Монтмориллонит

Монтмориллонит это широко распространённый глинистый минерал из группы смектитов подкласса слоистых силикатов. Химический состав непостоянный, сильно зависит от варьирующего содержания воды. По анализам чистых разностей устанавливаются следующие колебания (в %): SiO2 - 48-56, Аl2O3 - 11-22, Fe2O3 - 5 и более, МgO - 4-9, СаO - 0,8-3,5 и болeе, Н2O - 12-24. Кроме того, иногда устанавливаются К2О, Na2O и др. Из разновидностей по составу заслуживает внимания Сr-монтмориллонит, выделяемый как самостоятельный минеральный вид, - волконскоит, используемый в качестве минерального пигмента.

Кристаллическая структура

Структура монтмориллонита отличается симметричным сложением пачек слоев (как у пирофиллита). Между "пирофиллитовыми" пакетами размещаются молекулы межслоевой воды и атомы обменных оснований Са, Na и др. Характерно большое расстояние между пачками слоёв. При смачивании сильно набухает по причине проникновения воды в промежутки между слоями структуры.

Происхождение

Образуется почти исключительно в экзогенных условиях. Типичный продукт выветривания алюмосиликатов основных изверженных пород в условиях щелочной среды. Главный составной компонент бентонитов. Входит в состав почв, валунных суглинков и других осадочных пород. Наличие монтмориллонита в тех или иных глинах можно заподозрить по явлениям сильного их набухания от влаги и связанной с этим свойством жирности. Однако точная диагностика без измерения оптических констант, рентгенометрических исследований и химических анализов невозможна. Интересны некоторые внешние признаки, свойственные выходам на дневную поверхность бентонитовых глин, богатых монтмориллонитом и бейделлитом. После дождей поверхностные выходы их превращаются в густую массу скользкого студня. При высыхании они трескаются и в то же время вспучиваются под влиянием продолжающегося сильного разбухания более глубоких участков. В результате они приобретают сморщенный, сильно трещиноватый вид, напоминающий кораллы. В установившуюся сухую погоду поверхность этих глин становится чрезвычайно рыхлой.

Многие бентонитовьте глины, состоящие из монтмориллонита, образовались в качестве продукта разложения вулканических пеплов, оседавщих главным образом в морских бассейнах.

Монтмориллонит широко развит также в коре выветривания основных изверженных горных пород: диабазов, базальтов, габбро, перидотитов и др. Образуется и в почвах за счёт выветривающихся гранитов и диоритов. Известны скопления его в выщелоченных и среднегумусных чернозёмах и каштановых почвах, образующихся на изверженных горных породах.

Образуясь в поверхностных условиях, монтмориллонит является более или менее устойчивым минералом. В пустынных местностях залежи его, превращаясь с поверхности в тонкий пылевидный материал, с помощью ветров и самумов легко переносятся по воздуху. Этим путём возникают лёссовые отложения, содержащие часто в существенных количествах бейделлит и монтмориллонит.

Применение

Монтмориллонит - ценное полезное ископаемое, которое с давних пор активно используется людьми благодаря своим адсорбирующим и омыляющим свойствам. Жители Крыма еще в средние века широко применяли кил (монтмориллонитовую глину) для обезжиривания шерсти, чистки ковров и тканей, мытья в морской воде, лечения ран и кишечных заболеваний.

В наше время, благодаря высокой поглотительной способности, монтмориллонитовые глины широко используются для различных целей в промышленности - либо непосредственно в просушенном виде, либо после предварительной химической обработки (активации).

Главным потребителем монтмориллонитовых (бентонитовых) глин является нефтяная промышленность, использующая их для очистки продуктов дробной перегонки нефтей от посторонних взвешенных примесей (смол, углистых веществ и т.п.). Как адсорбент для очистки нефтепродуктов применяется ненабухающий кальциевый бентонит, прошедший кислотную обработку. Монтмориллонит также находит широкое применение при нефтяном бурении, благодаря своей способности давать вязкие суспензии уже при содержании в несколько процентов. Как связующий материал для приготовления вязких буровых растворов используется легко набухающий в воде натриевый бентонит.

В текстильной промышленности используется способность монтмориллонита давать с водой и жирами устойчивые густые суспензии. Бентонитовые глины издавна применяются при отделке суконных материалов с целью удаления жиров и масел, в связи с чем долгое время они именовались сукновальными.

Монтмориллонит используется также как отбеливающий материал при производстве тканей.
В производстве резины бентонитовые глины, наряду с каолином, употребляются в качестве активного наполнителя для придания изделиям жесткости, повышения их кислотоупорности и прочности.

В мыловаренной и косметической промышленности бентониты применяются как наполнители при производстве дешевых сортов мыла, изготовлении пудры, грима, губной помады, зубного порошка, пасты и других косметических средств.

В пищевой промышленности монтмориллонитовые глины используются для очистки воды и пищевых продуктов (вина, соков, растительных масел).

В медицине монтмориллонит применяется при изготовлении лекарств, главным образом, как связующее вещество (в таблетках и пилюлях), а также как адсорбент вредных веществ при желудочных заболеваниях (смекта), при ранениях, отравлениях алкалоидами и т. д.

В сельском хозяйстве бентонит эффективно используется при производстве комбикормов, в качестве подстилки для животных, для мелиорации почвы. Из бентонита производятся наиболее качественные комкующиеся наполнители кошачьих туалетов.

Монтмориллонит используется в бумажной промышленности для изготовления «безугольной» копировальной бумаги.

Монтмориллонитовые глины применяются также в керамике, как связующее вещество в формовочных смесях, при производстве железорудных окатышей, а также как гидроизоляционный и адсорбционный материал.
Монтмориллонит является одним из породообразующих минералов бентонитовых глин, месторождения которых расположены по всему миру.

Месторождения

В России в настоящее время разрабатываются: месторождение монтмориллонитовых глин Герпегеж (Кабардино-Балкария), Зырянское месторождение бентонитов (Урал), месторождение бентонитов "10-й Хутор" (Хакасия).
Наиболее известны месторождения бентонитов в Грузии: это месторождение высококачественных отбеливающих глин в окрестностях селения Гумбри, близ Кутаиси (Западная Грузия), а также группа месторождений бентонитовых глин в окрестностях селения Асканиа (в Западной Грузии, к юго-востоку от г. Махарадзе).
Примечательны также месторождения кила (кеффекелита) в Крыму: в районах от Карасубазара до Севастополя они издавна разрабатываются кустарным способом.

Месторождения отбеливающих глин (фуллеровы земли) широко распространены в США (в штатах Флорида, Джорджия, Алабама, Калифорния), а также во Франции (Монтмориллон в Виенне), в Германии, Японии, Венгрии (Токай) и других странах.