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膨润土主要由蒙脱石组成，其他黏土矿物有贝得石、伊利石、高岭石、埃洛石，此外常混有沸石、方英石、石英、蛋白石、长石、方解石等非黏土矿物。膨润土的化学组成不固定，膨润土通常致密坚硬，也有的松散土状，结构多样，有泥质、粉砂-细砂、角砾凝灰、变余火山碎屑等结构。
膨润土主要由蒙脱石组成。蒙脱石常呈土状隐晶质块体，有时呈细小鳞片状、球粒状，通常为白色，有时为浅灰、粉红、浅绿色、条痕白色，无光泽，鳞片状者（001）解理完全。硬度2-2.5，相对密度2-2.7甚柔软，有滑感。加水膨胀，体积可增大几倍。钠蒙脱石遇水膨胀可形成性乳浊液或悬浮液，具有一定的黏滞性、触变性和润滑性。钙蒙脱石的膨胀性较小，在水中虽可迅速分散，但一般会很快絮凝沉淀。蒙脱石具可塑性、黏结性，有很强的吸附力和阳离子交换性能。正是由于层间阳离子的交换，形成上述不同的蒙脱石，具有不同的物理化学性质。
膨润土多呈致密坚硬块状，少数土状。膨胀力强的在露头上呈多孔状或泡沫状。颜色有白色、乳酪色、浅灰色、淡绿黄色、浅红色、肉红色、砖红色、黑色、斑杂色等。油脂光泽、蜡状光泽或无光泽。贝壳状或锯齿状断口。与蒙脱石的物理化学性质有关，膨润土具有吸水膨胀性、黏结性、吸附性、润滑性、催化活性、触变性、可塑性及阳离子交换性能等。膨润土在水介质中的各种性能，多随所含蒙脱石层间阳离子的不同而变化，人们为了取得预想的工艺技术效果，往往以改变蒙脱石吸附态阳离子种类的办法来达到，即所谓的膨润土改型。
膨润土的吸附性和净化性被用于食用油的精制、脱色、除毒，工业上用于净化汽油、煤油、特殊矿物油、石蜡和凡士林等。此外，还用于消毒防护、废水处理以及处理核废料等。膨润土可作为纸张、橡胶、肥皂、涂料等的填料，可代替工业用淀粉生产糨糊、浆纱和印刷花糊料，可作为农药、化肥的载体以改良土壤，可用做家禽的饲料添加剂等。
膨润土进行具有一个良好的吸水、分散、润滑、增稠等性能，通过对水的作用来作为实现对铁精粉的粘结，是冶金球团用粘结剂重要的成分。钠基膨润土，和普通膨润土特性一样，具有成形性能强，可塑性强、复用性好等特点，适用于金属行业浇筑湿态或干态模型，所以是精密铸件优选的型砂粘合剂。
膨润土干燥剂有吸附活性，静态减湿和异味去除等功效。广泛应用于不能采用油封，气相封存的产品中诸如：光学仪器、电子产品、食品包装及产品和民用产品的干燥空气封存。和硅胶相比具有价格低廉，吸附速度快，制备成本低等优点。
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