溫石棉
編輯溫石棉或白石棉是最常見的石棉形式,約占美國石棉的 95%,在其他國家/地區也占相似比例。 它是頁硅酸鹽蛇紋石亞組中的一種柔軟的纖維狀硅酸鹽礦物; 因此,它不同于閃石族中的其他石棉礦物。 其理想化學式為Mg3(Si2O5)(OH)4。 該材料的物理特性使其適合用于建筑材料,但當分散到空氣中并被吸入時會造成嚴重的健康風險。
多類型
編輯已知三種多型溫石棉。 這些在手標本中很難區分,通常必須使用偏光顯微鏡。 一些較早的出版物將溫石棉稱為一組礦物——下面列出的三種多型,有時也包括 pecoraite——但國際礦物學協會 2006 年的建議更愿意將其視為一種單一礦物,其天然存在的形式具有一定的變化 .
斜溫石棉是三種形式中最常見的一種,主要發現于加拿大魁北克省的 Val-des-Sources。 它的兩個可測量的折射率往往低于其他兩種形式的折射率。 正交副型的區別在于,對于正溫石棉,兩個可觀察到的折射率中較高的一個是平行于纖維的長軸測量的(對于斜溫石棉); 而對于副溫石棉,較高的折射率是垂直于纖維的長軸測量的。
物理性質
編輯塊狀溫石棉的硬度與人的指甲相似,很容易破碎成由更小的原纖維束組成的纖維束。 天然存在的纖維束長度從幾毫米到十多厘米不等,但工業加工的溫石棉纖維束通常較短。 纖維束的直徑為0.1-1μm,單個原纖維更細,為0.02-0.03μm,每個纖維束包含數十或數百個原纖維。
溫石棉纖維具有相當大的抗拉強度,可以紡成線,織成布。 它們還耐熱,是出色的熱、電和聲絕緣體。
化學性質
編輯溫石棉的理想化化學式是 Mg3(Si2O5)(OH)4,盡管一些鎂離子可能被鐵或其他陽離子取代。 用氫氧根離子代替氟化物、氧化物或氯化物也是已知的,但比較少見。 一種相關但更為稀有的礦物是 pecoraite,其中溫石棉的所有鎂陽離子都被鎳陽離子取代。
溫石棉甚至能抵抗強堿(石棉因此在波特蘭水泥的高 pH 孔隙水中穩定),但當纖維受到酸侵蝕時,鎂離子會選擇性溶解,留下二氧化硅骨架。 它在高達 550 °C(1,022 °F)左右的溫度下保持熱穩定性,在該溫度下它開始脫水。 脫水在大約 750°C(1,380°F)時完成,最終產品為鎂橄欖石(硅酸鎂)、二氧化硅和水。
溫石棉脫水的整體質量平衡反應可寫為:
2 Mg 3 Si 2 O 5 ( OH ) 4 溫石棉 ( serpentine ) → d e h y d r a t i o n 750 ° C 3 Mg 2 SiO 4 鎂橄欖石 + SiO 2 二氧化硅 + 4 H 2 O 水 {\displaystyle {\ce {{\overset {溫石棉\(蛇紋石)}{2Mg3Si2O5(OH)4}}->[{750{\circ }C}][{脫水}]{\overset {Forsterite}{3Mg2SiO4}}+{ overset {二氧化硅}{SiO2}}+{\overset {水}{4H2O}}}}}
溫石棉(蛇紋石)脫水反應對應于在溶解的二氧化硅(硅酸)存在下鎂橄欖石(鎂橄欖石)水解的逆過程。
應用
編輯此前,在 1990 年代,它被用于石棉水泥產品(如管道和板材)。
硫酸鎂 (MgSO4) 可以通過用硫酸 (H2SO4) 處理溫石棉來生產。
安全問題
編輯國際癌癥研究機構 (IARC) 和美國衛生與公眾服務部將溫石棉與其他形式的石棉一起列為人類致癌物。 這些聲明表明,接觸石棉與實質性石棉肺、石棉相關胸膜異常、腹膜間皮瘤和肺癌有關,并且可能與某些胸外部位的癌癥有關。
在其他科學出版物中,流行病學家發表了同行評議的科學論文,證實溫石棉是胸膜間皮瘤的主要原因。
溫石棉已被推薦列入《鹿特丹事先知情同意公約》,這是一項限制全球有害物質貿易的國際條約。 如果列入清單,溫石棉將只允許出口到明確同意進口的國家。
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