Аттапульгит - палыгорскит - сепиолит

17.06.2018
Структура аттапульгита впервые была изучена де Лaппapaном, а позднее более детально Брэдли. Согласно Брэдли, аттапульгит состоит из сдвоенных цепей кремнекислородных тетраэдров, вытянутых параллельно оси с. Эти цепи связаны друг с другом при помощи атомов кислорода на их продольных краях. Вершины тетраэдров в соседних цепях повернуты в противоположные стороны. Связанные цепи образуют двойной рубчатый слой с двумя рядами тетраэдров, вершины которых попеременно через правильные интервалы обращены в сторону крыши и основания слоя. Вершины соседних рубчатых слоев смотрят в одну сторону, и листы соединяются ионами алюминия или магния в октаэдрической координации, расположенными между вершинными кислородами соседних листов (фиг. 2-10). Октаэдрический слой аналогичен октаэдрическому слою в слоистых глинистых минералах, но он бесконечен только в одном направлении. Октаэдрический слой образован центральными гидроокислами и группами OH2 на открытых сторонах. Минерал имеет хорошую спайность параллельно (110), вызванную слабой связью кремнекислородных цепей с рубчатым слоем при помощи атомов кислорода. Цепи водных молекул, вытянутые параллельно оси с, выполняют промежутки между амфиболовыми цепями. Структура сбалансирована, состав идеальной элементарной ячейки (OH2)4(OH)2Mg5Si8O20*4Н2О. Брэдли пришел к выводу, что замещение магния, кремния или обоих этих элементов алюминием ослабляет структуру. Таким образом, весьма сомнительно широкое развитие таких замещений, и нет оснований рассчитывать на обнаружение конечного алюминиевого члена этой серии.

Визуально такую структуру можно представить в виде пучка брусочкоподобных структурных единиц, закономерно скрепленных вместе их длинными сторонами. Наружная сторона такого пучка брусочкоподобных частиц будет иметь вид «плато и каналов» или желобов, а их внутренняя часть будет состоять из чередующихся твердых брусочков и вытянутых каналов с угловатым поперечным сечением.

Недавно структура сепиолита была описана Надь и Брэдли. В основном она сходна со структурой аттапульгита, отличаясь от нее главным образом размером брусочковидных структурных единиц и замещениями в пределах структуры. В сепиолите эти брусочкоподобные структурные единицы примерно на 50% шире, чем в аттапульгите. В структуре сепиолита существуют редкие замещения ионов магния или кремния.

В литературе часто можно встретить описания глин, которые, по-видимому, сложены удлиненными структурными единицами, аналогичными только что описанным, но имеющими большие колебания в содержании алюминия, магния и кремнезема. В более ранней литературе такие материалы описывались под названием палыгорскитов. Однако точная природа подобных материалов во многих случаях остается неизвестной.

Аттапульгит часто встречается в ассоциации с различными количествами монтмориллонита и, возможно, других глинистых минералов, а следовательно, весьма вероятно, что многие материалы, описанные как палыгорскиты, в действительности представляют собой смеси глинистых минералов.

Электронно-микроскопические исследования (фиг. 2-11) показали, что эти глинистые минералы встречаются в виде пучков брусочкоподобных частиц. При диспергировании в воде эти брусочкоподобные частицы распадаются на более мелкие пучки по спайности и вдоль краев в тех местах, где брусочкоподобные структурные единицы соединены вместе. Число таких расщеплений этих частиц зависит от величины затраченных усилий и энергии работы в процессе дезагрегации. При больших затратах энергии такие глины можно дезагрегировать в чрезвычайно мелкие частицы. Этого, по-видимому, легче добиться для аттапульгит-сепиолитовых глин, чем для каких-либо других глинистых минералов. Таким образом, для этих глин в большей степени, чем для любых других глинистых минералов, гранулометрический анализ устанавливает только степень дезагрегации и немного дает в отношении размера частиц в природной глине. На электронных микрофотографиях часто обнаруживаются пучки с диаметром от 50 до 100 А и длиной от 4 до 5 мк.