彭同江,孫紅娟,羅利明,4,張寶述

1. 西南科技大學(xué) 分析測(cè)試中心，四川 綿陽(yáng) 621010；2. 西南科技大學(xué) 礦物材料及應(yīng)用研究所，四川 綿陽(yáng) 621010；3. 西南科技大學(xué)固體廢物處理與資源化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 綿陽(yáng) 621010；4. 西南科技大學(xué)核廢物與環(huán)境安全國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，四川 綿陽(yáng) 621010

1 引言

工業(yè)蛭石的產(chǎn)地主要在美國(guó)、南非、中國(guó)和俄羅斯等[1]，其中美國(guó)約2/3的蛭石產(chǎn)于蒙大拿州利比(Libby)蛭石礦，南非的主要產(chǎn)地位于德蘭士瓦省東北部的帕拉博拉(Palabora)蛭石礦。

工業(yè)蛭石礦產(chǎn)被認(rèn)為是中國(guó)有較好資源遠(yuǎn)景和潛在優(yōu)勢(shì)的非金屬礦產(chǎn)之一，主要分布在新疆、內(nèi)蒙古、陜西、河南、河北、湖北、遼寧、山西、山東等地，已發(fā)現(xiàn)蛭石礦床、礦點(diǎn)100余處。新疆尉犁且干布拉克蛭石礦床是目前中國(guó)發(fā)現(xiàn)的最大蛭石礦床，其儲(chǔ)量為世界第二。較大的蛭石礦床還有河北靈壽、河南靈寶蛭石礦床等[2]。

工業(yè)蛭石具有良好的加熱膨脹性、陽(yáng)離子交換性和吸附性；加熱膨脹后的膨脹蛭石具有松散密度低[3]、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、保溫、隔熱、隔音、抗菌、耐凍等優(yōu)良性能[4-5]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于工業(yè)蛭石的應(yīng)用主要有3個(gè)領(lǐng)域：(1)將蛭石直接用于農(nóng)業(yè)和園藝領(lǐng)域，主要用于土壤改良、儲(chǔ)水保肥、育種育秧、無土栽培等方面，主要利用蛭石良好的陽(yáng)離子交換性、吸附性、吸水性、微堿性及富含K、Mg、Fe等礦物質(zhì)元素；(2)利用膨脹蛭石的輕質(zhì)、多孔和保溫隔熱性能，主要用于輕質(zhì)建材、保溫隔熱材料、隔音吸聲材料、土壤透氣性改良等方面[6]；(3)在環(huán)保領(lǐng)域方面，利用蛭石的陽(yáng)離子交換性能和吸附性能處理含重金屬和有機(jī)物廢水、廢液等[7-8]，也可用于回收重金屬離子和貴金屬離子等。因此，工業(yè)蛭石在建筑、電力、石油、化工、冶金、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、催化劑及造船等領(lǐng)域具有重要和廣泛的用途。

本文從工業(yè)蛭石的礦物學(xué)屬性出發(fā)，基于工業(yè)蛭石的成分、結(jié)構(gòu)和理化性能特點(diǎn)，著重討論工業(yè)蛭石的陽(yáng)離子交換性和加熱膨脹性，以及高膨脹率膨脹蛭石的制備技術(shù)，并對(duì)工業(yè)蛭石作為戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)的特征進(jìn)行了討論，以期為工業(yè)蛭石的礦物學(xué)研究、高新材料研發(fā)和應(yīng)用，以及將其劃歸為戰(zhàn)略非金屬礦產(chǎn)提供依據(jù)。

2 工業(yè)蛭石的礦物特征

工業(yè)上通常所指的蛭石是一組灼燒時(shí)能產(chǎn)生劇烈體積膨脹的類云母層狀硅酸鹽礦物，包括礦物學(xué)意義的蛭石，以及由金云母、黑云母和綠泥石晶層與蛭石晶層形成的規(guī)則或不規(guī)則間層礦物，它們的共同特征是在結(jié)構(gòu)中均含有蛭石晶層。由金云母、黑云母和綠泥石晶層與蛭石晶層形成的11規(guī)則間層礦物分別稱為水金云母[9]、水黑云母和高電荷柯綠泥石[10]。其中，蛭石晶層的層間物為水化陽(yáng)離子層，金云母和黑云母晶層的層間物為陽(yáng)離子層，而綠泥石晶層的層間物為氫氧化物層。

2.1 化學(xué)成分

蛭石的晶體化學(xué)式為Ax·nH2O{(Mg,Fe)2[(Si,Al)4O10](OH)2}，其中：A為層間可交換性陽(yáng)離子，常見的有Ca2+、Na+、Mg2+、K+等；x為層電荷數(shù)。

工業(yè)蛭石通常是由母巖中的金云母(或黑云母)蝕變而成的，在化學(xué)組成上具有顯著的繼承性。由表1可以看出，不同產(chǎn)地的工業(yè)蛭石樣品的化學(xué)成分有較大的差別。新疆尉犁的工業(yè)蛭石樣品(Wvg-1和Wvg-2)的MgO、Na2O、K2O含量較高，而Al2O3、TFe2O3和CaO的含量較低；河北靈壽工業(yè)蛭石樣品(HL-1和HL-2)的MgO、Na2O、K2O含量較低，而Al2O3、TFe2O3和CaO的含量較高；內(nèi)蒙古文圪氣工業(yè)蛭石樣品(NM-1)除SiO2、Al2O3最低、TiO2最高外，其他部分成分與新疆尉犁的樣品相近(如K2O)，部分成分與河北靈壽的樣品相近(如TFe2O3、MgO、CaO、MnO和Na2O)。化學(xué)成分的差異與產(chǎn)地和工業(yè)蛭石中水化產(chǎn)物的物相特征相關(guān)。

表1 不同產(chǎn)地工業(yè)蛭石樣品不考慮燒失量歸一后的化學(xué)成分分析結(jié)果 /%

對(duì)新疆尉犁蛭石礦產(chǎn)出的系列金云母-蛭石間層礦物與多個(gè)金云母樣品的化學(xué)成分進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)金云母樣品的SiO2、K2O、Al2O3、FeO、TiO2含量較高，而MgO、Fe2O3、CaO、Na2O含量較低。表明金云母蝕變成金云母-蛭石間層礦物的過程是一個(gè)析出K2O、Al2O3、FeO、TiO2而使SiO2、CaO、Na2O、MgO富集的過程，并且這個(gè)過程是在富H2O的氧化條件下發(fā)生的[11-12]。

2.2 物相組成

圖1為新疆尉犁(Wvg-1)、內(nèi)蒙古文圪氣(NM-1)和河北靈壽(HL-1、HL-2)工業(yè)蛭石樣品的XRD圖。

圖1 不同產(chǎn)地工業(yè)蛭石樣品的XRD圖

由圖1a可以看出，新疆Wvg-1樣品的主要礦物組成有金云母，特征衍射峰d/?為10.150 9、3.379 7、2.534 3、2.074 5、1.683 5等和水金云母的衍射峰d/?為12.223 8、8.564 3、4.990 4、3.531 0、3.155 3和2.071 5等都很強(qiáng)，表明Wvg-1是由金云母和金云母-蛭石間層礦物組成的。

由圖1b可以看出，內(nèi)蒙古NM-1樣品的主要礦物組成有蛭石，特征衍射峰d/?為14.429 1和4.940 3；金云母，特征衍射峰d/?為10.094 4、3.368 2、2.521 4、2.021 0和1.683 2等和金云母-蛭石間層礦物，特征衍射峰d/?為12.031 4、8.427 2和3.101 2等。

由圖1c和圖1d可知，河北HL-1樣品的主要組成礦物是金云母，特征衍射峰d/?為10.047 0、3.359 5、2.521 3、2.018 7和1.682 2等；含蛭石，特征衍射峰d/?為14.879 1、4.984 5和3.738 1等；含少量金云母-蛭石間層礦物，特征衍射峰d/?為12.814 2、8.394 9和3.537 7等。而HL-2樣品中礦物組成種類相同，但蛭石的含量較金云母含量高得多。

由以上分析可知，三地蛭石樣品中，蛭石含量從高到低依次為河北、內(nèi)蒙古、新疆，金云母-蛭石間層礦物含量從高到低依次為新疆、內(nèi)蒙古、河北。由于金云母晶層結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性高于蛭石晶層[13]，因此，在灼燒過程中獲得的膨脹蛭石，新疆的強(qiáng)度最高，粉化率最低；而河北的強(qiáng)度最低，粉化率最高；內(nèi)蒙古的介于二者之間。

2.3 熱學(xué)性能

表2和表3是新疆尉犁工業(yè)蛭石(Wvg-1和Wv-14)樣品的差熱(DTA)和熱失重(TG)分析數(shù)據(jù)。由表2和表3可以看出，工業(yè)蛭石結(jié)構(gòu)中水化陽(yáng)離子類型不同，其失去層間水的溫度也不同。Na含量高的蛭石(Wvg-1)樣品層間水失去溫度低，兩個(gè)失去層間水的吸熱谷分別在80.1 ℃和122.9 ℃；Ca含量高的蛭石(Wv-14)樣品層間水失去的溫度高，兩個(gè)失去層間水的吸熱谷分別在109.8 ℃和213.9 ℃。第一個(gè)吸熱谷是由于脫去吸附水和不與水化陽(yáng)離子接觸的水分子而引起的，第二個(gè)吸熱谷是脫去與水化陽(yáng)離子直接接觸的水分子而引起的[13]。而樣品失去結(jié)構(gòu)水和結(jié)晶為頑火輝石熱效應(yīng)的溫度相近，其中吸熱谷分別在856 ℃和853 ℃，放熱峰分別在881 ℃和879.8 ℃，表明結(jié)構(gòu)層的破壞溫度受層間水化陽(yáng)離子類型的影響較小。兩個(gè)樣品失去結(jié)構(gòu)水的失重率相近，分別為3.5%和4.2%，但總失重率兩個(gè)樣品相差較大，分別為10.3%和16.3%，表明Ca含量高的蛭石(Wv-14)樣品較Na含量高的蛭石(Wvg-1)樣品含有更多的層間水。失去層間水的吸熱谷溫度和失水率的數(shù)據(jù)表明，Ca2+比Na+具有更高的水合能力。

表2 新疆尉犁工業(yè)蛭石樣品差熱(DTA)分析的主要熱效應(yīng)及對(duì)應(yīng)溫度

表3 新疆尉犁工業(yè)蛭石樣品熱失重(TG)率 /%

工業(yè)蛭石最重要的熱學(xué)性能是灼燒時(shí)在垂直于層的方向上產(chǎn)生急劇膨脹。表2和表3的熱分析數(shù)據(jù)與前期研究成果[14]表明，當(dāng)工業(yè)蛭石的灼燒溫度低于800～850 ℃時(shí)，膨脹后的膨脹蛭石結(jié)構(gòu)層不會(huì)破壞，并保持結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度，形成韌性強(qiáng)的膨脹蛭石。采用微波法[3]或微波化學(xué)法[15]膨脹時(shí)熱處理溫度一般低于300 ℃，可制備膨脹率高且韌性強(qiáng)的膨脹蛭石。膨脹蛭石具有松散密度低、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、保溫、隔熱、隔音、抗菌、耐凍等優(yōu)良性能，在建筑、電力、石油、化工、冶金和造船等行業(yè)具有廣闊的用途。

2.4 陽(yáng)離子交換性能

表4為新疆尉犁蛭石樣品(Wvg-1和Wv-14)的主要可交換性陽(yáng)離子及陽(yáng)離子交換容量(CEC)?？梢钥闯觯瑯悠分械目山粨Q陽(yáng)離子主要是Na+和Ca2+，其次是Mg2+和K+，陽(yáng)離子交換總量分別是69.08 mmol/100 g和80.04 mmol/100 g。前期的系統(tǒng)研究表明[16-17]，陽(yáng)離子交換容量的大小與結(jié)構(gòu)中蛭石晶層的含量有關(guān)。金云母晶層(或金云母)含量高的樣品，陽(yáng)離子交換容量低；反之，樣品的陽(yáng)離子交換容量高。對(duì)于主要含金云母-蛭石間層礦物的工業(yè)蛭石樣品，其陽(yáng)離子交換容量只相當(dāng)于礦物學(xué)意義上“蛭石”(140～240 mmol/100 g)的1/2左右；工業(yè)蛭石樣品的陽(yáng)離子交換容量大小隨蛭石晶層的層電荷數(shù)的增大而增大，并與樣品中K2O和Na2O+ CaO含量之間具有很好的線性關(guān)系，其中與K2O含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與(Na2O+ CaO)含量呈正相關(guān)關(guān)系。

表4 新疆尉犁蛭石樣品(Wvg-1和Wv-14)的陽(yáng)離子交換容量 /(mmol·100 g-1)

工業(yè)蛭石相對(duì)于蒙脫石不僅層電荷數(shù)高，相對(duì)的陽(yáng)離子交換容量大，而且對(duì)交換吸附的重金屬陽(yáng)離子固定和阻滯作用強(qiáng)，吸附后的蛭石粉末較蒙脫石更易脫水和回收。這些屬性可用于廢水處理、土壤修復(fù)、飼料除霉和環(huán)境凈化等領(lǐng)域。

3 高膨脹率膨脹蛭石的加工技術(shù)

圖2為新疆尉犁工業(yè)蛭石樣品(V)采用箱式電爐灼燒加熱后膨脹倍數(shù)與加熱溫度和時(shí)間的關(guān)系?？梢钥闯?，隨加熱時(shí)間的增加，膨脹倍數(shù)逐漸增加，至70 s時(shí)膨脹倍數(shù)達(dá)到最大值；隨瞬時(shí)加熱溫度的增加，膨脹倍數(shù)也逐漸增加，至800 ℃和900 ℃時(shí)增加幅度明顯，最大膨脹倍數(shù)達(dá)到4.54倍，對(duì)應(yīng)膨脹蛭石的堆積密度為0.150 g/cm3。

圖2 灼燒加熱法膨脹倍數(shù)與加熱溫度和時(shí)間的關(guān)系

圖3為新疆尉犁工業(yè)蛭石樣品(V)微波爐加熱后膨脹倍數(shù)與微波功率和時(shí)間的關(guān)系。可以看出，隨加熱時(shí)間的增加，膨脹倍數(shù)逐漸增加，多在90 s左右時(shí)膨脹倍數(shù)達(dá)到最大值；隨微波功率的增加，膨脹倍數(shù)也逐漸增加，微波功率高于320 W時(shí)增加幅度顯著，最大膨脹倍數(shù)達(dá)到4.54倍，對(duì)應(yīng)膨脹蛭石的堆積密度為0.150 g/cm3。

圖3 微波加熱法膨脹倍數(shù)與微波功率和時(shí)間的關(guān)系

圖4 插層法膨脹倍數(shù)與雙氧水質(zhì)量濃度和時(shí)間的關(guān)系

圖5為新疆尉犁工業(yè)蛭石樣品(V)采用雙氧水(質(zhì)量濃度30%)插層微波膨脹法的膨脹倍數(shù)與雙氧水質(zhì)量濃度和時(shí)間的關(guān)系?？梢钥闯觯S微波時(shí)間的增加，膨脹倍數(shù)逐漸增加，至90 s左右時(shí)膨脹倍數(shù)基本達(dá)到最大值；隨微波功率增加，膨脹倍數(shù)逐漸增加，最大膨脹倍數(shù)達(dá)到6.92倍，對(duì)應(yīng)膨脹蛭石的堆積密度為0.105 g/cm3。

圖5 插層微波法膨脹倍數(shù)與雙氧水作用時(shí)間和微波功率的關(guān)系

表5是依照國(guó)家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T 441—2009測(cè)定的不同片徑工業(yè)蛭石采用不同膨脹方法獲得的膨脹蛭石的導(dǎo)熱系數(shù)?？梢钥闯觯捎貌煌呐蛎浄椒?，片徑的變化與膨脹蛭石的導(dǎo)熱系數(shù)的變化趨勢(shì)是一致的。對(duì)于不同的膨脹方法，插層微波法膨脹蛭石的膨脹倍數(shù)最高，容重最小，因而導(dǎo)熱系數(shù)最低。

表5 不同片徑工業(yè)蛭石不同膨脹方法獲得的膨脹蛭石樣品的導(dǎo)熱系數(shù)

圖6和圖7為采用復(fù)合插層劑插層法和插層微波法時(shí)有機(jī)酸(草酸)和雙氧水添加量對(duì)樣品膨脹倍數(shù)的影響。由圖6可見，工業(yè)蛭石樣品經(jīng)相同質(zhì)量濃度的雙氧水與不同添加量草酸組成的復(fù)合插層劑插層作用后獲得的P-O系列樣品(編號(hào)中O后面的數(shù)字是草酸添加量，H后面的數(shù)字是雙氧水添加量，單位：g)，它們的膨脹率隨有機(jī)酸用量的增加而逐漸增大，最大膨脹倍數(shù)達(dá)到15.38倍；在有機(jī)酸添加量大于0.5 g后P-O樣品的膨脹率基本不變。由圖7可知，工業(yè)蛭石樣品經(jīng)相同濃度的草酸與不同添加量的雙氧水組成的復(fù)合插層劑插層作用后獲得的P-O系列樣品，它們的膨脹率隨雙氧水用量的增加逐漸增大且效果顯著，用量最大時(shí)的膨脹倍數(shù)達(dá)到24.0倍。顯然，與單一插層劑雙氧水的膨脹倍數(shù)(6.7倍)相比(圖4)，復(fù)合插層劑的膨脹效果非常顯著。由圖6和圖7還可看出，對(duì)P-O系列復(fù)合插層劑插層處理后的樣品再經(jīng)微波處理后獲得的H-O系列樣品(編號(hào)中O后面的數(shù)字是草酸添加量，H后面的數(shù)字是雙氧水添加量，單位：g)，它們的膨脹倍數(shù)相對(duì)于對(duì)應(yīng)的P-O系列的膨脹率有顯著的提升，最大膨脹率分別達(dá)到34.72倍(圖6)和36.23倍(圖7)，堆積密度分別為0.035 g/cm3和0.033 g/cm3，較單一插層劑的插層微波法(圖5)的膨脹倍數(shù)(6.7倍)增加了約30倍。

圖6 有機(jī)酸添加量對(duì)樣品膨脹率的影響

圖7 雙氧水質(zhì)量濃度對(duì)樣品膨脹率的影響

圖8和圖9分別為采用復(fù)合插層—微波膨脹法獲得的高膨脹率膨脹蛭石的外觀形貌和掃描電鏡照片?？梢钥闯?，工業(yè)蛭石原片厚度在0.5～1.0 mm，經(jīng)復(fù)合插層和微波膨脹處理后的膨脹蛭石呈長(zhǎng)條蠕蟲狀多孔材料，長(zhǎng)度多在20～40 mm；掃描電鏡下，可見膨脹蛭石沿層間域膨脹或剝離，顯示出膨脹、鼓大和剝離與疏松多孔的特征。

圖8 高膨脹率膨脹蛭石的照片

圖9 高膨脹率膨脹蛭石的SEM照片

4 工業(yè)蛭石礦產(chǎn)的重要性及在“雙碳”戰(zhàn)略和節(jié)能降耗中的作用

工業(yè)蛭石精片可以不經(jīng)熱處理加工而直接應(yīng)用，也可以經(jīng)膨脹[5, 15]、插層改性[18-19]、復(fù)合[20]和納米剝片[21]后加以利用。

膨脹蛭石所具有的細(xì)小隔層空間或空洞使其導(dǎo)熱系數(shù)和松散密度均大大減小，并具有良好的保溫、隔熱、絕緣、阻燃性能等，同時(shí)膨脹蛭石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有抗菌和耐冷性能等。因此，膨脹蛭石可廣泛用作工業(yè)和民用保溫隔熱和防火材料等。

我國(guó)建筑節(jié)能和工業(yè)節(jié)能問題十分突出，如建筑能耗是西方發(fā)達(dá)國(guó)家的2～3倍。盡管近年來在建筑保溫材料中使用了外墻保溫材料，但主要是有機(jī)保溫材料，在價(jià)格、防火與耐久性等方面仍存在較大的局限性。

在工業(yè)和民用建筑設(shè)施中都涉及保溫與節(jié)能。在工業(yè)節(jié)能中只有使用耐較高溫度的無機(jī)保溫材料才能達(dá)到要求，在民用供暖設(shè)施中也需要耐高溫和耐久性好的無機(jī)保溫材料。在非金屬礦產(chǎn)中只有工業(yè)蛭石和珍珠巖經(jīng)加熱膨脹后可用作耐較高溫度的無機(jī)保溫材料，但生產(chǎn)膨脹珍珠巖的溫度高達(dá)1 200 ℃，遠(yuǎn)高于生產(chǎn)膨脹蛭石的溫度。同時(shí)，其他無機(jī)保溫材料如礦棉、玻璃纖維、泡沫玻璃等，仍需要高溫生產(chǎn)過程，能耗高，碳排放量大。

Bach依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的非字面意義(standardized non-literality)假說來解釋隱意的解讀機(jī)制。在他看來，隱意系話語(yǔ)以標(biāo)準(zhǔn)化形式表達(dá)的非字面意義，其解讀基于語(yǔ)言形式的默認(rèn)認(rèn)知和共享背景自動(dòng)獲得，不需要特殊的規(guī)約或特定的語(yǔ)境。［14］也就是說，從話語(yǔ)到隱意的交際推理過程中，聽話者不用考慮與所言相關(guān)的其他可替代選項(xiàng)而直接得出結(jié)論。［15］如話語(yǔ)(2)通常傳達(dá)的并非其語(yǔ)言編碼的字面意義或所言解釋(2a)，而是其標(biāo)準(zhǔn)化的典型意義或隱意(2b)。

節(jié)能降耗是《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》(2006—2020年)中涉及若干重點(diǎn)領(lǐng)域及其優(yōu)先主題的共性問題之一，在建筑節(jié)能與綠色建筑這一重點(diǎn)領(lǐng)域和優(yōu)先主題中強(qiáng)調(diào)，要重點(diǎn)研究開發(fā)節(jié)能建材與綠色建材及建筑節(jié)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。堅(jiān)持節(jié)能優(yōu)先，降低能耗。

除在工業(yè)和民用設(shè)施作保溫材料外，在澆鑄鋼錠時(shí)也用膨脹蛭石對(duì)鋼水液面保溫，使鋼材合格率提高，鋼材總成本減少。由于膨脹蛭石能起到使鋼水緩慢冷卻和除去雜質(zhì)的作用，因而能顯著改善鋼的顯微結(jié)構(gòu)，并使優(yōu)質(zhì)鋼產(chǎn)量增加。

高膨脹率膨脹蛭石作為高性能無機(jī)非金屬保溫材料不僅在生產(chǎn)中節(jié)能降耗和減少碳排放，而且作為無機(jī)保溫材料廣泛使用可大大減少工業(yè)和民用設(shè)施的能量耗散，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能和降碳的目的。大力推廣應(yīng)用高膨脹率膨脹蛭石，不僅對(duì)于我國(guó)建筑節(jié)能和工業(yè)節(jié)能具有重要的意義，而且對(duì)于助力碳減排和碳達(dá)標(biāo)具有重要的意義。

戰(zhàn)略性礦產(chǎn)是指對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)、國(guó)防和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要的礦產(chǎn)資源[22]。工業(yè)蛭石礦產(chǎn)具備了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)礦產(chǎn)的許多特征，涉及新材料、節(jié)能環(huán)保等新興產(chǎn)業(yè)[14]。工業(yè)蛭石所具有的優(yōu)異加熱膨脹性和陽(yáng)離子交換性等，符合《中國(guó)制造2025》重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖提出的“先進(jìn)基礎(chǔ)材料是指具有優(yōu)異性能、量大面廣且‘一材多用’的新材料”的特征，對(duì)于“先進(jìn)建筑材料”“環(huán)境友好性非金屬礦物功能材料”和“重大工程用先進(jìn)基礎(chǔ)材料”領(lǐng)域具有重要作用。工業(yè)蛭石加工為膨脹蛭石及制品后，可廣泛用作工業(yè)和民用設(shè)施的保溫隔熱材料，具有節(jié)能降耗、控制能耗強(qiáng)度并助力碳減排碳達(dá)標(biāo)的功能，對(duì)于構(gòu)建綠色建筑與節(jié)能降碳工程，促進(jìn)國(guó)家碳達(dá)峰、碳中和的重大戰(zhàn)略決策的實(shí)施具有重要的意義。因此，工業(yè)蛭石對(duì)發(fā)展國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和實(shí)現(xiàn)國(guó)家碳達(dá)峰、碳中和的重大戰(zhàn)略的實(shí)施具有重要的支撐作用，可被看作為戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)。

5 結(jié)論

(1)不同產(chǎn)地的工業(yè)蛭石的礦物組成可包括水化金(黑)云母、蛭石或柯綠泥石和蛭石，常以金(黑)云母-蛭石間層礦物為主，并非礦物學(xué)意義上蛭石的含量占主導(dǎo)地位。

(2)工業(yè)蛭石由于結(jié)構(gòu)中含有蛭石晶層而具有良好的加熱或插層膨脹性與陽(yáng)離子交換性，這是制備節(jié)能保溫材料和環(huán)保吸附材料的礦物學(xué)依據(jù)。

(3)相對(duì)于灼燒加熱膨脹法，采用微波膨脹法、插層膨脹法和插層—微波膨脹法可制備結(jié)構(gòu)層不被破壞的高強(qiáng)度柔韌性膨脹蛭石，當(dāng)采用單一插層劑—微波法時(shí)，膨脹倍數(shù)高達(dá)6.92倍，堆積密度僅為0.105 g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.054 W/(m·K)，而采用復(fù)合插層—微波膨脹法可制備高膨脹率膨脹蛭石，可獲得呈長(zhǎng)條蠕蟲狀多孔輕質(zhì)材料，膨脹倍數(shù)高達(dá)36倍，堆積密度僅為0.033 g/cm3，具有更加優(yōu)異的輕質(zhì)、保溫和絕熱性能。

(4)工業(yè)蛭石礦產(chǎn)具備戰(zhàn)略性新興礦產(chǎn)的許多特征，具有節(jié)能降耗和控制能耗強(qiáng)度并助力碳減排碳達(dá)峰的功能，在“雙碳”戰(zhàn)略和環(huán)保節(jié)能具有重要的作用。