海泡石

礦物

海泡石是一種纖維狀的含水硅酸鎂,通常呈白、淺灰、淺黃等顏色,不透明也沒有光澤。它們有的形狀像土塊,有的成一個奇怪皮殼狀或結核狀。在電子顯微鏡下可以看到它們是由無數細絲聚在一起排成片狀。海泡石有一個奇怪的特點,當它們遇到水時會吸收很多水從而變得柔軟起來,而一旦乾燥就又變硬了。

這一礦物的德文名稱是MeersChau。Meer是海洋;Schaum是泡沫,故譯名為海泡石。海泡石的英文名稱是Sepiolite。Sepia為烏賊,屬海生動物,由於它骨骼多孔。體輕能浮於水面,故以此命名這一礦物海泡石按其形態分為α-海泡石和β-海泡石兩種。前者成大束的纖維狀晶體產出,即通常稱為纖維狀海泡石。後者常成土狀產出,是由非常細且短的纖維或纖維狀集合體組成。海泡石品體為層鏈狀結構。海泡石所特有的結構,決定它有很好的吸附性能、流變性能和催化性能。

2017年10月27日,世界衛生組織國際癌症研究機構公布的致癌物清單初步整理參考,海泡石在3類致癌物清單中。

簡介


楊庄-霧迷山巨旋迴層序中產有海泡石礦床。海泡石是一種纖維狀富鎂粘土礦物(德文名稱Meershaum,英文名稱Spilite),海泡石按其晶體形態分為α海泡石和β海泡石兩種。前者呈大束的纖維狀晶體產出,故又稱纖維狀海泡石。後者,1986~1996年間經過對“鋅灰木”標本樣品X射線衍射分析研究,證實其為世界上罕見的古老(中元古代)的沉積海泡石礦床。
海泡石的沉積作用形成或由蛇紋岩蝕變而成的。
海泡石本身是無毒無害的,但是由於海泡石礦是由蛇紋岩蝕變而來,而蛇紋岩又是石棉的主要成分,因此很難將海泡石與石棉分離,一般的海泡石都會含有少量的石棉成分,比例大約在5%~30%左右。海泡石主要被用來製作煙斗。中國江西樂平、湖南瀏陽等地有產出。江西樂平牯牛嶺是我國海泡石的首次發現地。海泡石粘土的地質調查始於章人駿,1947年,他依據化學分析及脫色效果將“耐火白土”定名為海泡石,並討論了礦床的成因。

分類


海泡泥的主要原料是海泡石粉,它是純天然、無毒、無味、無石棉、無放射性元素的一種水合鎂硅酸鹽粘土礦物,具有非金屬礦物中最大的比表面積(最高可達900m2/g)和獨特的內容孔道結構,是公認的吸附能力最強的粘土礦物
海泡泥是一種天然環保粉體牆面裝飾材料,是硅藻泥的升級換代產品,廣泛適用於工裝和家裝的牆面裝飾。
海泡石
海泡石
富鎂海泡石的化學組成比較一致。MgO的含量變化於21%~25%,Mg填充了90%~100%的八面體位置。海泡石的大部分化學組成及結構說明,這種礦物中有足夠的陽離子,基本能填滿8個(7.74~8.14)八面體位置。所以海泡石八面體位置的大多數陽離子都是大陽離子,較小的Al離子相對來說比較少,這一點與其它礦物如綠坡縷石不同,綠坡縷石中通常有一半的八面體位置被Al離子填充。因為海泡石的形成環境比綠坡縷石更為鹼性,在這樣的環境中,Si和Mg高度富集,而Al的含量則很低。

結構及性質


海泡石的特殊結構決定了它擁有包括貫穿整個結構的沸石。水通道和孔洞以及大的表面積,它具有截面積為的管狀貫穿通道及高達900 的理論表面積。在通道和孔洞中可以吸附大量的水或極性物質,包括低極性物質,因此海泡石具有很強的吸附能力。強吸附性以及可處理改善的大比表面,使之具備作催化劑載體的良好條件。海泡石的一些表面性質(如表面酸性弱、鎂離子易被其它離子取代等),使其本身也可用作某些反應的催化劑。故海泡石不僅是一種很好的吸附劑,而且是一種良好的催化劑和催化劑載體。海泡石的晶體結構具有連續的硅氧四面體層。其中,每一個硅氧四面體都共用二個角頂同相鄰的三個四面體相連。四面體中活性氧指向沿b軸周期性的倒轉,因此形成了大小固定井平行於鏈的開口通道,這些通道中含有沸石水。在八面體邊緣有兩個水分子與鎂離子結合,參與八面體配位。
海泡石的物理性質如下:
海泡石
海泡石
(1)外觀:顏色多變,有白色、淺黃、淺灰、黑綠,條呈白色,不透明,觸感光滑且粘舌。
(2)硬度:2-2.5
(3)比重:1-2.3
(4)耐高溫:在350度的高溫下,結構不發生變化,耐高溫性能達1500-1700度
(5)吸咐性:吸收大於自身重量150%的水
(6)吸水率:160~200%。
(7)飽和鹽水吸附率:180一260%。
(8)熱穩定性:1300度失濕存水,沸石水;
200~600度失結品水,結構無太大變化;
600~700度失結構水;
820度生成新相一頑火石。
(9)相轉變:20一80MPa,22~76小時;
500度以上,600度以下為蒙脫石一綠泥石混合物。
(10)懸浮性:海泡石易分散於水或其它強中等的極性溶劑里並形成網路,且幾乎不受電解質
的影響。
(11)溶液酸鹼性:海泡石w=10%懸浮液pH值約為9。

主要用途


據有關資料統計,海泡石用途多達130多種,成為當今世界用途最廣的礦物原料之一。

應用廣泛

應用領域主要 用途
油脂石油精練 吸附劑、脫色劑、過濾劑
釀造、化工分子篩、用於化工、製糖、釀酒
醫藥離子交換劑、凈化劑、發亮劑
陶瓷琺琅質原料環保 顆粒去污劑和吸附劑
鑄造型砂粘結劑
硅酸鹽高鎂耐火材料的特殊耐高溫塗層的優質原料
塑料發泡靈、脫色劑
建築隔音、隔熱材料、塗料
橡膠特殊充填劑
電焊條焊葯配料
輕紡和化工催化劑、懸浮劑、增稠劑和觸變劑
制煙香煙濾嘴原料
特種用紙催化載體和吸附劑
國防現代科學原子能、火箭、衛星諸方面的特殊陶瓷部件
農業 殺蟲劑、土壤消毒的載體原料、配製特殊原料、配製動物藥劑、家畜墊圈
工藝品
雕刻工藝品、
裝飾物及生活用品
 煙斗 海泡石質輕,散熱性好,而且由於石質細膩、柔軟,故能在外壁雕刻出十分精巧細緻的浮雕圖案(一般取材自古希臘、古羅馬的神話故事,也有動植物、人物等造型),具有很高的藝術價值。這也是其優於石楠根的地方之一。海泡石煙斗用久了,在煙油和手汗的內外共同作用下,會散發出自然、深邃和高貴的棕金色(石楠根亦具相似特點,但由於海泡石本身呈乳白色,所以變色比前者更明顯)。最優質的海泡石,產自土耳其中部的Eskishehir。另外,東非的坦尚尼亞亦有出產。煙嘴一般用天然/ 合成的琥珀,或者動物的角、骨製造。海泡石因其特殊性質,較適合作為造煙斗的材料;另一方面,亦由於質地脆弱、易碎,所以只適合資深煙斗客考慮。
鑽井抗鹽、抗高溫的特殊泥漿
室內車內海泡石空氣凈化劑

部分指標

海泡石絨用於摩擦材料主要技術指標
1.纖維長度:4-8mm;2、密度:1g/cm3; 3、海泡石成分:>85%;4、水分:<3%;5、沉降值:930-950
海泡石粉用於摩擦材料主要技術指標
1.海泡石成分:>80%;2、粒度:200目(可按需生產任何粒度)3、沉降值:800-850; 4、水分:<1.5%

應用進展


經過對風化的粘土狀海泡石進行提純,鋰離子或有機鹽改性,可製得高性能的適用於塗料,陶瓷釉料和油墨的耐高溫懸浮劑、防沉劑、增稠觸變劑。主要性能指標如下:
性能精礦粉(水基)鋰基海泡石(水基/醇基)有機海泡石(醇基/有機)
外觀灰白色灰白色灰白色
目數325-1250目325-1250目325-1250目
PH7-97-97-9
水份 /%<12%<12%<15%
松裝密度 / g/cm30.20-0.240.18-0.220.16-0.20
懸浮度(24h)>95%>95%---
粘度(mPA·s)800-15001200-18001500-2000
膠體率 / %------>95

如何鑒別


● ● 原塊石輕,粉石重
● ● 原塊石基本沒有味道,粉石會有摻膠的膠味
● ● 原塊石質地比較脆,粉石的質感是肉的
● ● 原塊石表面的光澤非常自然,粉石沒有光澤或光澤很差
● ● 原塊石耐磨性較好,而粉石在輕輕劃在深色的布或紙上會有白道