【認(rèn)識石棉】
人類對石棉的使用可上溯到古埃及,當(dāng)時,石棉被用來制作法老們的裹尸布。在芬蘭,石棉纖維在舊石器時代的陶器作坊被發(fā)現(xiàn)。希臘歷史學(xué)家赫羅多托斯(公元前5世紀(jì))曾談到用來裝盛被焚燒尸體骨架的耐火容器。中國周代已能用石棉纖維制作織物,因沾污后經(jīng)火燒即潔白如新,故有火浣布或火烷布之稱。
石棉(asbestos)也稱“石綿”,是一組天然纖維狀硅質(zhì)礦物纖維束組成,而纖維束又由很細(xì)且能分離的纖維組成。石棉種類很多,依其礦物成分和化學(xué)組成不同,可分為蛇紋石石棉和角閃石石棉兩類。蛇紋石石棉又稱溫石棉,它是石棉中產(chǎn)量最多的一種,具有較好的可紡性能;角閃石石棉又可分為藍(lán)石棉、透閃石石棉、陽起石石棉等,產(chǎn)量比蛇紋石石棉少。
1.蛇紋石石棉(serpentine,chrysotile)又稱溫石棉(amphibole),主要成分有二氧化硅、氧化鎂和結(jié)晶水,它的分子式是Mg6[(OH)4Si2O5]2。呈白色或灰色,半透明;沒有磁性、不導(dǎo)電、耐火、耐堿,纖維堅韌柔軟,具有絲的光澤和好的可紡性。目前世界所產(chǎn)石棉主要是蛇紋石石棉,約占世界石棉產(chǎn)量的95%。
2.角閃石類石棉(amphibole)包括青石棉(crocidolite)(亦稱藍(lán)石棉或紫石棉)、鐵石棉(amosite)、直閃石石棉(anthophyllite)、透閃石石棉(tremolite)和陽起石(actinolite)。角閃石類石棉各品種由于含有鈉、鈣、鎂和鐵成分?jǐn)?shù)量不同而相區(qū)分。
【常見的理化性能】
不同種類的石棉,物理機(jī)械性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)也都不同。石棉纖維長度一般為 3~50毫米,也有較長的。中國發(fā)現(xiàn)最長的石棉纖維達(dá)2.18米,是目前世界上最長的。石棉纖維的軸向拉伸強(qiáng)度較高,有時可達(dá)374公斤/平方厘米,但不耐折皺,經(jīng)數(shù)次折皺后拉伸強(qiáng)度顯著下降。石棉纖維的結(jié)構(gòu)水含量為10~15%,以含14%的較多。加熱至600~700℃(溫升10℃/分)時,石棉纖維的結(jié)構(gòu)水析出,纖維結(jié)構(gòu)破壞、變脆,揉搓后易變?yōu)榉勰?,顏色改變?/p>
石棉纖維的導(dǎo)熱系數(shù)為0.104~0.260千卡/米?度?時,導(dǎo)電性能也很低,是熱和電的良好絕緣材料。石棉纖維具有良好的耐熱性能,一般在300℃以下加熱2小時重量損失較少,若在 1700℃以上的溫度下加熱2小時,溫石棉纖維的重量損失較多,其他種類石棉纖維重量損失較少。
蛇紋石石棉是鎂的含水硅酸鹽類礦物,屬單斜晶系層狀構(gòu)造。蛇紋石石棉纖維的劈分性、柔韌性、強(qiáng)度、耐熱性和絕緣性都比較好,比重為2.49~2.53,比熱為0.266,表面比電阻為8.2×107~1.2×1010歐,體積比電阻為1.9×108~4.79×109歐?厘米。蛇紋石石棉的耐堿性能較好,幾乎不受堿類的腐蝕,但耐酸性較差,很弱的有機(jī)酸就能將石棉中的氧化鎂折出,使石棉纖維的強(qiáng)度下降;角閃石石棉屬于單斜晶系構(gòu)造。顏色一般較深,比重較大,具有較高的耐酸性、耐堿性和化學(xué)穩(wěn)定性,耐腐性也較好。
蛇紋石石棉和閃石石棉的區(qū)分是:把石棉放在研缽中研磨,蛇紋石石棉成混亂的氈團(tuán),纖維不易分開,閃石石棉研磨后易分成許多細(xì)小的纖維。不含鐵的石棉呈白色,含鐵的石棉呈不同色調(diào)的藍(lán)色。纖維狀集合體絲絹光澤,劈分后的纖維光澤暗淡。
石棉是彼此平行排列的微細(xì)管狀纖維集合體,可分裂成非常細(xì)的石棉纖維,直徑可小到0.1微米以下。完全分裂開松后,用肉眼很難觀察,因而是良好的細(xì)菌過濾材料。
【石棉生產(chǎn)概況】
1.世界生產(chǎn)概況
2003年世界生產(chǎn)石棉總量約為206萬噸,比2002年減少7萬噸。俄羅斯產(chǎn)量占世界第一位,其次是中國、哈薩克斯坦、加拿大、巴西和津巴布韋。上述國家總產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的95%。雖然2003年石棉產(chǎn)量減幅不大,但石棉生產(chǎn)前景不是很好,有些國家已經(jīng)采取立法行動,全面或部分禁止石棉使用。如烏拉圭已通過立法禁止生產(chǎn)和進(jìn)口石棉制品,新西蘭亦已禁止進(jìn)口石棉原礦。中國也于2002年7月宣布,禁止角閃石類石棉的生產(chǎn)、進(jìn)口和使用。
2.中國生產(chǎn)概況
中國石棉生產(chǎn)始于上世紀(jì)50年代初,生產(chǎn)和消費隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而加快。1996年后,石棉生產(chǎn)由于環(huán)保等原因,以及俄羅斯石棉進(jìn)口的沖擊,2003年中國生產(chǎn)石棉33.7萬噸。中國生產(chǎn)的長纖維石棉少,中短纖維石棉多。
【主要應(yīng)用】
世界上所用的石棉95%左右為溫石棉,其纖維可以分裂成極細(xì)的元纖維,具有優(yōu)良的紡絲性能。青石棉和鐵石棉占石棉總消耗量的5%以下,主要用于造船。直閃石石棉是類似滑石的一種石棉,常用作“工業(yè)滑石”。目前石棉制品或含有石棉的制品有近3000種,主要用于機(jī)械傳動、制動以及保溫、防火、隔熱、防腐、隔音、絕緣等方面,其中較為重要的是汽車、化工、電器設(shè)備、建筑業(yè)等制造領(lǐng)域。