蛇紋石石棉:基本信息,組織結構,性質特徵,光學性質,物理化學性質,特徵,表面積研究

蛇紋石石棉又叫溫石棉，它是蛇紋石的變種，屬鎂矽酸鹽礦物。石棉有著很重要的作用，蛇紋石石棉是最重要的石棉礦物。蛇紋石石棉的纖維強度比其他石棉都要好。單根纖維呈白色有絲般光澤，而聚集在一起的蛇紋石石棉一般顯出綠色或淺黃色。蛇紋石石棉的纖維像彈簧那樣螺旋狀捲起來，在電子顯微鏡下可見一個空心管狀的纖維。蛇紋石的纖維長度可超過15厘米。

基本介紹

中文名：蛇紋石石棉
別稱：溫石棉
化學式：Mg6[Si4O10[(OH)8
密度：理論密度為2.56 g/cm3
外觀：八面體組成的雙層型結構的三八面體矽酸鹽礦物
套用：化妝品、醫藥、工業
硬度：2～2.5
顏色：綠色及黃色，也有的為白色

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基本信息

化學組成： Mg6[Si4O10[(OH)8,化學組成近於理想成分,MgO12.09%、SiO230.75%、H2O13.12%；

鑒定特征：有各種的綠色，脂狀光澤，脂滑感或纖維狀的性質；在閉管中加熱，可放出多量的水份，這也是和纖維狀角閃石不同之處。可在鹽酸中分解，產生氧化矽，但無膠凝的現象；根據其顏色、光澤、較小的硬度、纖維狀或塊狀形態以及產狀加以識別。溫石棉與角閃石石棉的區別見角問石；

成因產狀：主要是由超基性岩如橄欖岩或輝石岩等，經過熱液蝕變而形成的；

著名產地：

世界著名的溫石棉產地有加拿大魁北克省(Quebec Canada)等地。

名稱來源： Serpentine一字，是指一種具有像蛇般雲彩的綠色塊狀岩石；

::晶體形態

單晶體極為罕見,集合體呈纖維狀；

::晶體結構

晶系和空間群：單斜晶系，空間群Cm或C2/m；

晶胞參數： a0=5.3Å b0=9.2Å,c0=7.3Å,z=2；

組織結構

紋蛇石石棉{Mg6[Si4O10](OH)8}是由矽氧(SiO2)四面體和氫氧化鎂石[Mg(OH)2]八面體組成的雙層型結構的三八面體矽酸鹽礦物。

由於四面體層和八面體層之間不協調，因此形成三種不同的基本結構，構成三種礦物，即具有平整結構的板狀蛇紋石；具有交替波狀結構的葉蛇紋石；具有捲曲狀圓柱形結構的纖蛇紋石。在自然界纖蛇紋石礦物產出廣泛，而且結晶程度高，可分性能良好；絲狀特徵顯著的纖蛇紋石，為有用的工業礦物。

蛇紋石石棉塊體通常為不同色調的綠色及黃色，也有的為白色。劈分後的絲狀纖維為白色，絲絹光澤；硬度2～2.5；理論密度為2.56 g/cm3，化學成分中類質同象代替，決定實際密度值的大小，Fe、Ti、Mn、Ni等元素取代Mg時，密度偏大，Al、Ti取代Si時，密度偏小，與纖維管心有無充填物也有關係，實際密度為2.426～2.646 g/cm3。

性質特徵

光學性質

蛇紋石石棉的光學性質，折射率Ng為1.534～1.555，Np為1.522～1.549，Ng值隨Fe2O3及FeO含量增多而增大，Np值隨FeO及H2O+含量增多而增大；多色性，Ng為各種色調的綠色，Np為各種色調的黃色；平行消光，正延性為主。

物理化學性質

蛇紋石石棉具有多種物理化學性質，劈分性能優良，能最大限度地劈分為絲狀體，劈分直徑最小為1～2μm。工業利用以比表面積為衡量指標，一般在5～50 m2/g(使用全自動F-Sorb 2400比表面積儀BET方法檢測)。機械強度高，抗張強度值為120～350（單位9.8×106Pa）。

蛇紋石石棉還具有過濾性[透過係數為15%～60%，阻力為0.4×9.8～13.9×9.8Pa]、成膜打漿性、磁性（雙磁化係數為6×10^-6～10×10^-6cm/g）、電動電位（一般e>20mV）等。

特徵

蛇紋石石棉的X射線衍射特徵，有兩條強衍射線，d(002)為0.728～0.740nm和d(004)為0.369～0.366nm；另有四條中強衍射線，d(020)為0.437～0.459nm、d(201)為0.256～0.260nm、d(202)為0.243～0.248nm、d(402)為0.130～0.134nm。溫石棉在自然界產出以2Mc型纖蛇紋石最多，ZORc型正纖蛇紋石少見。

表面積研究

蛇紋石石棉比表面積研究是非常重要的，溫石棉比表面積檢測數據只有採用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的，中國目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測，現在國內也被淘汰了。

目前國內外比表面積測試統一採用多點BET法，國內外製定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎的，比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作，由於樣品吸附能力的不同，有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間，如果測試過程沒有實現完全自動化，那測試人員就時刻都不能離開，並且要高度集中，觀察儀錶盤，操控旋鈕，稍不留神就會導致測試過程的失敗，這會浪費測試人員很多的寶貴時間。

F-Sorb 2400比表面積分析儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器（兼備直接對比法），更重要的F-Sorb 2400比表面積分析儀是迄今為止國內唯一完全自動化智慧型化的比表面積檢測設備，其測試結果與國際一致性很高，穩定性也很好，同時減少人為誤差，提高測試結果精確性。

套用與開發

套用範圍

1、化妝品級滑石粉：用於各種潤膚粉、美容粉、爽身粉等。

2、醫藥食品級滑石粉：用於醫藥片劑、糖衣、中藥方劑、食品添加劑、隔離劑等。

3、工業套用：用於塗料、油漆、造紙、塑膠、橡膠、電纜、陶瓷、防水材料等生產領域。

開發

纖蛇紋石其天然的一維納米管結構具有許多獨特的優良性能，極好的抗張強度、柔韌性、密封性等，用在摩阻材料、密封材料上可與合成的碳納米管相媲美；良好的熱穩定性及低導熱率又使之成為納米碳管所不具備的優質隔熱材料；高電阻率使其在絕緣材料上有良好的套用；巨大的比表面積和表面化學活性還是潛在的處理污染的環保材料，同時也為增強纖維緊固效應和表面改性提供了可能。

此外，天然產出的蛇紋石石棉其低成本也是投資成本高、價格昂貴的人工合成材料無法比擬的。然而，目前有關纖蛇紋石納米管的結構特徵及性能的研究還很少。研究及合理套用其納米管的性能並進行無害化改性，以發揮這種儲量豐富、性能優異成本低廉的天然原料的長處，對於納米材料的發展具有十分現實的意義。

安全問題

2009年4月2日，保寧製藥和Babyra等著名嬰幼兒用品製造企業所生產的嬰幼兒爽身粉中，被發現含有1級致癌物質石棉。這涉及了中國市場上非常有名的進口產品德國NUK嬰兒爽身粉。根據中國衛生行政部門關於化妝品的有關規定，石棉為化妝品中的禁用物質。德國NUK在中國屬於知名嬰幼兒品牌，占有很大的市場份額。德國NUK中國總代理蘇州德寶嬰童用品有限公司有關人員說，NUK嬰兒爽身粉是全進口產品，且從原料到灌裝都在韓國，該負責人證實，NUK旗下只有一種爽身粉，配方全球統一。

有關部門分析並推測，嬰幼兒爽身粉檢測出石棉是由於原料滑石。滑石是礦物質中的一種，它與含有石棉成分的蛇紋岩共同埋藏在地下，因此，推論在自然狀態下，滑石常常含有石棉成分。

蛇紋石石棉