Giới thiệu chung về khoáng sét.

Từ lâu khoáng sét đã được nghiên cứu và sử dụng nên việc phân loại khoáng sét có nhiều cách khác nhau. Tuy nhiên cách phân loại thường được sử dụng dựa vào cấu trúc và thành phần hoá học.

- Khoáng sét vô định hình, trong đó có diatomite.

- Khoáng sét tinh thể như kaolinit, illit, montmorillonit, verculit…

I.1.1. Thành phần của khoáng sét.

Theo phiên họp của Uỷ ban danh pháp quốc tế tổ chức tại Copenhagen năm 1960 thì khoáng sét là một loại silicat có cấu trúc lớp, được hình thành từ các tứ diện oxit silic liên kết với mạng bát diện. Hạt sét có kích thước rất nhỏ, khi tác dụng với nước thành vật liệu dẻo. Trong thành phần khoáng sét đều chứa các nguyên tố silic và nhôm nhưng hàm lượng Al ít hơn Si. Ngoài ra còn có các nguyên tố khác như Fe, Mg, K, Na, Ca...Tuỳ vào hàm lượng của chúng trong sét mà phân biệt các loại sét khác nhau.

Hiện nay người ta đã biết hơn khoảng 40 loại khoáng sét.

Để nhận biết nhanh từng loại khoáng sét , có thể dựa trên sự có mặt của 3 nguyên tố Al, Fe, Mg ngoài nguyên tố Si có trong thành phần của nó.

Bảng 1: Phân loại khoáng sét dựa theo thành phần 3 nguyên tố chủ yếu Al, Fe và Mg.

Sét trương nở Sét không trương nở

Tên khoáng sét Nguyên tố có nhiều trong thành phần Tên khoáng sét Nguyên tố có nhiều trong thành phần

Beidellit Al Illit K, Al(Fe, Mg ít)

Montmorillonit Al(Mg , Fe2+ ít) Glauconit K, Fe2+, Fe3+

Nontronit Fe3+ Chrolit Mg, Fe, Al

Saponit Mg, Al Berthierin Fe2+,Al (Mg ít)

Vermiculit Mg, Fe2+(ít) Kaolinit Al

I.1.2. Cấu trúc của khoáng sét .

Khoáng sét tự nhiên có cấu trúc lớp hai chiều. Các lớp trong cấu trúc cuả khoáng sét được hình thành từ hai đơn vị cấu trúc cơ bản. Đơn vị thứ nhất là tứ diện SiO4 và đơn vị thứ hai là bát diện MeO6 , trong đó Me có thể là Al, Fe, Mg...(Hình 1)

Các tứ diện SiO4 liên kết thành mạng tứ diện qua nguyên tử oxy theo không gian hai chiều.

Các nguyên tử oxy góp chung nằm trên một mặt phẳng và được gọi là oxy đáy. Các nguyên tử oxy đáy liên kết và sắp xếp sao cho tạo nên một lỗ 6 cạnh mà mỗi đỉnh của hình 6 cạnh này là nguyên tử oxy (Hình 3).

Mạng cấu trúc bát diện được hình thành từ các đơn vị cấu trúc bát diện MeO6 qua nguyên tử oxy theo không gian hai chiều

Mạng bát diện và mạng tứ diện liên kết với nhau qua oxy đỉnh chung, theo những quy luật trật tự nhất định để tạo ra những khoáng sét có cấu trúc khác nhau như cấu trúc 1:1, cấu trúc 2:1 và cấu trúc 2:1+1.

Trong cùng một nhóm, khoáng sét có thể lại được chia thành phân nhóm diocta hoặc triocta. Ở dạng diocta, trong mạng lưới bát diện cứ ba vị trí tâm bát diện thì có hai vị trí bị chiếm giữ bởi cation hóa trị ba, còn một vị trí bỏ trống (hình 3b, 3d). Còn ở dạng tricta thì mỗi vị trí tâm bát diện bị chiếm bởi một cation hóa trị hai (Hình 3a, 3c, 3e).

kết luận