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全球大部分钙基膨润土中存在大量与蒙脱石伴生的二氧化硅微球。该方石英相微球因其X射线衍射特征与高温相α-方石英相似而被认为两者是同一种结构特性的二氧化硅晶体。同时方石英晶体颗粒作为可吸入一类致癌物对人类健康和安全构成严重威胁。这种认识对膨润土资源的开发与应用带来了很大的阻碍。因此,膨润土中方石英相二氧化硅的矿物学特征及其对蒙脱石相关特性的影响研究对膨润土资源的合理化开发与应用具有重要意义。本文通过对比膨润土中方石英相微球在长程有序度、短程结构、热稳定性等方面与高温相α方石英的区别,分析膨润土中方石英相微球的成因。基于膨润土中方石英相微球结构特征利用化学碱溶法提纯蒙脱石,对比分析物理提纯与化学法提纯样品间结构和理化特性的区别,并深入研究氢氧化钠对蒙脱石结构的影响;基于提纯的蒙脱石样品,探索膨润土中方石英相微球孔结构特征及吸附有机分子的能力;最后在研究固含量、电解质对蒙脱石凝胶强度和流变特性影响的基础上,探索膨润土中方石英相微球对蒙脱石凝胶的补强作用。论文主要工作和相关研究成果如下:（1）膨润土中方石英相微球与高温α-方石英具备不同结构特征。对阜新地区3种不同膨润土样品中方石英相微球与高温α-方石英X射线衍射特征对比发现,膨润土中方石英相二氧化硅微球结晶度低于高温相α-方石英。FTIR结果显示膨润土中方石英相微球与α-方石英具备明显不同的短程Si-O结构。通过TG-DTG分析,膨润土中方石英相微球含有物理吸附水及脱附温度在550℃左右的结构水（Si-OH）。综上分析,膨润土中方石英相二氧化硅微球是由蒙脱石所形成的碱性富硅地质环境中的活性硅酸附着在蒙脱石片层上形成的低结晶度的水合二氧化硅凝胶蛋白石C。（2）化学碱溶法与物理分级提纯蒙脱石样品结构及理化特性差异及氢氧化钠对蒙脱石结构的影响。对比物理及化学提纯蒙脱石样品物相组成、微观形貌及相关工业指标,物理分级对膨润土中方石英相二氧化硅微球去除效果差,化学碱溶法可以获得高纯蒙脱石样品。通过不同浓度Na OH对蒙脱石溶解度及结构影响研究发现,本实验条件下,蒙脱石在氢氧化钠中溶解度很低,同时其晶体结构、活性官能团和吸水膨胀特性在碱处理前后没有明显变化。在化学碱溶法提纯蒙脱石过程中,氢氧化钠会优先和低结晶度方石英相二氧化硅微球反应生成可溶性硅酸盐;同时蒙脱石作为在碱性地质环境中形成的矿物晶体,其在氢氧化钠溶液中具备一定的化学稳定性。（3）膨润土中方石英相二氧化硅微球具备丰富介孔结构及吸附有机表面活性剂的能力。通过对比物理分级与化学碱溶提纯蒙脱石样品之间比表面积、孔结构及十六烷基三甲基溴化铵有机化样品热行为发现,膨润土中方石英相微球具备吸附有机表面活性剂季铵盐阳离子的活性吸附位点。通过低温氮吸脱附研究发现,含30%质量分数蛋白石样品FX1、FX1-1与FX1-9比表面积分别为31.30 m~2/g、40.53m~2/g、33.31m~2/g,纯蒙脱石样品表面积为14.87 m~2/g;FX1、FX1-1、FX1-9及纯蒙脱石FX1-8孔容积分别为33.68、42.52、36.34、15.77 cm~3/g。以上结果表明,膨润土中方石英相微球具备介孔结构和活性吸附位点等特征。（4）膨润土中方石英相微球对蒙脱石凝胶流变特性影响。通过对不同水化温度、碳酸钠用量、固含量对含方石英相微球蒙脱石样品及纯蒙脱石样品动态流变及凝胶特性影响研究发现,样品动态流变特性及凝胶强度随碳酸钠含量的增加而增加。样品动态流变及凝胶特性随固含量的增大而增大。同时,含方石英相二氧化硅微球样品比纯蒙脱石样品流变及凝胶特性强,这是由于膨润土中方石英相二氧化硅颗粒在蒙脱石形成的“卡房式”结构中,又通过表面羟基与周围颗粒和水之间形成通过氢键作用力形成的微凝胶体系,该微体系对蒙脱石凝胶结构起到补强作用。冷冻扫描电镜观察发现,在无碳酸钠环境中,蒙脱石颗粒处于团聚絮凝状态;在含碳酸钠环境中,样品中蒙脱石形成三维“卡房式”凝胶体系。碳酸钠通过改变蒙脱石的表面电位影响蒙脱石在溶液中的分散状态。凝胶体中蒙脱石最小分散结构片层厚度为40nm左右。基于对膨润土中方石英相二氧化硅微球结构特征、化学活性、表面吸附特性及其对蒙脱石凝胶流变特性的影响研究,膨润土中具有方石英X射线衍射特征的二氧化硅是一种低结晶度水合二氧化硅凝胶。不能因其X射线衍射特征与高温相α方石英相似而忽略了其由活性硅酸形成、低结晶度、亲水性等结构特征及其对蒙脱石相关应用特性的影响。本文研究成果为低品位含方石英相二氧化硅微球钙基膨润土资源的合理开发及应用奠定了理论和应用基础。