蒙脱石干燥剂和医药化妆品等行业的蒙脱石有啥区别?

9 月 15, 2025 | 知识分享

蒙脱石定义:

蒙脱石是一种天然矿物名称,是膨润土的主要矿物成分。蒙脱石(Montmorillonite)这个名称来源于1847年 A.A.Damour 和 D.Saluetat 在研究法国的蒙脱里隆(Montmorillon)附近的粘土时首次对其主要组成矿物的命名。它是化学成分复杂的一个大族矿物,国际粘土协会确定以Smectite作为其族名,即蒙脱石族。该族包括二八面体和三八面体两个亚族。

蒙脱石是一种天然矿物,属于蒙皂石(Smectite)族矿物中的一种。它的晶体结构很特殊,像是一个“三明治”——两层硅氧四面体片夹着一层铝(或镁)氧八面体片,形成了所谓的2:1型层状结构,并且其中还含有结晶水。这种结构使得蒙脱石成为粘土矿物中晶体结构变化最多样的矿物之一。科学研究通过衍射仪慢速扫描证实,蒙脱石其实是一种天然的纳米材料。

蒙脱石有几个很特别的性能:

  1. 离子交换能力:它能吸附溶液中的阳离子,如钠离子(Na⁺)、钙离子(Ca²⁺)、钾离子(K⁺)等,并且这个过程是可逆的。在pH为中性的环境下,其阳离子交换容量大约在每100克70到140毫当量之间。
  2. 强大的吸水性:蒙脱石能容纳三种状态的水——表面自由水、层间吸附水和晶格水。它吸水后体积会膨胀,层间距会增大,在高水化状态下,其c轴间距甚至能达到1.84到2.14纳米。它在水里还能分散成胶体。加热时,蒙脱石会逐步失去这些水:自由水最先蒸发,100到200℃时吸附水脱失,到了500℃左右,晶格水才会大量脱出。
  3. 电负性:蒙脱石颗粒通常带有负电,这直接影响它的胶体性质和流变性能。这种电负性主要来自于三个方面:晶格内部置换产生的静电荷、晶体边缘破键产生的负电荷,以及八面体片解离带来的负电效应

基于层间可交换阳离子的种类和含量,蒙脱石可以分为不同的类型。如果某一种阳离子的含量超过总交换容量的一半,就会以这种阳离子来命名,比如钠基蒙脱石、钙基蒙脱石等。如果没有哪种阳离子含量超过50%,则用含量最多的两种阳离子联合命名,例如钙钠基蒙脱石

蒙脱石晶体结构:

蒙脱石的晶体结构属于单斜晶系。其晶格参数a₀和b₀相对固定,但c₀值会随着层间水分子的数量和可交换阳离子的种类而变化。当层间没有水分子时,c₀约为0.960纳米;有水分子的情况下,c₀值会增大。在它的八面体层中,约有三分之一的铝离子(Al³⁺)会被镁离子(Mg²⁺)取代,为了平衡由此产生的负电荷,层间会有一些水化的阳离子(如Na⁺、Ca²⁺)进入。这些阳离子与硅氧四面体的结合力较弱,容易与其他阳离子发生交换,这也使得蒙脱石具有良好的离子交换能力和c轴可膨胀性。

蒙脱石的定义歧义:

值得注意的是,目前国内对“蒙脱石产品”的定义并不统一,这容易造成一些混淆:

  • 在医药、化妆品等行业,对蒙脱石的纯度要求很高(98%以上),更接近科研领域定义的蒙脱石。其产品通常采用X射线衍射(XRD)等方法进行定性和定量分析,确保有毒杂质(如砷、汞、铅、方英石)不超标。例如,用于动物饲料添加剂的蒙脱石就必须经过提纯,确保安全。
  • 在非金属矿行业(如干燥剂行业),通常将蒙脱石含量大于80%的膨润土就称为蒙脱石,比如我们常说的“蒙脱石干燥剂”。这类产品的含量多采用吸蓝量等方法测定,本质上可以理解为纯度较高的膨润土,所以“蒙脱石干燥剂”又经常被称为“膨润土干燥剂”。

为了区分这两种不同标准的产品,国内外常采用“二八面体蒙脱石”或“十六角蒙脱石”等名称来特指医药、化妆品等行业所要求的高纯度、经过严格提纯和检测的蒙脱石,以区别于非金属矿行业中那些纯度标准相对较低、主要用于工业领域的蒙脱石产品。

详细区别可参见下表:

特性医药、化妆品等行业非金属矿行业(如干燥剂行业)
核心定义真正意义上的蒙脱石,概念接近科研领域蒙脱石含量大于80%的膨润土粘土
纯度与品质高纯度(纯度可达98%以上)纯度相对较低(蒙脱石含量≥80%)
主要用途医药(如蒙脱石散)、化妆品、饲料添加剂(需提纯,确保无毒)等干燥剂、猫砂、粘结剂、污水处理等
鉴别与质检方法通常采用X射线衍射(XRD)等精密方法定性定量多采用吸蓝量等方法定性定量
命名惯例常特别称为“二八面体蒙脱石”或“十六角蒙脱石”通常直接称为“蒙脱石”或“膨润土”

蒙脱石生产工艺的区别?

医药、化妆品等行业的蒙脱石生产过程(核心:提纯):
  1. 选择本身品质高、杂质少、尤其是有害重金属(砷、铅、汞等)和方英石(一种对肺部有害的矿物杂质)含量极低的原矿为基础材料。
  2. 将原矿破碎成小块状,并进行了初步干燥以备用。
  3. 利用蒙脱石在水溶液中会分散成胶体的特性,将粉碎后的矿粉与去离子水按一定比例混合,并经过长时间搅拌,使蒙脱石颗粒充分水化、膨胀,并从较大的矿物颗粒上剥离下来,形成稳定的浆料。
  4. 将浆料在大型沉降池中静置足够长的时间,或采用高速离心机,在特定转速下分离出不同粒径的颗粒。上层富含蒙脱石的悬浮液被收集起来,底部的沉渣(杂质)则被丢弃。此步骤会重复多次,直到蒙脱石纯度越来越高。
  5. 医药级产品通常要求蒙脱石是钠基,因为其具有分散性、稳定性和吸附性更好的优点。此步会在浆料中加入碳酸钠等钠化剂,并加热搅拌,使钙基蒙脱石转化为钠基蒙脱石。
  6. 通过一系列手法,使溶液中的可溶性重金属离子形成不溶性沉淀,再通过后续的离心或过滤步骤去除。
  7. 将收集到的纯净蒙脱石胶体悬浮液雾化成微小液滴,在热风中瞬间干燥,形成细小的、流动性好的粉末。
  8. 灭菌与后处理。
非金属矿行业,如:蒙脱石干燥剂的生产过程(核心:活化):
  1. 从膨润土矿中开采出原矿,并对原矿进行初步挑选,去除明显的杂质和废石。
  2. 将粗选后的原矿破碎成较小的块状。
  3. 钠化(活化):蒙脱石的吸湿能力与其层间的阳离子种类密切相关。钠基蒙脱石(Na-Montmorillonite)的吸湿性、膨胀性和分散性远优于钙基蒙脱石(Ca-Montmorillonite)。大多数天然膨润土是钙基的,因此需要通过一系列方法“钠化”将其转化为钠基。
  4. 将活化后的块状物料送入烘干机(如回转窑、网带式烘干机)中进行干燥,将其含水量控制到很低水平(通常<5%)。
  5. 将烘干后的块状物料磨成细粉,粒度通常非常细,以达到较高的比表面积,以具备更快的吸湿速度。常见的粒度在200目到800目之间。
  6. 将干燥的蒙脱石粉加工成最终产品形态(颗粒状、块状)。
  7. 将成型后的颗粒用透气性强、韧性高、阻隔粉尘的材料(如无纺布、杜邦纸、网纹纸等)包装起来,就制成了最终的蒙脱石干燥剂成品。

至此,相信大部分朋友都已经能区分蒙脱石干燥剂和医药化妆品等行业的蒙脱石有啥区别了。蒙脱石干燥剂作为一种取自于大自然的干燥剂,其具备天然环保、可自然降解的特征,越来越被全球客户认可并采购。

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