Сепиолит , [5] также известный на английском языке под немецким названием пенка ( / ˈ m ɪər ʃ ɔː m / MEER -shawm , /- ʃ əm / -shəm ; немецкий: [ˈmeːɐ̯ʃaʊm] ; означает «морская пена»), мягкий белыйглинистый минерал, часто используемый для изготовлениятабачных трубок(известных какпенковые трубки). Сложныйсиликатмагния , типичнаяхимическая формулакоторого Mg4Si6O15(OH)2· 6H2O, он может присутствовать в волокнистой, мелкодисперсной и твердой формах.
Недавно было показано, что волокнистые глинистые минералы существуют как непрерывная полисоматическая серия, где конечными членами являются сепиолит и палыгорскит. Существует непрерывное изменение химического состава от сепиолита, наиболее магнезиального и триоктаэдрического конечного члена, до палыгорскита, наименее магнезиального, наиболее содержащего Al-Fe, диоктаэдрического конечного члена. [6]
Первоначально названный пенкой Авраамом Готтлобом Вернером в 1788 году, он был назван сепиолитом Эрнстом Фридрихом Глокером в 1847 году по месторождению в Беттолино, Бальдиссеро-Канавезе , провинция Турин , Пьемонт , Италия . Название происходит от греческого sepion (σήπιον), что означает « кость каракатицы » (пористая внутренняя оболочка каракатицы ) , + lithos (λίθος), что означает камень , из-за предполагаемого сходства этого минерала с костью каракатицы. [3] Из-за своей низкой относительной плотности и высокой пористости он может плавать на воде, отсюда его немецкое название. Иногда его находят плавающим в Черном море и он довольно напоминает морскую пену, [7] отсюда немецкое происхождение названия, а также французское название того же вещества, écume de mer . [7]
Сепиолит непрозрачен и имеет грязно-белый, серый или кремовый цвет, ломается с раковистым или мелкоземистым изломом и иногда имеет волокнистую текстуру. [7] Поскольку его можно легко поцарапать ногтем, его твердость оценивается примерно в 2 по шкале Мооса . [7] Удельный вес варьируется от 0,988 до 1,279, но пористость минерала может привести к ошибке. Сепиолит представляет собой водный силикат магния [7], имеющий химическую формулу Mg 4 Si 6 O 15 (OH) 2 · 6H 2 O.
Сепиолит можно определить в ручном образце, нанеся на образец каплю насыщенного раствора метилоранжа . Положительный результат теста на сепиолит становится фиолетовым. [8] Это позволяет отличить кальцит от сепиолита в полевых условиях: сепиолит реагирует, изменяя метилоранж на оттенок фиолетового, тогда как кальцит остается оранжевым. [9] [10]
При первой добыче сепиолит мягкий. Однако он затвердевает под воздействием солнечного тепла или при сушке в теплом помещении. [7] Сепиолит можно отличить от кремнезема или кальцит-цементированного материала по гашению: кальцит-цементированный материал гасится в кислоте, а кремнезем-цементированный материал гасится в щелочи или чередующейся кислоте/щелочи. [10] Сепиолит-цементированный материал был назван «сепиокритом» [10] [11], поскольку термины «калькрет», «силкрет» или «феррикрит» используются для обозначения материалов, сцементированных кальцитом, кремнеземом или железом. Почвы, содержащие значительное количество сепиолита, можно более уместно назвать «сепиолитовыми» или «петросепиолитовыми» в зависимости от степени цементации. [10]
Стабилизация суспензий наносепиолита была улучшена с помощью механического диспергирования и биооснованных и синтетических полиэлектролитов. [12] Поверхностная энергия и наношероховатость были изучены в двух образцах сепиолита. [13]
С точки зрения его использования в качестве абсорбента, основной страной-производителем является Испания . Испанские месторождения составляют около половины мировых запасов этого минерала. Наиболее важные месторождения, которые в настоящее время разрабатываются, расположены в провинциях Мадрид , Толедо и Сарагоса . [14] Наиболее известные месторождения материала, используемого для изготовления труб и декоративных предметов (пеноматериал), добываются в основном на равнине Эскишехир в Турции , между Стамбулом и Анкарой . Он встречается там в нерегулярных узловатых массах, в аллювиальных отложениях, которые широко разрабатываются для его добычи. Говорят, что в этом районе есть 4000 шахт, ведущих к горизонтальным галереям для добычи сепиолита. [7] Основные разработки находятся в Сепетчи Оджагы и Кемикчи Оджагы, примерно в 20 милях к юго-востоку от Эскишехира . [7] Минерал связан с магнезитом ( карбонатом магния ), первичным источником обоих минералов является серпентин . [7]
Сепиолит также встречается, хотя и в меньших количествах, в Греции , например, в Фивах , и на островах Эвбея и Самос . [7] Он также встречается в серпентине в Хрубшице около Кромау в Моравии . Кроме того, сепиолит встречается в ограниченном количестве в некоторых местах во Франции и известен в Марокко . [7] В Соединенных Штатах он встречается в серпентине в Пенсильвании (например, в Ноттингеме, округе Честер), а также в Южной Каролине и Юте . [7] В Сомали его добывают в районе Эль-Буур . [15]
Сепиолит встречается как вторичный минерал, связанный с серпентином . Он может встречаться в виде осадка в засушливых условиях. Он может быть связан с доломитом и опалом . [2] [4]
Благодаря своей волокнистой минеральной природе, сепиолитовые жилы могут содержать опасный материал асбест ; однако, это касается только очень редкой формы сепиолита, поскольку они образуются в совершенно разных условиях. [16] Даже там, где асбест отсутствует, сепиолит часто ошибочно принимают за него. Тщательные аналитические методы, такие как рентгеновская дифракция (XRD), позволяют легко различить их. [16]
Резные турецкие изделия из пенки традиционно изготавливались в таких производственных центрах, как Вена . Однако с 1970-х годов Турция запретила экспорт пенковых узелков, пытаясь создать местную индустрию пенки. Поэтому некогда известные производители исчезли, и европейские производители трубок обратились к другим источникам для своих трубок.
В районе Великих африканских озер крупные залежи пенки были обнаружены в Танганьике . Основное месторождение находится в бассейне Амбосели , окружающем озеро Амбосели. Пенка из Танганьики обычно окрашена в оттенки коричневого, черного и желтого цветов и считается несколько хуже пенки из Турции. Сырье в основном добывалось корпорацией Tanganyika Meerschaum Corporation, и бесчисленное количество трубочников по всему миру снабжались пенкой из Амбосели.
Значительные количества сепиолита встречаются в почвах засушливого запада Южной Африки. [17] Существует географическое различие от почв, содержащих сепиолит, на побережье до почв, содержащих палыгорскит, в глубине страны, что отражает континуум состава сепиолит-палыгорскит от сепиолита, наиболее магнезиального и триоктаэдрического конечного члена на побережье, до палыгорскита, наименее магнезиального конечного члена в самой дальней глубине страны. [6] [17] Существует много примеров сцементированных слоев сепиолита. [9] [10] [18] Положительный эффект окружающей среды в засушливом регионе заключается в том, что сепиолит увеличивает доступную для растений воду в песчаных почвах. [19] Отрицательный эффект заключается в том, что сцементированный сепиолит вызывает значительные геотехнические и геометаллургические трудности при извлечении тяжелых минералов из песков, богатых сепиолитом. [18]
Пенка иногда использовалась в качестве замены мыльного камня , валяльной земли и в качестве строительного материала; но в основном ее используют для изготовления курительных трубок и мундштуков для сигарет . [7] Первое зарегистрированное использование пенки для изготовления трубок было около 1723 года, и она быстро стала цениться как идеальный материал для обеспечения прохладного, сухого, ароматного дыма. Пористая природа пенки втягивает влагу и табачную смолу в камень. Пенка стала превосходной заменой глиняным трубкам того времени и остается ценимой по сей день, хотя с середины 1800-х годов бриарные трубки стали наиболее распространенными трубками для курения .
При курении пенковые трубки постепенно меняют цвет, а старые пенковые трубки приобретают постепенно оттенки желтого, оранжевого, красного и янтарного от основания вверх. При подготовке к использованию в качестве трубки естественные узелки сначала соскабливаются, чтобы удалить красную землистую матрицу, затем высушиваются, снова соскабливаются и полируются воском . [7] Грубо сформированные массы, подготовленные таким образом, обтачиваются и вырезаются , сглаживаются стеклянной бумагой , нагреваются в воске или стеарине и, наконец, полируются костяной золой и т. д. [7]
Сепиолит известен в промышленности своими водоудерживающими и сорбционными способностями. Он является распространенным ингредиентом в наполнителях для кошачьих туалетов и в сельскохозяйственных целях, таких как покрытие семян. [20] Сепиолит увеличивает доступную для растений воду в песчаной почве. [19]
В Сомали и Джибути сепиолит используется для изготовления дабкаада , традиционной курильницы . Минерал добывают в городе Эль-Буур , который является центром карьерной добычи . Эль-Буур также является местом зарождения местной индустрии изготовления трубок. [21]
Имитации изготавливаются из гипса, обработанного парафином и окрашенного двумя типами цветных древесных смол: гамборджем и драконовой кровью. [7] [22] Говорят, что в других методах имитации используется картофель.
Мягкий, белый, землистый минерал из Лонгбаншюттана , в Вермланде , Швеция , известный как афродит ( по-гречески : морская пена ), тесно связан с сепиолитом. [7] [23]
В строительстве сепиолит может использоваться в известковых растворах в качестве водохранилища. [24]
Процессы бактериальной трансформации, основанные на эффекте Йошиды, могут использовать сепиолит в качестве игольчатого нановолокна . [25] Эффект Йошиды заключается в переносе ДНК в бактериальную клетку с использованием минерального волокна толщиной в несколько миллиардных долей метра, по сути, используя волокно как инструмент для физического переноса генетического материала. [25]
