Вермикулит
| Вермикулит | |
|---|---|
 | |
| Общий | |
| Категория | Филлосиликаты |
| Формула (повторяющаяся единица) | (Мг, Fe 2+ ,Фе 3+ ) 3 [(Al,Si) 4 O 10 ](OH) 2 ·4H 2 O |
| Имеет символ IMA. | Врм [1] |
| Классификация Штрунца | 9.EC.50 |
| Кристаллическая система | Моноклиника |
| Кристаллический класс | Призматический (2/м) (тот же символ HM ) |
| Космическая группа | С2/м |
| Элементарная ячейка | а = 5,24 Å, b = 9,17 Å в = 28,6 Å; β = 94,6°; Z = 2 |
| Идентификация | |
| Цвет | Бесцветный, белый, желтый, зеленый, коричневый, черный |
| Кристальная привычка | От крупных кристаллических пластинок до частиц размером с глину; от пластинчатого до чешуйчатого |
| Расщепление | Идеально подходит для {001} |
| упорство | Гибкий |
| шкала Мооса твердость | 1.5–2 |
| Блеск | Жирный или стекловидный (перламутровый на плоскостях спайности) |
| Полоса | Белый или желтоватый, полупрозрачный, блестящий, в некоторых случаях светло-коричневый или зеленоватый цвет. Например, вермукулит палабора. |
| прозрачность | полупрозрачный |
| Удельный вес | 2,4–2,7 (0,065–0,130 в отшелушенном виде) |
| Оптические свойства | Двухосный (-) |
| Показатель преломления | n α = 1,525 – 1,561 n β = 1,545 – 1,581 n γ = 1,545 – 1,581 |
| Двойное лучепреломление | δ = 0,020 |
| Плеохроизм | X в более светлых оттенках, чем Y и Z |
| Ссылки | [2] [3] [4] |
Вермикулит представляет собой водный слоистый силикатный минерал , который при нагревании значительно расширяется. Отшелушивание (другие ссылки: А , Б ) происходит при достаточном нагревании минерала; коммерческие печи обычно могут производить такой эффект. Вермикулит образуется в результате или гидротермального изменения биотита или выветривания флогопита . [3] Крупные коммерческие рудники вермикулита существуют в США , России , Южной Африке , Китае и Бразилии .
возникновение
[ редактировать ]Вермикулит был впервые описан в 1824 году в Миллбери, штат Массачусетс . Его название происходит от латинского vermculare , «разводить червей», из-за того, как он отслаивается при нагревании. [5] [3]
Обычно он возникает как продукт изменения при контакте между кислыми и основными или ультраосновными породами, такими как пироксениты и дуниты . Он также встречается в карбонатитах и метаморфизованных магнием богатых известняках . К сопутствующим минеральным фазам относятся: корунд , апатит , серпентин и тальк . Встречается с прослоями хлорита , биотита и флогопита. [2]
Структура
[ редактировать ]Вермикулит представляет собой глину лист приходится два тетраэдрических в соотношении 2:1, то есть на каждый октаэдрический листа . Это глина ограниченного расширения со средней способностью к усадке и набуханию . Вермикулит имеет высокую катионообменную емкость (ЕКО) - 100–150 мэкв /100 г. Вермикулитовые глины представляют собой выветренную слюду , в которой ионы калия между молекулярными слоями заменены ионами магния и железа .
Коммерческое использование
[ редактировать ] | Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( март 2015 г. ) |
Формованные формы
[ редактировать ]Этот процесс включает смешивание вспученного вермикулита с неорганическими связующими веществами, такими как силикат натрия , цемент (определенные количества) и другими соединениями, например, содержащими калий. [ нужны разъяснения ] для получения «земляно-влажной» смеси. Затем этот материал гидравлически прессуют в форме, а затем термоотверждают при температуре до 180 °C в течение 24 часов, в зависимости от толщины отливаемой детали. Такие детали выдерживают рабочую температуру до 1150 °C и часто используются в алюминиевой промышленности в качестве дополнительной изоляции за углеродным катодом в электролизерах, содержащих расплавленную смесь криолита и оксида алюминия. Погонажные профили и плиты используются в:
- Открытые камины
- Высокотемпературная или огнеупорная изоляция
- Акустические панели
- Огнезащита металлоконструкций и труб
Плиты из силиката кальция
[ редактировать ]добавляют вспученный вермикулит В суспензию силиката кальция . Затем ее обезвоживают путем прессования или с помощью одного из процессов Фурдринера/Маньяни/Хатчека для формирования плоской плиты, которую затем подвергают термоотверждению под давлением (обычно 10–15 бар) в течение периода до 24 часов.
Тормозные накладки
[ редактировать ]Более мелкие сорта вспученного вермикулита используются в тормозных накладках, главным образом, для автомобильного рынка. Свойства вермикулита, которые делают его подходящим выбором для использования в тормозных накладках, включают его термостойкость, простоту добавления к другому сырью для достижения однородной смеси, а также его форму и характеристики поверхности. [ нужна ссылка ]
Стяжки кровли и пола, изоляционный бетон
[ редактировать ]
Вспученный вермикулит (обычно более мелкие сорта) можно добавлять на месте к портландцементу и другим заполнителям, реологическим добавкам и воде для получения бетонных стяжек легких и изолирующих крыш и полов. Во многих случаях стяжки крыши на основе вермикулита используются в сочетании с другими изоляционными материалами, такими как полистироловая плита, для формирования целостной кровельной системы. Битумное . вяжущее также можно использовать с вспученным вермикулитом для получения сухой, легкой стяжки кровли, преимуществами которой являются низкая теплопроводность, низкое содержание влаги и простота укладки (путем заливки из мешка и последующего утрамбования) [ нужна ссылка ]
Беспочвенная среда для выращивания
[ редактировать ]Вспученный вермикулит сочетается 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 быстрому закреплению молодых корней. Смесь помогает удерживать воздух, удобрения и влагу, высвобождая их по мере необходимости растения. [6] Эти миксы были впервые предложены Будли и Шелдрейком. Вспученный вермикулит также используется в качестве питательной среды для гидропоники . [ нужна ссылка ]
Прорастание семян
[ редактировать ]Вермикулит отдельно или в смеси с почвой или торфом используют для проращивания семян ; полива требуется очень мало. Когда вермикулит используется отдельно, рассаду следует подкармливать слабым раствором удобрения, когда появляются первые настоящие листья, например, одной чайной ложкой растворимого удобрения 5-10-5 на галлон США, постепенно увеличивая до одной столовой ложки (соотношение 1:256). ) при пересадке. [7]
Хранение корнеплодов
[ редактировать ]Насыпьте вермикулит вокруг луковиц, помещенных в контейнер. Если выкопаны комки, дайте высохнуть в течение нескольких часов на солнце, а затем поместите в картонные коробки или корзины и покройте вермикулитом. Поглощающая способность вермикулита действует как регулятор, предотвращающий появление плесени и колебания влажности в течение периода хранения. Он не впитывает влагу изнутри хранящихся клубней, но забирает свободную воду снаружи, предотвращая гниение при хранении.
Кондиционер для почвы
[ редактировать ]Если родная почва тяжелая или липкая, рекомендуется осторожное смешивание вермикулита в качестве кондиционера почвы — до половины объема почвы. Это создает воздушные каналы и позволяет почвенной смеси дышать. Смешивание вермикулита в цветочных и огородных садах или в горшечных растениях обеспечит необходимый воздух для поддержания активного роста растений. На песчаных почвах добавление вермикулита в почву позволит ей удерживать воду и воздух, необходимые для роста.
В качестве сыпучей изоляции
[ редактировать ]Вспученный вермикулит, обработанный водоотталкивающим средством, используется для заполнения пор и полостей каменной кладки и полых блоков для повышения огнестойкости (например, в конструкциях стен и перегородок Underwriters Laboratories), теплоизоляции и акустических характеристик. Вспученный вермикулит также использовался в качестве теплоизоляции на чердаках и стенах домов, а также в водонагревателях, пожарных сейфах, печах, печах и холодильниках. [8]
Огнеупорные/изоляционные торкрет- и заливочные смеси
[ редактировать ]Вспученный вермикулит можно комбинировать с цементами с высоким содержанием глинозема (также известными как алюминат кальция ) и другими заполнителями, такими как вспученный сланец , глина , сланец или силикат натрия , для получения огнеупорных/изоляционных бетонов и строительных растворов. На заре использования эти продукты фасовались партиями на месте установки или очень близко к нему. В некоторых ограниченных обстоятельствах это продолжает иметь место; однако все больше и больше используются готовые фирменные смеси. Смеси, содержащие вермикулит, используются в областях, где прочность и устойчивость к коррозии/истиранию имеют второстепенное значение, причем наиболее важным фактором являются изоляционные характеристики огнеупорной футеровки . Эти смеси используются в таких отраслях, как производство железа и стали, цемента и переработка углеводородов.
Противопожарная защита
[ редактировать ]
Вермикулит используется как добавка к огнезащитным стеновым плитам .
Высокотемпературное покрытие
[ редактировать ]Дисперсии вермикулита обычно представляют собой либо химически, либо физически очень мелкорасслоенный вермикулит в жидкой среде. Эти дисперсии можно использовать для изготовления листов вермикулита «бумаги», выливая их на кусок гладкого пластика с низкой поверхностной энергией и давая ему высохнуть. Полученный лист затем можно отделить от пластика. Типичное конечное использование вермикулитовых дисперсий включает в себя включение в высокотемпературные покрытия или связующие для строительных материалов, прокладки, специальную бумагу/текстиль, устойчивые к окислению покрытия на композитах на основе углерода, а также в качестве барьерных покрытий для пленок.
Обращение с отходами
[ редактировать ]Катионообменная емкость (до 1000 миллиэквивалентов на кг) вермикулита позволяет использовать его в процессах очистки сточных вод, химической обработке, а также борьбе с загрязнением воздуха в шахтах и газов в промышленных процессах. Помимо своих ионообменных свойств, вспученный вермикулит способен удерживать жидкость внутри межламинарных пустот отдельных частиц, а также между самими частицами.
Другие
[ редактировать ]- В качестве упаковочного материала ценится за свою высокую впитывающую способность.
- В качестве субстрата для различных животных и/или среды для инкубации яиц .
- В качестве легкого заполнителя для штукатурки , фирменных бетонных смесей, противопожарных растворов и цементных распыляемых огнезащитных средств: вспученный вермикулит используется как в штукатурках общего назначения, наносимых вручную, так и распылением, для улучшения укрывистости, простоты в обращении, адгезии к широкому спектру оснований, противопожарной защиты. устойчивость и устойчивость к сколам/растрескиванию/усадке.
- В качестве компонента внутреннего наполнителя противопожарных подушек вместе с графитом .
- В качестве носителя для сухого обращения и медленного высвобождения сельскохозяйственных химикатов.
- В качестве горячей посыпки использовался как вспученный, так и сырой вермикулит для горячей посыпки : в сталелитейной промышленности . При выливании на расплавленный металл сырой вермикулит немедленно отслаивается и образует изолирующий слой, позволяющий транспортировать материал на следующий производственный процесс без потери слишком большого количества тепла.
- Используется для медленного охлаждения горячих деталей в процессах выдувания стекла , лэмпворка , обработки стали и изготовления стеклянных бусин .
- Используется в заглубленных плавательных бассейнах для обеспечения гладкого основания бассейна: более мелкие сорта вспученного вермикулита и портландцемента можно комбинировать либо на месте, либо в заводском премиксе, чтобы получить основу для виниловых облицовок бассейнов. Эти смеси закачиваются на место с помощью роторно-статорного насоса или заливаются вручную.
- Используется в коммерческих грелках для рук .
- Используется в плитах AGA в качестве изоляции.
- Используется на складах взрывчатых веществ в качестве средства подавления взрыва.
- Используется для поглощения опасных жидкостей для утилизации твердых веществ.
- Используется в газовых каминах для имитации тлеющих углей.
- Используется в составе субстрата для выращивания грибов .
Коммерческое производство вспученного вермикулита
[ редактировать ]
В 2014 году Южная Африка, Бразилия, США и Китай были ведущими производителями добытого, концентрированного и невспученного вермикулита с мировой долей около 90%. Производство Южной Африки снижается, а в Бразилии значительно увеличивается.
В то время как некоторые конечные переработчики и отшелушиватели вермикулита специализируются на запатентованной продукции, продаваемой в самых разных отраслях, некоторые имеют более разнообразную конечную продукцию с менее строгими техническими требованиями. Некоторые вермикулитовые отшелушивающие средства также смешиваются с более дешевым перлитом . У производителей вермикулита есть международная торговая ассоциация под названием The Vermiculite Association, которая представляет интересы отрасли и обменивается информацией.
Загрязнение асбестом
[ редактировать ]Хотя не весь вермикулит содержит асбест , до начала 1990-х годов некоторые изделия производились из вермикулита, содержащего асбест. [9] Вермикулитовые рудники по всему миру теперь регулярно проверяются на наличие асбеста и должны продавать продукцию, не содержащую асбеста. Бывшая вермикулитовая шахта в Либби, штат Монтана , действительно содержала тремолитовый асбест, а также винчит и рихтерит (оба волокнистые амфиболы ) — фактически, он образовался под землей в результате тех же геологических процессов, что и загрязняющие вещества.
Чистый вермикулит не содержит асбеста и не токсичен. Нечистый вермикулит может содержать, кроме асбеста, также незначительные количества диопсида или остатки минералов-предшественников биотита или флогопита .
Споры по поводу рисков для здоровья
[ редактировать ]Самая большая и старая вермикулитовая шахта в Соединенных Штатах была открыта в 1920-х годах в Либби, штат Монтана , и вермикулит продавался под коммерческим названием Зонолит. Торговая марка Zonolite и рудник были приобретены компанией WR Grace and Company в 1963 году. Добыча полезных ископаемых на участке Либби прекратилась в 1990 году из-за загрязнения асбестом. Во время работы шахта Либби могла производить 80% мировых запасов вермикулита. [10]
По оценкам правительства США, вермикулит использовался более чем в 35 миллионах домов, но не рекомендует его удалять. Тем не менее, дома или постройки, содержащие вермикулит или вермикулитовую изоляцию, построенные до середины 1990-х годов, и особенно те, которые, как известно, содержат марку «Zonolite», могут содержать асбест и, следовательно, могут представлять опасность для здоровья.
В статье, опубликованной в The Salt Lake Tribune 3 декабря 2006 года, сообщалось, что вермикулит и зонолит содержат асбест, что приводит к раковым заболеваниям, подобным тем, которые обнаруживаются в случаях, связанных с асбестом. В статье говорилось, что WR Grace and Company и другие скрывали риски для здоровья, связанные с вермикулитом, и что несколько объектов в долине Соленого озера были восстановлены Агентством по охране окружающей среды, когда было обнаружено, что они загрязнены асбестом. WR Grace and Company решительно отвергла эти обвинения. [11]
Месторождение вермикулита на шахте в Либби, штат Монтана, было (и остается) сильно загрязнено асбестом. [12] Многие люди сознательно [13] подвергались воздействию вредной пыли вермикулита, содержащей асбест. К сожалению, рудник работал с 1920-х годов, а экологический и промышленный контроль практически отсутствовал, пока рудник не был приобретен компанией WR Grace and Company в 1963 году. Тем не менее, зная о рисках для здоровья человека, горнодобывающая компания все равно продолжала работать. там до 1990 года. В результате многие бывшие шахтеры и жители 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 на близлежащей горе Зонолит, где было обнаружено, что образцы почвы содержат волокнистый тремолит (известный как очень опасная форма асбеста) и множество других веществ. там, кто изолировал свои дома зонолитом, скончались от заболеваний, связанных с асбестом, большинство из которых никогда не работали в средах, где асбест был проблемой. [14]
После того, как в 1999 году газета Seattle Post Intelligencer опубликовала статью о том, что в городе распространены заболевания, связанные с асбестом, Агентство по охране окружающей среды в ответ на политическое давление сделало очистку этого места приоритетной задачей и назвало Либби худшим случаем воздействия токсичного вещества на все население. вещество в истории США. [15] [16] Агентство по охране окружающей среды потратило 120 миллионов долларов из Суперфонда на очистку. [16] В октябре 2006 года WR Grace and Company попыталась обжаловать штрафы (54,5 миллиона долларов), наложенные на них Агентством по охране окружающей среды, но Верховный суд отклонил апелляцию. [17] Правительство США возбудило уголовные дела против нескольких бывших руководителей и менеджеров рудника за якобы игнорирование и сокрытие рисков для здоровья сотрудников. [17] Их также обвинили в мошенничестве с использованием электронных средств связи и в препятствовании усилиям правительства по очистке. На момент предъявления обвинения около 1200 жителей района Либби были идентифицированы как страдающие от каких-либо отклонений, связанных с асбестом. [18] Дело закончилось оправдательным приговором 8 мая 2009 года. [19] [20] [21] 17 июня 2009 года Агентство по охране окружающей среды объявило чрезвычайную ситуацию в области общественного здравоохранения в Либби и ее окрестностях, тем самым позволив федеральным агентствам обеспечить финансирование здравоохранения и удаление загрязненной изоляции из пострадавших домов. [22]
См. также
[ редактировать ]- Асбест – канцерогенный волокнистый силикатный минерал.
- Койра – Натуральное волокно
- Заполнитель керамзита – легкий заполнитель, полученный путем нагревания глины при высокой температуре во вращающейся печи.
- Огнезащита - придание чего-либо (конструкций, материалов и т. д.) огнестойкости или негорючести.
- Противопожарная защита – герметизация отверстий в огнестойкой стене или полу.
- Список минералов - Список минералов со статьями в Википедии.
- Пассивная противопожарная защита - компонент или система для пассивного предотвращения распространения огня.
- Перлит – аморфное вулканическое стекло.
- Штукатурка – широкий ассортимент строительных и скульптурных материалов.
- Силикат натрия – гигроскопичное химическое соединение с переменным соотношением Na2O/SiO2, предшественник жидкого стекла.
- Сфагнум - род мхов, торфяной мох.
- Садоводство на квадратных футах — метод разделенных грядок.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Уорр, Л.Н. (2021). «Утвержденные IMA–CNMNC символы минералов» . Минералогический журнал . 85 (3): 291–320. Бибкод : 2021MinM...85..291W . дои : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616 .
- ^ Jump up to: а б http://rruff.geo.arizona.edu/doclib/hom/vermiculite.pdf Справочник по минералогии
- ^ Jump up to: а б с http://www.mindat.org/min-4170.html Mindat.org
- ^ Дэйв Бартелми. «Данные о вермикулите» . webmineral.com .
- ^ Уэбб, Томас Х. (1824 г.), «Письмо в редакцию: «Новые места обитания турмалинов и талька» » , American Journal of Science and Arts , vol. 7, нет. 55, с. 55,
я называю это Вермикулитом (размножитель червей) от Vermiculor, чтобы разводить или производить червей.
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 25 сентября 2013 года . Проверено 1 октября 2013 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Антош, Гэри. «Жидкие удобрения: как подкормить растения, улучшить их рост и повысить урожайность» . Уход за растениями сегодня . 23-й абзац . Проверено 11 октября 2020 г.
Растворы для пересадки содержат от 6 до 8 фунтов 5-10-5 в 100 галлонах воды или столовую ложку на галлон.
- ^ Поттер, Майкл Дж. (2000). «Вермикулит» (PDF) . Статистика и информация о минеральных продуктах USGS . Геологическая служба США. п. 1 . Проверено 6 марта 2016 г.
- ^ «Вермикулитовая изоляция, содержащая асбест» . Канадский центр гигиены и безопасности труда . Проверено 12 ноября 2014 г.
- ^ «Предпосылка сайта Либби» . Агентство по охране окружающей среды США .
- ^ «Опасность асбеста оставалась скрытой на протяжении десятилетий» . Солт-Лейк-Сити Трибьюн . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г. Проверено 8 февраля 2016 г.
- ^ Репортаж AP о Либби, штат Монтана: «В городе, разрушенном асбестом, вопросы остаются». Доступ 24 мая 2010 г. Архивировано 27 мая 2010 г. в Wayback Machine.
- ^ Дин, Корнелия (19 февраля 2009 г.). «Дело об отравлении асбестом в Монтане» .
- ^ «Смертельная пыль» . Новости ЦБК . 7 февраля 2003 г.
- ^ «Город брошен умирать: сотни шахтеров и членов их семей убиты и заболели» . Сиэтлский пост-разведчик . 18 ноября 1999 г. Архивировано из оригинала 18 апреля 2010 г.
- ^ Jump up to: а б «Либби Асбест» . Агентство по охране окружающей среды США .
- ^ Jump up to: а б Верховек, Сэм Хоу (11 октября 2006 г.). «Фирма должна оплатить расходы на асбест» . Лос-Анджелес Таймс .
- ^ «У.Р. Грейс и руководители обвиняются в мошенничестве, препятствовании осуществлению правосудия и создании угрозы для сообщества Либби, штат Монтана» . 7 февраля 2005 г.
- ^ Джонсон, Кэрри (13 июля 2007 г.). «Решение о доказательствах по асбесту противоречит благодати» . Вашингтон Пост . стр. Д05.
- ^ Джонсон, Кирк (19 февраля 2009 г.). «Бывшие должностные лица Грейс предстают перед судом по делу об отравлении асбестом» . Нью-Йорк Таймс . стр. А1.
- ^ Новости Эй-Би-Си. «Новости США – Национальные новости» . Новости АВС .
- ^ Дин, Корнелия. США ссылается на чрезвычайную ситуацию в отравленном асбестом городе The New York Times , 18 июня 2009 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
