멕타이트는 도료에 첨가제 또는 다양한 조제의 증점제 역할도 합니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ CNRLT (2012). "Smectite : Définition de smectite" [Smectite: Definition of smectite]. cnrtl.fr (in French). Retrieved 28 July 2022.
Terre qui a la propriété de nettoyer. Earth that has the property of cleaning
- ^ Friedrich Klockmann (1978) [1891], Paul Ramdohr, Hugo Strunz (ed.), Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie (in German) (16. ed.), Stuttgart: Enke, p. 753, ISBN 3-432-82986-8
- ^ Barast, Gilles; Razakamanantsoa, Andry-Rico; Djeran-Maigre, Irini; Nicholson, Timothy; Williams, David (June 2017). "Swelling properties of natural and modified bentonites by rheological description". Applied Clay Science. 142: 60–68. doi:10.1016/j.clay.2016.01.008.
추가 정보
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외부 링크
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