温石棉为蛇纹石石棉的统称。蛇纹石Mg6[Si4O10](OH)8是由硅氧(SiO2)四面体和氢氧化镁石[Mg(OH)2]八面体组成的双层型结构的三八面体硅酸盐矿物。由于四面体层和八面体层之间不协调,因此形成三种不同的基本结构,构成三种矿物,即具有平整结构的板状蛇纹石;具有交替波状结构的叶蛇纹石;具有卷曲状圆柱形结构的纤蛇纹石。在自然界纤蛇纹石矿物产出广泛,而且结晶程度高,可分性能良好;丝状特征显着的纤蛇纹石,为有用的工业矿物,也可称为纤蛇纹石石棉。
化学特性
温石棉的光学性质
温石棉的光学性质,折射率Ng为1.534~1.555,Np为1.522~1.549,Ng值随Fe2O3及FeO含量增多而增大,Np值随FeO及H2O+含量增多而增大;多色性,Ng为各种色调的绿色,Np为各种色调的黄色;平行消光,正延性为主。
衍射特征
温石棉的X射线衍射特征,有两条强衍射线,d(002)为0.728~0.740nm和d(004)为0.369~0.366nm;另有四条中强衍射线,d(020)为0.437~0.459nm、d(201)为0.256~0.260nm、d(202)为0.243~0.248nm、d(402)为0.130~0.134nm。温石棉在自然界产出以2Mc型纤蛇纹石最多,ZORc型正纤蛇纹石少见。
温石棉的热效应
温石棉的热效应,在670~730℃区间出现深而大的放热效应(吸热谷或脱羟谷);815~830℃区间出现矮而窄的放热效应(热放峰),原矿物结构被彻底破坏,形成新的物相,即镁橄榄石和顽辉石的混合相。
温石棉的红外光谱
温石棉的红外光谱,不同结晶程度的温石棉,主要表现在1 100~950cm-1三个方向的Si—O伸缩振动带及3 700~3 600cm-1羟基吸收振动的差别。
温石棉的电子显微像多为空心管状,其内径一般为6~8nm,外径为20~50nm。
温石棉的理论化学成分
SiO2 43.36%、MgO 43.64%、H2O+13%。一般含有Fe2O3、FeO、TiO2、Al2O3、MnO、CaO、K2O、Na2O、Cr2O3、V2O5、NiO、F-、Cl等杂质。表明混有磁铁矿、方解石、白云石、菱镁矿、水滑石、石英、水镁石、铬尖晶石等杂质矿物或元素的类质同象取代。
物理特性
温石棉具有多种物理化学性质,劈分性能优良,能最大限度地劈分为丝状体,劈分直径最小为1~2μm。工业利用以比表面积为衡量指标,一般在5~50 m2/g。机械强度高,抗张强度值为120~350(单位9.8×106Pa)。
其中:高强度纤维大于350,正常强度纤维小于350、大于250,中等强度纤维小于250、大于150,低强度纤维小于150。温 石棉纤维强度优于角闪石类石棉及人造碳纤维,与硼纤维和玻璃纤维接近。耐热性能良好,工业利用温度可达500℃(热失重率小于1%)。温石棉耐碱腐蚀性强,碱蚀量为0.46%~0.74%,耐酸腐蚀性差,不如角闪石石棉,酸蚀量一般为55%~58%。隔热性能和导热性能好,导热系数一般为0.121~0.227W/(m·K)。电绝缘性良好,电阻率ρ一般为0.6×108~4×108Ω·cm。
温石棉纤维还具有过滤性[透过系数为15%~60%,阻力为0.4×9.8~13.9×9.8Pa]、成膜打浆性、磁性(双磁化系数为6×10^-6~10×10^-6cm/g)、电动电位(一般e>20mV)等。
开发利用
石棉有致癌性早已为相关行业周知,但石棉细分为温石棉和闪石棉。经中外多位矿物学、病理学、毒性学专家学者在长达2年多的比较试验证明,在温石棉、闪石棉及其他多种“温石棉替代纤维”中,温石棉是相对最安全的无机纤维材料。自从2004年,瑞士著名的吸入毒物专家、多国政府毒物学顾问大卫·伯恩斯坦博士公布“温石棉可以安全使用”的实验结果之后,2年来,中国、俄罗斯、加拿大、印度、巴西、墨西哥等国多位矿物学、病理学、毒性学专家,经过各自的科学实验,得出与伯恩斯坦博士完全一致的结论。
然而,2001年三月WTO做出具有里程碑意义的裁定,认为温石棉既然已被认定是致癌物质,石棉生产商坚持的安全使用极限就不存在。使得WTO的各个成员国禁止使用或进口如石棉等含致癌物质的权利合法化,也进一步确认WTO各成员国有权认为保护生命和健康比履行贸易义务更为重要。
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