Вермикулит представляет собой водный слоистый силикатный минерал , который при нагревании значительно расширяется. Отшелушивание происходит при достаточном нагревании минерала; коммерческие печи обычно могут производить такой эффект. Вермикулит образуется в результате выветривания или гидротермального изменения биотита или флогопита . [3] Крупные коммерческие рудники вермикулита существуют в США , России , Южной Африке , Китае и Бразилии .
Вермикулит был впервые описан в 1824 году в Миллбери, штат Массачусетс . Его название происходит от латинского vermculare , «разводить червей», из-за того, как он отслаивается при нагревании. [5] [3]
Обычно он возникает как продукт изменения при контакте между кислыми и основными или ультраосновными породами, такими как пироксениты и дуниты . Он также встречается в карбонатитах и метаморфизованных богатых магнием известняках . К сопутствующим минеральным фазам относятся: корунд , апатит , серпентин и тальк . Встречается с прослоями хлорита , биотита и флогопита. [2]
Вермикулит представляет собой глину в соотношении 2:1 , то есть на каждый октаэдрический лист приходится два тетраэдрических листа . Это глина ограниченного расширения со средней способностью к усадке и набуханию . Вермикулит имеет высокую катионообменную емкость (ЕКО) - 100–150 мэкв /100 г. Вермикулитовые глины представляют собой выветренную слюду , в которой ионы калия между молекулярными слоями заменены ионами магния и железа .
Этот процесс включает в себя смешивание вспученного вермикулита с неорганическими связующими веществами, такими как силикат натрия , цемент (определенные количества) и другими соединениями, например, содержащими калий, [ необходимы разъяснения ] для получения «влажной земли». Затем этот материал гидравлически прессуют в форме, а затем термоотверждают при температуре до 180 °C в течение 24 часов, в зависимости от толщины отливаемой детали. Такие детали выдерживают рабочую температуру до 1150 °C и часто используются в алюминиевой промышленности в качестве дополнительной изоляции за углеродным катодом в электролизерах, содержащих расплавленную смесь криолита и оксида алюминия. Погонажные профили и плиты используются в:
В суспензию силиката кальция добавляют вспученный вермикулит . Затем его обезвоживают путем прессования или с помощью одного из процессов Фурдринера/Маньяни/Хатчека для формирования плоской плиты, которую затем подвергают термоотверждению под давлением (обычно 10–15 бар) в течение периода до 24 часов.
Более мелкие сорта вспученного вермикулита используются в тормозных накладках, главным образом, для автомобильного рынка. Свойства вермикулита, которые делают его подходящим выбором для использования в тормозных накладках, включают его термостойкость, простоту добавления к другому сырью для достижения однородной смеси, а также его форму и характеристики поверхности. [ нужна цитата ]
Вспученный вермикулит (обычно более мелкие сорта) можно добавлять на месте к портландцементу и другим заполнителям, реологическим добавкам и воде для получения легких и изолирующих бетонных стяжек крыш и полов. Во многих случаях стяжки крыши на основе вермикулита используются в сочетании с другими изоляционными материалами, такими как полистироловая плита, для формирования целостной кровельной системы. Битумное вяжущее также можно использовать с вспученным вермикулитом для получения сухой, легкой стяжки крыши , преимуществами которой являются низкая теплопроводность, низкое содержание влаги и простота укладки (путем заливки из мешка и последующего утрамбования). [ нужна цитата ]
Вспученный вермикулит сочетается с другими материалами, такими как торф или компостированная сосновая кора, для получения беспочвенной питательной среды для профессионального садовода и домашнего садовода. Эти смеси способствуют более быстрому росту корней и быстрому закреплению молодых корней. Смесь помогает удерживать воздух, питание растений и влагу, высвобождая их по мере необходимости растения. [6] Эти миксы были впервые предложены Будли и Шелдрейком. Вспученный вермикулит также используется в качестве питательной среды для гидропоники. [ нужна цитата ]
Вермикулит отдельно или в смеси с почвой или торфом используют для проращивания семян ; полива требуется очень мало. Когда вермикулит используется отдельно, рассаду следует подкармливать слабым раствором удобрения, когда появляются первые настоящие листья, например, одной чайной ложкой растворимого удобрения 5-10-5 на галлон воды, постепенно увеличивая до одной столовой ложки (соотношение 1:256). при пересадке. [7]
Насыпьте вермикулит вокруг луковиц, помещенных в контейнер. Если выкопаны комки, дайте высохнуть в течение нескольких часов на солнце, а затем поместите в картонные коробки или корзины и покройте вермикулитом. Поглощающая способность вермикулита действует как регулятор, предотвращающий появление плесени и колебания влажности в течение периода хранения. Он не впитывает влагу изнутри хранящихся клубней, но забирает свободную воду снаружи, предотвращая гниение при хранении.
Если родная почва тяжелая или липкая, рекомендуется осторожное смешивание вермикулита в качестве кондиционера почвы — до половины объема почвы. Это создает воздушные каналы и позволяет почвенной смеси дышать. Смешивание вермикулита в цветочных и огородных садах или в горшечных растениях обеспечит необходимый воздух для поддержания активного роста растений. На песчаных почвах добавление вермикулита в почву позволит ей удерживать воду и воздух, необходимые для роста.
Вспученный вермикулит, обработанный водоотталкивающим средством, используется для заполнения пор и полостей каменной кладки и полых блоков для повышения огнестойкости (например, конструкции стен и перегородок в лабораториях Underwriters Laboratories), теплоизоляции и акустических характеристик. Вспученный вермикулит также использовался в качестве теплоизоляции на чердаках и стенах домов, а также в водонагревателях, пожарных сейфах, печах, печах и холодильниках. [8]
Вспученный вермикулит можно комбинировать с цементами с высоким содержанием глинозема (также известными как алюминат кальция ) и другими заполнителями, такими как вспученный сланец , глина , сланец или силикат натрия, для получения огнеупорных/изоляционных бетонов и строительных растворов. На заре использования эти продукты фасовались партиями на месте установки или очень близко к нему. В некоторых ограниченных обстоятельствах это продолжает иметь место; однако все больше и больше используются готовые фирменные смеси. Смеси, содержащие вермикулит, используются в областях, где прочность и устойчивость к коррозии/истиранию имеют второстепенное значение, причем наиболее важным фактором являются изоляционные характеристики огнеупорной футеровки . Эти смеси используются в таких отраслях, как производство железа и стали, цемента и переработка углеводородов.
В качестве добавки к огнестойким стеновым плитам .
Дисперсии вермикулита обычно представляют собой либо химически, либо физически очень мелкорасслоенный вермикулит в жидкой среде. Эти дисперсии можно использовать для изготовления листов вермикулита «бумаги», выливая их на кусок гладкого пластика с низкой поверхностной энергией и давая ему высохнуть. Полученный лист затем можно отделить от пластика. Типичное конечное применение вермикулитовых дисперсий включает в себя включение в высокотемпературные покрытия или связующие для строительных материалов, прокладки, специальную бумагу/текстиль, устойчивые к окислению покрытия на композитах на основе углерода, а также в качестве барьерных покрытий для пленок.
Очистка отходов: емкость катионного обмена (до 1000 миллиэквивалентов на кг) вермикулита позволяет использовать его в процессах очистки сточных вод, химической обработке и контроле загрязнения воздуха в шахтах и газов в промышленных процессах. Помимо своих ионообменных свойств, вспученный вермикулит способен удерживать жидкость внутри межламинарных пустот отдельных частиц, а также между самими частицами.
В 2014 году Южная Африка, Бразилия, США и Китай были ведущими производителями добытого, концентрированного и невспученного вермикулита с мировой долей около 90%. Производство Южной Африки снижается, а в Бразилии значительно увеличивается.
В то время как некоторые конечные переработчики и отшелушиватели вермикулита специализируются на запатентованной продукции, продаваемой в самых разных отраслях, некоторые имеют более разнообразную конечную продукцию с менее строгими техническими требованиями. Некоторые вермикулитовые отшелушивающие средства также смешиваются с более дешевым перлитом . У производителей вермикулита есть международная торговая ассоциация под названием The Vermiculite Association, которая представляет интересы отрасли и обменивается информацией.
Хотя не весь вермикулит содержит асбест , до начала 1990-х годов некоторые изделия производились из вермикулита, содержащего асбест. [9] Вермикулитовые рудники по всему миру теперь регулярно проверяются на наличие асбеста, и предполагается, что они продают продукцию, не содержащую асбеста. Бывшая вермикулитовая шахта в Либби, штат Монтана , действительно содержала тремолитовый асбест, а также винчит и рихтерит (оба волокнистые амфиболы ) — фактически, он образовался под землей в результате тех же геологических процессов, что и загрязняющие вещества.
Чистый вермикулит не содержит асбеста и не токсичен. Нечистый вермикулит может содержать, кроме асбеста, также незначительные количества диопсида или остатки минералов-предшественников биотита или флогопита .
Самая большая и старая вермикулитовая шахта в Соединенных Штатах была открыта в 1920-х годах в Либби, штат Монтана , и вермикулит продавался под коммерческим названием Зонолит. Торговая марка Zonolite и рудник были приобретены компанией WR Grace and Company в 1963 году. Добыча полезных ископаемых на участке Либби прекратилась в 1990 году из-за загрязнения асбестом. Во время эксплуатации шахта Либби могла производить 80% мировых запасов вермикулита. [10]
По оценкам правительства США, вермикулит использовался в более чем 35 миллионах домов, но не рекомендует его удалять. Тем не менее, дома или постройки, содержащие вермикулит или вермикулитовую изоляцию, построенные до середины 1990-х годов, и особенно те, которые, как известно, содержат марку «Zonolite», могут содержать асбест и, следовательно, могут представлять опасность для здоровья.
В статье, опубликованной в The Salt Lake Tribune 3 декабря 2006 года, сообщалось, что вермикулит и зонолит содержат асбест, что приводит к развитию рака, подобного тем, которые обнаруживаются в случаях, связанных с асбестом. В статье говорилось, что WR Grace and Company и другие скрывали риски для здоровья, связанные с вермикулитом, и что несколько объектов в долине Соленого озера были восстановлены Агентством по охране окружающей среды , когда было обнаружено, что они загрязнены асбестом. WR Grace and Company решительно отвергла эти обвинения. [11]
Месторождение вермикулита на шахте в Либби, штат Монтана, было (и остается) сильно загрязнено асбестом. [12] Многие люди сознательно [13] подвергались воздействию вредной пыли вермикулита, содержащей асбест. К сожалению, рудник работал с 1920-х годов, а экологический и промышленный контроль практически отсутствовал, пока рудник не был приобретен компанией WR Grace and Company в 1963 году. Тем не менее, зная о рисках для здоровья человека, горнодобывающая компания все равно продолжала работать. там до 1990 года. Следовательно, многие из бывших шахтеров и жителей Либби пострадали и продолжают страдать от проблем со здоровьем. Более 400 человек в городе умерли от болезней, связанных с асбестом из-за загрязнения в результате добычи вермикулита на близлежащей горе Зонолит, где было обнаружено, что образцы почвы содержат волокнистый тремолит (известный как очень опасная форма асбеста) и множество других веществ. там, кто изолировал свои дома зонолитом, скончались от заболеваний, связанных с асбестом, большинство из которых никогда не работали в средах, где асбест был проблемой. [14]
После того, как в 1999 году газета Seattle Post Intelligencer опубликовала статью, в которой утверждалось, что в городе распространены заболевания, связанные с асбестом, Агентство по охране окружающей среды в ответ на политическое давление сделало очистку этого места приоритетной задачей и назвало Либби худшим случаем воздействия токсичного вещества на все население. вещество в истории США. [15] [16] Агентство по охране окружающей среды потратило 120 миллионов долларов из Суперфонда на очистку. [16] В октябре 2006 года компания WR Grace and Company попыталась обжаловать штрафы (54,5 миллиона долларов), наложенные на них Агентством по охране окружающей среды, но Верховный суд отклонил апелляцию. [17] Правительство Соединенных Штатов возбудило уголовные обвинения против нескольких бывших руководителей и менеджеров рудника за якобы игнорирование и сокрытие рисков для здоровья сотрудников. [17] Их также обвинили в мошенничестве с использованием электронных средств связи и в препятствовании усилиям правительства по очистке. На момент предъявления обвинения около 1200 жителей района Либби были идентифицированы как страдающие от каких-либо отклонений, связанных с асбестом. [18] Дело закончилось оправдательным приговором 8 мая 2009 года. [19] [20] [21] 17 июня 2009 года Агентство по охране окружающей среды объявило чрезвычайную ситуацию в области общественного здравоохранения в Либби и ее окрестностях, тем самым позволив федеральным агентствам предоставлять финансирование здравоохранению. уход, а также удаление загрязненной изоляции из пострадавших домов. [22]
я называю это Вермикулитом (размножитель червей) от Vermiculor, чтобы разводить или производить червей.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )Растворы для пересадки содержат от 6 до 8 фунтов 5-10-5 в 100 галлонах воды или столовую ложку на галлон.
