Вермикулит

редактировать

Водный филлосиликатный минерал, который значительно расширяется при нагревании

Вермикулит

Общие
Категория	Филлосиликаты
Формула. (повторяющееся звено)	(Mg, Fe, Fe) 3 [(Al, Si) 4O10] (OH) 2 · 4H 2O
Классификация Штрунца	9.EC.50
Кристаллическая система	Моноклинная
Кристаллическая класс	Призматическая (2 / м). (то же Символ HM )
Пространственная группа	C2 / m
Элементарная ячейка	a = 5,24 Å, b = 9,17 Å. c = 28,6 Å; β = 94,6 °; Z = 2
Идентификация
Цвет	Бесцветный, белый, желтый, зеленый, коричневый, черный
Форма кристаллов	От крупных кристаллических пластинок до частиц размером с глину; от пластинчатых до чешуйчатых
Расщепление	Идеально по {001}
Прочность	Податливость
шкала Мооса твердость	1,5–2
Блеск	Жирный или стекловидный (жемчужный в плоскостях спайности)
Штрих	Белый или желтоватый, полупрозрачный, блестящий, в некоторых случаях светло-коричневый или зеленоватый цвет. Например, pal вермукулит abora.
Диафанальность	Прозрачность
Удельный вес	2,4–2,7 (0,065–0,130 при расслоении)
Оптические свойства	Двухосный (-)
Показатель преломления	nα= 1,525 - 1,561 n β = 1,545 - 1,581 n γ = 1,545 - 1,581
Двулучепреломление	δ = 0,020
плеохроизм	X в бледнее оттенков, чем Y и Z
Ссылки

Вермикулит представляет собой водный филлосиликат минерал, который подвергается значительному расширению при нагревании. Отслоение происходит, когда минерал достаточно нагрет, и коммерческие печи обычно могут производить этот эффект. Вермикулит образуется в результате выветривания или гидротермальных изменений биотита или флогопита. Крупные промышленные вермикулитовые рудники в настоящее время существуют в Соединенных Штатах Америки, России, Южной Африке, Китае и Бразилии.

Содержание

1 Происшествие
2 Структура
3 Коммерческое использование
4 Коммерческое производство вспученного вермикулита
5 Противопожарная защита
6 Загрязнение асбестом
7 Споры по поводу рисков для здоровья
8 См. Также
9 Ссылки
10 Внешние ссылки

Возникновение

Вермикулит был впервые описан в 1824 году для обнаружения в Миллбери, Массачусетс. Его название происходит от латинского vermiculare, «разводить червей», из-за того, как он отслаивается при нагревании.

Обычно это происходит как продукт изменения в контакт между кислыми и основными или ультраосновными породами, такими как пироксениты и дуниты. Он также встречается в карбонатитах и метаморфизованном богатом магнием известняке. Связанные минеральные фазы включают: корунд, апатит, серпентин и тальк. Он встречается с прослоями хлорита, биотита и флогопита.

Структура

Вермикулит - это глина 2: 1 , что означает наличие двух тетраэдрических листов на каждый один восьмигранный лист. Это глина с ограниченным расширением и средней усадочно-набухающей способностью. Вермикулит имеет высокую катионообменную емкость (CEC), составляющую 100–150 мэкв / 100 г. Вермикулитовые глины представляют собой выветрившиеся слюды, в которых ионы калия между молекулярными пластинами заменены ионами магния и железа.

Коммерческое использование

Формованные изделия: этот процесс включает смешивание вспученного вермикулита с неорганическими связующими веществами, такими как силикат натрия, цемент (в определенных количествах) и другие соединения, например, калиевые, для получения смеси, «влажной от земли». Затем этот материал гидравлически прессуется в форму в форме, а затем термоотверждается при температуре до 180 ° C в течение до 24 часов, в зависимости от толщины отформованной детали. Такие детали могут выдерживать рабочие температуры до 1150 ° C и часто используются в алюминиевой промышленности в качестве резервной изоляции за углеродным катодом в электролизерах, которые содержат расплавленную смесь криолита и оксида алюминия. Формованные формы и доски используются в:
- Открытые камины
- Высокотемпературных или рефрактерная изоляция
- Акустические панели
- Огнезащитные структурно стало и трубы
Плиты из силиката кальция: вспученный вермикулит добавляют в суспензию силиката кальция. Затем его обезвоживают прессованием или с помощью одного из процессов Fourdriner / Magnani / Hatschek для формирования плоского картона, который затем термоотверждается под давлением (обычно 10–15 бар) в течение периода до 24 часов.
Тормозные накладки: более мелкие сорта вспученного вермикулита используются в тормозных накладках в основном для автомобильного рынка. Свойства вермикулита, которые делают его подходящим выбором для использования в тормозных накладках, включают его термическое сопротивление, легкость добавления к другому сырью для получения однородной смеси, а также его форму и характеристики поверхности.
Крыша и пол стяжки и изоляционные бетоны: вспученный вермикулит (обычно более мелкие марки) можно добавлять на месте к портландцементу и другим заполнителям, реологическим вспомогательным средствам и воде для производства бетонных стяжек для крыш и полов, которые являются легкими и изолирующими. Во многих случаях кровельные стяжки на основе вермикулита используются в сочетании с другими изоляционными материалами, такими как полистирольная плита, для формирования целостной кровельной системы. Битумное связующее также можно использовать с вспученным вермикулитом для получения сухой легкой стяжки крыши, которая имеет преимущества низкой теплопроводности, низкого содержания влаги и простоты укладки (путем выливания из мешка с последующей утрамбовкой).
Беспочвенная питательная среда: вспученный вермикулит комбинируется с другими материалами, такими как торф или компостированная сосновая кора, для получения беспочвенной питательной среды для профессионального садовода и домашнего садовода. Эти смеси способствуют более быстрому росту корней и обеспечивают быстрое закрепление молодых корней. Смесь помогает удерживать воздух, растительную пищу и влагу, высвобождая их по мере необходимости. Эти миксы были впервые предложены Будли и Шелдрейком. Вспученный вермикулит также используется в качестве питательной среды для гидропоники.
Прорастание семян : вермикулит, отдельно или в смеси с почвой или торфом, используется для прорастания семян; требуется очень небольшой полив. При использовании только вермикулита рассаду следует подкармливать слабым раствором удобрения, когда появляются первые настоящие листья. Начните с одной чайной ложки 5-10-5 растворимого удобрения на галлон воды, постепенно увеличивая до одной столовой ложки (соотношение 1: 256) при пересадке.
Хранение луковицы и корнеплоды: луковицы, помещенные в емкость, залить вермикулитом. Если скопились комки, дайте высохнуть в течение нескольких часов на солнце, а затем поместите в картонные коробки или бушельные корзины и накройте вермикулитом. Абсорбционная способность вермикулита действует как регулятор, предотвращающий появление плесени и колебания влажности во время хранения. Он не впитывает влагу изнутри хранимых клубней, но впитывает свободную воду снаружи, предотвращая гниение при хранении.
В качестве кондиционера почвы : там, где родная почва тяжелая или липкое, осторожное перемешивание вермикулита - до половины объема почвы - рекомендуется. Это создает воздушные каналы и позволяет почвенной смеси дышать. Смешивание вермикулита в цветочных садах и огородах или горшечных растениях обеспечит необходимый воздух для поддержания энергичного роста растений. Если почва песчаная, добавление вермикулита в почву позволит ей удерживать воду и воздух, необходимые для роста.
В качестве рыхлой теплоизоляции : вспученный вермикулит, обработанный водоотталкивающим средством используется для заполнения пор и полостей кирпичной кладки и пустотелых блоков для повышения огнестойкости (например, конструкции стен и перегородок Underwriters Laboratories), теплоизоляции и акустических характеристик. Вспученный вермикулит также используется в качестве теплоизоляции на чердаках и стенах домов, а также в водонагревателях, пожарных сейфах, печах, печах и холодильниках.
Торкретирование огнеупоров / изоляционных материалов и заливочные смеси: вспученный вермикулит можно комбинировать с высоким содержанием глинозема (также известным как алюминат кальция) и другими заполнителями, такими как керамзит, глина и сланец, для производства огнеупорных / изоляционных бетонов и строительных растворов. На начальных этапах использования эти продукты были расфасованы по месту установки или очень близко к нему. Это продолжает иметь место в некоторых ограниченных обстоятельствах; тем не менее, все больше и больше используются предварительно приготовленные патентованные смеси. Смеси, содержащие вермикулит используются в тех областях, где прочность и коррозионная / стойкость к истиранию имеют второстепенное значение, наиболее важным фактором является производительность изоляции огнеупорной футеровки на месте. Эти смеси используются в отраслях промышленности, включая переработку чугуна и стали, цемента и углеводородов.
Цементные огнезащитные продукты: вспученный вермикулит является одним из ингредиентов при производстве огнезащитных материалов на основе цемента и гипса, обычно используемых в качестве огнезащитных материалов. Продукты для пассивной противопожарной защиты конструкционной стали и бетона.
В качестве составного элемента покрытия: дисперсии вермикулита обычно представляют собой химически или физически очень мелко расслоенный вермикулит в текучей среде. Эти дисперсии можно использовать для изготовления листов вермикулитовой «бумаги», вылив их на кусок гладкого пластика с низкой поверхностной энергией и давая высохнуть. Полученный лист можно снять с пластика. Типичное конечное применение дисперсий вермикулита включает включение в высокотемпературные покрытия или связующие для строительных материалов, прокладки, специальную бумагу / текстиль, стойкие к окислению покрытия на углеродных композитах и в качестве барьерных покрытий для пленок.
В качестве упаковочный материал, ценимый за его высокую впитывающую способность.
Обработка отходов: катионообменная способность (до 1000 миллиэквивалентов на кг) вермикулита позволяет использовать его в процессах очистки сточных вод, химической обработки и контроль загрязнения воздуха в шахтах и газов в промышленных процессах. В дополнение к своим ионообменным свойствам, вспученный вермикулит может удерживать жидкости в межслойных пустотах отдельных частиц, а также между самими частицами.
В качестве субстрата для различных животных и / или среда для инкубации яиц.
В качестве легкого заполнителя для штукатурки, запатентованных бетонных смесей, огнестойкого строительного раствора и цементного спрея огнестойкость: вспученный вермикулит используется как в общих строительных штукатурках, наносимых вручную, так и распылением, для улучшения покрытия, простоты обращения, адгезии к широкому спектру поверхностей, огнестойкости и устойчивости к сколам / растрескиванию / усадке.
В качестве добавки к огнестойкой стеновой плите.
В качестве компонента внутреннего наполнителя для противопожарных подушек вместе с графитом.
В качестве носителя для сухого обращения и медленного выделения сельскохозяйственных химикатов.
В качестве горячей посыпки: как вспученный, так и сырой вермикулит использовался для горячей посыпки Эль промышленность. При заливке в расплавленный металл неочищенный вермикулит немедленно отслаивается и образует изолирующий слой, позволяя транспортировать материал к следующему производственному процессу без потери слишком большого количества тепла.
Используется для обеспечения медленного охлаждения горячих предметов при выдувании стекла, лэмпворк, стальных конструкциях и производстве стеклянных шариков.
Используется в подземных бассейнах для создания гладкого дна бассейна : Более мелкие сорта вспученного вермикулита и портландцемента могут быть объединены либо на месте, либо в заводском премиксе, чтобы обеспечить основу для виниловых покрытий для бассейнов. Эти смеси перекачиваются на место с помощью роторно-статорного насоса или вручную.
Используется в коммерческих грелках для рук.
Используется в плитах AGA в качестве изоляции.
Используется при хранении взрывчатых веществ в качестве средства защиты от взрыва.
Используется для поглощения опасных жидкостей для удаления твердых веществ.
Используется в газовых каминах для имитации тлеющих углей.
Используется как часть субстрат для культивирования грибов.

Коммерческое производство вспученного вермикулита

Производство вермикулита в 2005 г.

В 2014 г. основными производителями добытого, концентрированного и нефолизированного материала были Южная Африка, Бразилия, США и Китай. вермикулит, доля которого в мире составляет около 90%. Производство в Южной Африке сокращается, в то время как в Бразилии значительно увеличивается.

В то время как некоторые конечные переработчики и эксфолианты вермикулита специализируются на запатентованных продуктах, продаваемых в самых разных отраслях промышленности, у некоторых есть более разнообразные конечные продукты с менее строгими техническими требованиями. Некоторые вермикулитовые отшелушивающие вещества смешиваются также с более дешевым перлитом . Вермикулитовые эксфолианты имеют международную торговую ассоциацию под названием The Vermiculite Association, которая представляет интересы отрасли и обменивается информацией.

Противопожарные

Сегодня в материалах для распыления огнезащитных используются вермикулит, другие промышленные минералы и пенополистирол, в зависимости от конкретного коммерческого продукта. Все ингредиенты для этих продуктов должны соответствовать строгим нормативным требованиям, особенно в США и Европе. В прошлом вермикулит из W. Рудники Р. Грейс в Либби, штат Монтана, были связаны с асбестом. Поэтому старые огнезащитные покрытия, наносимые распылением до 1991 г., могут содержать небольшие количества асбеста. В августе 2014 года NYSDoH квалифицировало два более точных метода тестирования, лучше разработанных для выявления материалов с этой потенциальной проблемой и помощи в безопасном решении любых проблем, связанных с их удалением. Современные средства противопожарной защиты, наносимые распылением, сегодня производятся с использованием различных легких заполнителей, не содержащих асбест, и тщательно контролируются на всех этапах добычи и производства, чтобы гарантировать, что это так.

Загрязнение асбестом

Хотя не весь вермикулит содержит асбест, некоторые продукты до начала 1990-х годов производились из вермикулита, который содержал асбест. Вермикулитовые рудники по всему миру теперь регулярно проверяются на него, и предполагается, что они будут продавать продукцию, не содержащую асбеста. Бывший вермикулитовый рудник в Либби, штат Монтана, действительно содержал тремолит асбест, а также рихтерит (оба волокнистые амфиболы ) - фактически, он образовался под землей в результате тех же геологических процессов, что и загрязнители.

Чистый вермикулит не содержит асбеста и не токсичен. Загрязненный вермикулит может содержать, помимо асбеста, также незначительное количество диопсид или остатки исходных минералов биотита или флогопита.

Споры по поводу рисков для здоровья

Крупнейший и старейший вермикулитовый рудник в Соединенных Штатах был начат в 1920-х годах в Либби, Монтана, и вермикулит продавался под коммерческим названием Zonolite. Торговая марка Zonolite и рудник были приобретены компанией W. R. Grace and Company в 1963 году. Добыча полезных ископаемых на участке Либби была остановлена в 1990 году в связи с загрязнением асбестом. Во время эксплуатации рудник Либби мог производить 80% мировых запасов вермикулита.

По оценкам правительства США, вермикулит использовался более чем в 35 миллионах домов, но не рекомендует его удалять. Тем не менее, дома или сооружения, содержащие вермикулит или вермикулитную изоляцию, построенные до середины 1990-х годов, и особенно те, которые, как известно, содержат марку «Zonolite», могут содержать асбест и поэтому могут представлять опасность для здоровья.

В статье, опубликованной в The Salt Lake Tribune 3 декабря 2006 г., сообщалось, что вермикулит и зонолит содержат асбест, который привел к раковым заболеваниям, подобным тем, которые обнаруживаются в асбесте. связанные дела. В статье говорилось, что WR Grace and Company и другие скрывали риски для здоровья, связанные с вермикулитом, и что несколько участков в Долине Соленого озера были устранены EPA, когда было показано, что они загрязнены асбестом. W.R. Grace and Company решительно отвергает эти обвинения.

Месторождение вермикулита на шахте в Либби, штат Монтана, было (и остается) сильно загрязненным асбестом. Многие люди сознательно подвергались воздействию вредной пыли вермикулита, содержащей асбест. К сожалению, рудник работал с 1920-х годов, и экологический и промышленный контроль практически отсутствовал до тех пор, пока рудник не был куплен WR Grace and Company в 1963 году. Тем не менее, зная о рисках для здоровья человека, горнодобывающая компания продолжала работать. там до 1990 года. Следовательно, многие из бывших шахтеров и жителей Либби пострадали и продолжают страдать от проблем со здоровьем. Более 400 человек в городе умерли от болезней, связанных с асбестом, из-за загрязнения в результате добычи вермикулита с близлежащей горы Зонолит, где в образцах почвы обнаружено большое количество волокнистого тремолита (известного как очень опасная форма асбест), и бесчисленное количество других людей, которые изолировали свои дома с помощью Zonolite, стали жертвами связанных с асбестом заболеваний, большинство из которых никогда не работали в среде, где асбест был проблемой.

После 1999 Seattle Post- В статье Intelligencer утверждалось, что в городе распространено заболевание, связанное с асбестом, EPA в ответ на политическое давление сделало уборку территории приоритетной задачей и назвало Либби наихудшим случаем заражения всего сообщества к токсичному веществу в истории США. Агентство по охране окружающей среды потратило 120 миллионов долларов из Суперфонда на очистку. В октябре 2006 г. W. R. Grace and Company попытались обжаловать наложенные на них штрафы (54,5 миллиона долларов) в EPA, но Верховный суд отклонил апелляцию. Правительство США также возбудило уголовные дела против нескольких бывших руководителей и менеджеров шахты за якобы игнорирование и сокрытие рисков для здоровья сотрудников. Их также обвиняют в мошенничестве с использованием электронных средств и в препятствовании правительственным усилиям по очистке. На момент предъявления обвинения было установлено, что около 1200 жителей района Либби страдают какой-либо аномалией, связанной с асбестом. Выбор присяжных должен был завершиться в феврале 2009 года. Дело закончилось оправдательным приговором 8 мая 2009 года. 17 июня 2009 года EPA объявило о чрезвычайной ситуации в области общественного здравоохранения в Либби и его окрестностях, что позволило федеральным агентствам предоставить финансирование для здравоохранения.

См. также

Асбест - группа высокостабильных негорючих силикатных минералов с волокнистой структурой
Койр
Керамзит заполнитель - Легкий заполнитель, полученный нагреванием глины при высокой температуре во вращающейся печи
Противопожарная защита
Противопожарная защита
Список минералов - Список минералов, о которых есть статьи в Википедии
Пассивная противопожарная защита
Перлит - Аморфное вулканическое стекло
Гипс
Силикат натрия - Гигроскопическое химическое соединение с переменным соотношением Na2O / SiO2, предшественник жидкого стекла
Сфагнум
Садоводство с квадратными ногами

Ссылки

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с Verm икулит.