粘土矿物晶体构造.pptVIP

粘土矿物的晶体构造;;粘土矿物的晶体构造 粘土的性质;粘土;;硅氧面体晶片：指硅氧四面体网络。硅氧四面体网络由硅氧四面体通过相临的氧原子连接而成，其立体结构见右图。; 2、铝氧八面体与铝氧八面体晶片;铝氧八面体晶片：多个铝氧八面体通过共用的OH连接而成的Al-O八面体网络。;3、晶片的结合;（2）2：1型晶层：由两个硅氧四面体晶片与一个铝氧八面体 晶片构成。;（3）层间域/层间距;1、基本概念;例1：蒙脱石在不发生晶格取代时，其理想结构式为： Al4Si8O20(OH)4.nH2O;（2）阳离子交换容量（C.E.C, cation exchange capacity) ;;2、几种常见粘土矿物的晶体构造;②高岭石特点; D、C.E.C低（3-15 mmol/100g) 　?在三种常见的粘土矿物中，高岭石的Ｃ.E.C最低。原因在于高岭石几乎不存在晶格取代，所以带负电荷很少，周围吸附的阳离子数目少，可发生交换的阳离子数目就更少了，所以C.E.C小。;（2）蒙脱石;②蒙脱石特点;C、晶层间引力以分子间力为主，引力弱，晶层间距 C=9.6?- 40?，属膨胀型粘土矿物。;D、C.E.C 大（70-130 mmol/100g土) ;（3）伊利石 ;②伊利石特点 ;D、C.E.C 介于高岭石与蒙脱石之间（20-40mmol/100g土) ;二、几种常见粘土矿物的晶体构造; 一般情况下，随着地层深度的增加，伊利石含量增加蒙脱石含量减少，因此，下部地层缩径现象少，以剥落掉块、坍塌为主。;灰色和棕色泥岩; 海泡石俗称抗盐土，属链状构造的含水铝镁硅酸盐矿物，主要包括：海泡石、凹凸棒石、坡缕缟石等。 它的晶体构造多为纤维状，其特点是：硅氧四面体所组成的六角环都依上下相反方向对列，并且相互间被其它的八面体氧或氢氧群所连接，铝或镁位居八面体的中央，同时，构造中还保留了一系列的晶道，具有极大的内部表面，水分子可以进入内部孔道。; 实验证明，海泡石和凹凸棒石不仅抗盐性好，抗温性亦比膨润土好。目前钻井中使用的海水钻井液、盐水（饱和盐水）钻井液一般使用海泡石配浆，而抗高温钻井液则一般使用凹凸棒石作为配浆粘土，性能要比普通造浆土好得多。 ;绿坡缕石，凹凸棒石 绿泥石 粘性页岩 伊利石 高岭石 蒙脱石 砂岩 页岩;钻井泥浆是粘土在水中的分散体系，从钻井工程的工艺要求出发，需要采用较为优质的膨润土造浆，即需要选用以含蒙脱石为主的钠膨润土为造浆材料。 国内外富含蒙脱石的大型优质膨润土矿有不少，如我国的新疆夏子街、山东高阳、辽宁黑山、浙江余杭，美国的怀俄明以及南澳大利亚等地都有高纯度的大型膨润土矿床。泥浆公司和粘土粉生产厂家从这些地方采取粘土矿原料，做适当的加工，形成造浆粘土的正规产品。;自然界中的粘土广泛存在。许多情况下，钻进现场及其附 近就有或多或少含蒙脱石的粘土。如果钻井对泥浆性能要求 不是很高，完全可以就地取土配制泥浆，并通过添加处理剂 来改善泥浆性能。当然，一些蒙脱石含量很少或杂质很多的 劣质土是不可取的，因为这些土难以造浆。;如果钻井通过的地层本身就富含造浆粘土，那么就可以利用“地层造浆”，即先用一定量的清水作为钻井液，清水在井内自动水化分散被钻头破碎下来的粘土形成泥浆，直接循环使用。 无论是就地取土、地层造浆还是购买正规粘土粉产品，都存在判别粘土是否适于造浆或检验粘土造浆质量的问题。对此，应该采用科学的鉴定和评价。;（一）粘土矿物的鉴定 （1）矿物鉴定方法：差热分析和失重分析法、X衍射法、红外 光谱法、化学分析法、电子扫描显微镜法 （2）物化性能测定法：吸兰量试验、膨胀试验、胶质价试验、 pH值试验、阳离子交换容量测定 这些方法属于化学分析和仪器分析范围，它们的工作原理和操作规范可参阅相关专业书籍。;;四、造浆粘土的质量评价;蒙脱石含量； 胶质价和膨胀倍数； 阳离子交换容量、盐基总量和盐基分量； 可溶性盐含量； 造浆率； 流变特性和失水特性。;1. 前言;2. 电荷产生原因;（2）表面羟基与H+与OH-的反应（可变电荷）;（3）吸附;CEC：pH值等于7的水溶液中100g粘土中可被交换出来的阳离子电荷总数。 粘土带电量通常用CEC表示，CEC越大，说明粘土所带负电荷越多，三种常见粘土矿物的CEC大致如下。;基本概念（复习重点） 粘土结构特点（掌握） 四大粘土特点（了解，重点掌握蒙脱石的特点） 造浆的选用（了解）