概述 蒙脱石（montmorillonite）又名微晶高岭石或胶岭石，是一种硅铝酸盐，其主要成分为八面体蒙脱石微粒，因其最初发现于法国的蒙脱城而命名的。蒙脱石是一种非常柔软的页硅酸盐矿物质，当它们从水溶液中沉淀出来时形成微观晶体，称为粘土。

蒙脱石是蒙脱石族的一员，是一种2：1的粘土，这意味着它有两块四面体的二氧化硅片，夹着中央八面体氧化铝片。颗粒为板状，平均直径约1μm，厚度0.96nm;使用电子显微镜放大约25,000倍，需要“看到”单个粘土颗粒。该组成员包括皂石。蒙脱石是蒙脱石的亚类，蒙脱石是一种2：1的页硅酸盐矿物，其特征在于具有大于50％的八面体电荷;其阳离子交换容量是由于Mg在中心氧化铝平面中同晶取代Al。

在这种情况下，低价阳离子的取代使附近的氧原子具有可以吸引阳离子的净负电荷。相反，贝得石是具有大于50％四面体电荷的蒙脱石，源自在硅石片中Al的同晶取代。蒙脱石粘土的单个晶体没有紧密结合，因此水可以干预，导致粘土膨胀。蒙脱石的含水量是可变的，吸收水时体积大大增加。

化学上，它是水合钠钙铝硅酸镁氢氧化物（Na，Ca）0.33（Al，Mg）2（Si4O10）（OH）2·nH2O。钾，铁和其他阳离子是常见的替代品，阳离子的确切比例因来源而异。它经常与绿泥石，白云母，伊利石，钴绿岩和高岭石混合。结构特点 蒙脱石是含少量碱金属和碱土金属的层状水铝硅酸盐矿物，其结构层为2:1型，层间具有水分子和可交换阳离子的二八面体型铝硅酸盐，以蒙脱石为主要矿物成分的黏土称为膨润土。

晶格内的异价类质同象置换是蒙脱石最基本、最主要的构造特性，蒙脱石的晶体结构是由两层硅氧四面片和一层夹于其间的铝（镁）氧（羟基）八面体片构成，其硅氧四面体中的Si4+常被Al3+置换，铝氧八面体中的Al3+可被Mg2+、Fe2+等低价阳离子置换，使晶体层（结构层）间产生多余的负电荷（永久性负电荷）。

为了保持电中性，晶层间吸附了大半径的阳离子如K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Li+、H+等，这些阳离子是以水化状态出现，并且是可相互交换的，使蒙脱石族矿物具有离子交换力等一系列特性。物理化学性质 蒙脱石的形态、成分和结构特点决定了它的优良吸附性、阳离子交换性、分散悬浮性、可塑性、黏结性等。

（1）表面电性 蒙脱石的表面电性来自于以下三方面： 层电荷：每个晶胞最高可达0.6，且不受介质pH值的影响。这是蒙脱石表面负电性的主要原因。破键电荷：产生于四面体片的基面、八面体片的端面，系Si-O破键和Al-O（OH）破键的水解作用所致。

当pH值小于7时，破键吸引H+，表面带正电；当pH值大于7时，表面带负电。八面体片中离子离解形成的电荷：在酸性介质中，OH-离解占优势，端面电荷为正电；在碱性介质中，Al3+离解占优势，端面电荷为负电；pH值为9.1左右为等电点。（2）膨胀性 蒙脱石吸水或吸附有机物质后，晶层间距增大，体积膨胀。

钙蒙脱石的吸水率和膨胀倍数大大低于钠蒙脱石。钠蒙脱石的膨胀倍数高达20-30倍，而钙蒙脱石仅几倍至十几倍。（3）分散悬浮性和造浆性 蒙脱石在水介质中能分散成胶体状态。钠蒙脱石遇水膨胀可形成永久性的悬浮液或乳浊液。这种悬浮液具有一定的黏滞性、触变形和润滑性。

蒙脱石的造浆性不如坡缕石和海泡石好，钠蒙脱石的造浆率可达10m3/t，钙蒙脱石的造浆率较低。（4）阳离子交换性和吸附性 蒙脱石的结构单元是两个硅氧四面体层夹一个铝氧八面体组成，靠共用的氧原子连接，其层间的阳离子可以交换，这些可交换的阳离子为钾、钠、钙、镁、铝、锂等，并很容易使颗粒分裂成带电胶体，晶层间被吸附的阳离子具有可交换性。

天然蒙脱石在pH值为7的水介质中的阳离子交换容量为70-140mmol/100g（相当于每个晶胞带0.5-1个静电荷）。蒙脱石的离子交换主要是层间阳离子交换。晶体层面吸附的离子也具有交换性，且随颗粒变细而增大。蒙脱石的阳离子交换能力主要与层间阳离子的类型有关。

此外，也受蒙脱石的粒度、结晶程度、介质性质等因素的影响。阳离子电价和水化能越高，代换性能越强，而被代换性也就越差。几种常见阳离子在浓度相同条件下，交换能力的顺序为：Li+＜Na+＜K+＜NH4+≤Mg2+＜Ca2+＜Ba2+。其中，Mg2+和Ca2+的交换能力差别不大，H+的位置在K+或NH4+的前面。

因此，钠蒙脱石的阳离子交换容量高于钙蒙脱石。利用蒙脱石的阳离子交换性可对其改型。因钠蒙脱石的许多性能优于钙蒙脱石，故常将钙蒙脱石钠化。蒙脱石黏土具有优良的吸附性和脱色性。以蒙脱石为主的白色黏土（pH值小于7，故称为酸性白土）为蒙脱石的风化产物，其脱色率可达100%。

用于食品、化工部门作吸附和脱色用的蒙脱石黏土，需进行活化处理以增强其吸附性能。（5）热性能 蒙脱石加热至200-700℃出现缓慢的膨胀，到700-800℃时有一急剧膨胀过程，生成无水蒙脱石。接着有一个较大的收缩，直到950℃又重新开始膨胀。

钠蒙脱石加热至100℃后，阳离子交换容量有所增加；加热至100-300℃后，阳离子交换容量有所降低；加热至300-350℃后，阳离子交换容量有较明显的降低；至390-490℃即丧失膨胀性能，阳离子交换容量降低到39mmol/100g。以上各性能，钙蒙脱石相对钠蒙脱石约低100℃。

（6）可塑性和黏结性 蒙脱石具有良好的可塑性能，其塑限和液限（即蒙脱石黏土呈可塑状态时的下限和上限含水量）均大大高于高岭石和伊利石，可达83%和25%。蒙脱石黏土成形后发生变形所需的外力较其他黏土矿物为小。蒙脱石的可塑性也与层间交换阳离子的种类有关。

钠蒙脱石和钙蒙脱石的塑限和液限值有明显差别。可塑性也与水分子层的厚度、颗粒形态及粒度有关。蒙脱石黏土具有优良的黏结性。同样，钠蒙脱石的黏结性优于钙蒙脱石。（7）吸附脱色性 蒙脱石黏土对各种气体液体有机物质具有一定的吸附能力，最大吸附量可达自身质量的五倍，尤其是酸性膨润土和经酸处理活化的活性白土对各种油类具有良好。