铵伊利石的高温相变

摘要

对山西阳泉煤层黏土煤矸石中的铵伊利石进行了Fourier变换红外光谱分析、电子探针分析、元素分析、热重-差热分析和高温衍射分析。根据化学成分结果,按O_(10)(OH)_2及四面体阳离子数之和为4计算得其晶体化学式为:[(NH_4)_(0.65)K_(0.02)Na_(0.03)Ca_(0.01)]_(0.71)[Al_(2.04)Mg_(0.01)]_(2.05)[(Si_(3.14)Ti_(0.02)Al_(0.84))_4O_(10)](OH)_2。铵伊利石的晶体结构具有较好的热稳定性,晶体结构随温度的变化分为3个阶段:400℃以前结构保持稳定,层间[NH_4]^+表现为缓慢释放的特征;400～900℃层间[NH_4]^+分解,N快速释放,同时伴随着羟基脱除,表现为层间距缩小直至层状结构垮塌,但TOT结构单元层仍保持一定的完整性,[NH_4]^+分解的精确温度为573℃;900～1300℃为相变阶段,铵伊利石保留的不完整结构向非晶质转变,最后重新结晶生成莫来石和高温方石英。