石棉矿特征.doc

石棉是天然纤维状矿物的集合体，可劈分成细而柔韧的纤维。按成分、结构的差异一般将石棉分为温石棉（也称蛇纹石石棉）、角闪石石棉（碱性角闪石石棉也统称蓝石棉）、水镁石石棉等。其中温石棉产量最大，分布最广，占总产量98%以上；角闪石石棉、水镁石石棉产量小。本章重点介绍温石棉矿物原料。
由于温石棉具有多种物理、化学特性，决定了它在工业利用方面的多功能及广阔的应用领域。用温石棉生产的石棉制品达数千种，广泛用于建筑、机械、石油、化工、冶金、电力、交通及军工等现代工业中。随着工业的发展，温石棉的应用领域不断拓宽，它与金属、陶瓷纤维、石墨、玻璃纤维等制成各种复合材料，已用来制造航天器的部件。目前由于环境保护的要求，因此世界各国都在研究石棉的代用品。但由于技术、经济上的制约，国内外尚未过关，预计短期内不会有重大突破，因而石棉矿产仍在国民经济建设中占有重要位置。
一、 矿物原料特点

“温石棉”为蛇纹石石棉的统称。
蛇纹石{Mg6［Si4O10］(OH)8}是由硅氧(SiO2)四面体和氢氧化镁石［Mg(OH)2］八面体组成的双层型结构的三八面体硅酸盐矿物。由于四面体层和八面体层之间不协调，因此形成三种不同的基本结构，构成三种矿物，即具有平整结构的板状蛇纹石；具有交替波状结构的叶蛇纹石；具有卷曲状圆柱形结构的纤蛇纹石。在自然界纤蛇纹石矿物产出广泛，而且结晶程度高，可分性能良好；丝状特征显著的纤蛇纹石，为有用的工业矿物，也可称为纤蛇纹石石棉。
温石棉块体通常为不同色调的绿色及黄色，也有的为白色。劈分后的丝状纤维为白色，丝绢光泽；硬度2～2.5；理论密度为2.56 g/cm3，化学成分中类质同象代替，决定实际密度值的大小，Fe、Ti、Mn、Ni等元素取代Mg时，密度偏大，Al、Ti取代Si时，密度偏小，与纤维管心有无充填物也有关系，实际密度为2.426～2.646 g/cm3。
温石棉的光学性质，折射率Ng为1.534～1.555，Np为1.522～1.549，Ng值随Fe2O3及FeO含量增多而增大，Np值随FeO及H2O+含量增多而增大；多色性，Ng为各种色调的绿色，Np为各种色调的黄色；平行消光，正延性为主。
温石棉的X射线衍射特征，有两条强衍射线，d(002)为0.728～0.740nm和d(004)为0.369～0.366nm；另有四条中强衍射线，d(020)为0.437～0.459nm、d(201)为0.256～0.260nm、d(202)为0.243～0.248nm、d(402)为0.130～0.134nm。温石棉在自然界产出以2Mc型纤蛇纹石最多，ZORc型正纤蛇纹石少见。
温石棉的热效应，在670～730℃区间出现深而大的放热效应（吸热谷或脱羟谷）；815～830℃区间出现矮而窄的放热效应（热放峰），原矿物结构被彻底破坏，形成新的物相，即镁橄榄石和顽辉石的混合相。
温石棉的红外光谱，不同结晶程度的温石棉，主要表现在1 100～950cm-1三个方向的Si—O伸缩振动带及3 700～3 600cm-1羟基吸收振动的差别。
温石棉的电子显微像多为空心管状，其内径一般为6～8nm，外径为20～50nm。
温石棉的理论化学成分：SiO2 43.36%、MgO 43.64%、H2O+13%。一般含有Fe2O3、FeO、TiO2、Al2O3、MnO、CaO、K2O、Na2O、Cr2O3、V2O5、NiO、F－、Cl等杂质。表明混有磁铁矿、方解石、白云石、菱镁矿、水滑石、石英、水镁石、铬尖晶石等杂质矿物或元素的类质同象取代。
温石棉具有多种物理化学性质，劈分性能优良，能最大限度地劈分为丝状体，劈分直径最小为1～2μm。工业利用以比表面积为衡量指标，一般在5～50 m2/g。机械强度高，抗张强度值为120～350（单位9.8×106Pa）。
其中：高强度纤维大于350，正常强度纤维小于350、大于250，中等强度纤维小于250、大于150，低强度纤维小于150。温石棉纤维强度优于角闪石类石棉及人造碳纤维，与硼纤维和玻璃纤维接近。耐热性能良好，工业利用温度可达500℃（热失重率小于1%）。温石棉耐碱腐蚀性强，碱蚀量为0.46%～0.74%，耐酸腐蚀性差，不如角闪石石棉，酸蚀量一般为55%～58%。隔热性能和导热性能好，导热系数一般为0.121～0.227W/（m·K）。电绝缘性良好，电阻率ρ一般为0.6×108～4×108Ω·cm。
温石棉纤维还具有过滤性［透过系数为15%～60%，阻力为0.4×9．8～13.9×9.8Pa］、成膜打浆性、磁性（双磁化系数为6×10－６～10×10-6cm/g）、电动电位（一般e＞20mV）等。
中国部分产地温石棉的化学成分见表4.16.1，温石棉的物理化学性能见表4.16.2。
中国蓝石棉根据成分、结构、光性、密度，基本属于镁钠闪石石棉，可以细分为镁钠闪石石棉（是中国最主要的蓝石棉矿种）；富亚铁的镁钠闪石石棉；含钙的镁钠闪石石棉。中国蓝石棉的外观呈灰蓝色或蓝灰色，含钙高呈带蓝的灰白或黄白色。主要为块状、束状集合体，强的丝绢光泽，劈分性好，密度2.87～3.21g/cm3，负延性，Ng为1.632～1.687。耐酸性强，一般酸蚀量为0.8%～7%，碱蚀量为3%～4%，具有特殊的过滤性能，尤其是蓝石棉中的镁钠闪石石棉和镁钠铁闪石石棉是净化有毒气体唯一的天然纤维材料，对于滤除穿透能力最强粒径为0.1～1μm有毒粒子十分有效。因而许多国家都用蓝石棉作为过滤有毒气体的材料，获得良好效果。
蓝石棉制成的空气过滤纸除了用来制造军事过滤器外，还广泛用于半导体、集成电路、精密机械、光学器材、感光材料、制药工业和化工工业所必需的气体、液体净化材料。蓝石棉因用途特殊，应用广泛，是重要的战略矿产之一。
石棉矿物的分类见表4.16.3。
表4.16.1中国部分产地温石棉的化学成分

表4.16.2 中国部分产地温石棉的物理化学性能

表4.16.3石棉矿物类型及典型特征

二、 用途与技术经济指标

(1) 用途 温石棉由于具有耐摩擦、耐热、抗腐蚀、隔音和质轻等特征而有广泛的用途，随着科学技术的发展，石棉的用途不断扩大，不同种类和级别的温石棉有特殊的用途(见表4.16.4所示)。
(2) 技术经济指标 1993年以前在中国石棉地质勘探工作中，根据石棉纤维的长度将石棉纤维分为8个品级（称为地质分级，旧标准）见表4.16.5。1993年12月实施的《温石棉矿地质勘探规范》中，要求今后地质勘探石棉纤维分级与工业分级要求一致，按中华人民共和国国家标准GB8071-87《温石棉》执行。
表4.16.4 温石棉的主要用途

表4.16.5温石棉纤维长度地质分级（旧标准）

表4.16.6温石棉纤维长度分级标准及纤维组成

表4.16.7手选石棉质量指标

表4.16.8机选石棉质量指标

中华人民共和国国家标准GB8071-87《温石棉》中，温石棉纤维的工业分级分为手选棉1、2级,机选棉3、4、5、6级(见表4.16.6)。手选和机选石棉质量指标见表4.16.7、表4.16.8。
三、 矿 业 简 史

中国石棉开发历史悠久，是世界上最早利用石棉的国家之一，在古书记载中，石棉被称为“不灰木”、“石绒”、“石麻”。以石棉纤维织成布称“火烷”或“火毳”。早在晋朝时代，王弼（公元226～249年）等著作的《列子》卷五中就记载有周穆王（公元前1001～公元前947年）大征西戎，西戎献锟之剑，火浣之布，浣必投于火，布则火色，垢则布色，出火而振之，皓然疑雪。可见早在2 000多年前，中国已有利用石棉的纺织性及耐火性织成火烷之布。到元代（公元1206～1136年）石棉已有少量开采。
公元1913年，辽宁金州小株山石棉开始开采，长期以来中国石棉矿业落后，至1949年，只有辽宁金州、河北涞源、四川新康3个矿生产，当年生产石棉仅550t。石棉矿正规地质工作是在1949年中华人民共和国成立后才得到迅速发展的。到1996年底已探明矿产地45处，探明储量为9 061万t。
自1949年以来，中国石棉矿业经历了由小到大的发展过程，生产方式由原来土法生产到目前机械化、半机械化生产。石棉产量经历了从50年代初到1960年的高速发展阶段（年增长率为43%），60～70年代的快速增长阶段（年增长率约为13%）和80年代及以后的稳定发展阶段(年增长率为3.8%）。1996年全国石棉产量44.17万t。
迄今为止，中国石棉制品已达3 000多种，石棉已成为现代工业不可缺少的矿物原料，基本满足了各工业部门的需要。但由于：资源地理分布不均衡；探明储量中短纤维石棉比重较大，矿山开采资源浪费也大；石棉制品中纺织、摩擦、绝缘制品均需消费中长纤维，以消费短纤维为主的水泥制品不仅品种少，而且产量也低；选矿回收率不高；石棉制品质量欠佳等都影响石棉矿产的合理开发利用。上述问题应加以改进，以促进石棉工业更进一步发展。

石棉

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石棉矿的资源特点
2006-3-13 10:30:49 中国选矿技术网 浏览 905 次 收藏 我来说两句
中国温石棉矿床主要以富镁超基性岩型为主，储量占总储量99.6%，富镁碳酸盐岩型仅占总储量0.36%，水镁石石棉与纤蛇纹石石棉共生不单独计算储量，估计约占总量1%。按旧的地质分级标准统计，矿石品位（含棉率）一般4%～5%左右，石棉纤维以Ⅳ—Ⅶ级短纤维为主，中长纤维少。Ⅲ级以上纤维（纤维长度大于9mm）仅占总储量的10.5%。如著名的四川石棉矿Ⅲ级以上纤维占全矿区总储量的11.36%，Ⅵ—Ⅶ级占64.9%，其中Ⅶ级占23.65%。青海茫崖石棉矿，Ⅲ级以上石棉占全矿区总储量的5.4%，而Ⅵ—Ⅶ级占69.2%，其中Ⅶ级占42.07%。值得注意的是祁连小八宝矿山所产石棉，几乎全为短纤维，VI—VII级占全矿区总储量的94.25%，AA—II级仅占1.44%，但所有纤维都具有湿纺性能，纤维柔软，劈分性好，结晶度好，化学成分接近理论值，其中Fe3+代替八面体的Mg很少。杂质少，即或有杂质志存在也易与纤维分开。而四川、新康石棉，不仅杂质多，而且顾在形式复杂，与纤维交错粘结不易解离，使纤维成浆十分困难。茫崖石棉纤维虽外观和结晶度与祁连棉十分相似，但由于茫崖棉成为中有较多的Fe3+代替八面体中的Mg使石棉管壁增厚，纤维变硬、变脆，又被共生杂质粘结，分散困难，因此茫崖棉也不能为湿纺工业利用。不过茫崖棉结晶好，强度高，应用也很广泛。涞源棉呈针状是水泥制品的良好矿物原料。中国石棉矿床品位较高，一般超基性岩型比碳酸盐岩型所产石棉的品位富。
在保有的45处矿产地中，按全国矿产储量委员会《温石棉地质勘探规范》石棉矿床规模标准划分：属大型矿床有6个，属中型矿床有7个，其余小型矿床。

温石棉通常为单一矿产，极少数矿山与水镁石石棉共生形成水镁石-纤蛇纹石石棉矿床，如四川石棉矿、陕西大安矿。除此之外，共、伴生矿产有：滑石、菱镁矿、海泡石、硅灰石、透闪石蛇纹岩、大理岩、白云岩、钠长岩及宝（玉）石、铬铁矿等以及铂、钯、镍等金属元素，中国石棉矿山中的共伴生的矿产多未形成规模，地质勘查中对其综合评价工作也不够，尚达不到综合利用的程度。
石棉性能
发布时间：2011-06-18|浏览：251|评论：0|评分：
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请说一下石棉的性能，石棉的的应用。
还有石棉套管的作用。
步骤/方法
石 棉 简 介
一、矿产名称：石棉(Asbestos或Asbestus)

二、矿床类型及其分部
1、石棉矿床成因类型
蛇纹石石棉矿床成因类型
Ⅰ镁质超基性岩蚀变类
1）大气降水热液蚀变型：控制围岩为前震旦纪的地慢岩部分熔融残余体，大气降水热液在扭性及压扭性裂隙中伴随构造扭动方向结晶生长石棉纤维。棉脉为纵纤维网状组合，盛产长纤维，品位低，矿床规模可达大型。典型矿床在四川石棉、陕西大安和略阳石棉矿。
2）混合岩化热液蚀变型：控矿围岩为早元古代胶东群中绿岩带之橄榄质岩。由混合岩化热液成矿。棉脉为横纤维平行脉组合，纤维短品位高，矿床规模多为小型。典型矿床有山东日照石棉矿。
3）地下水混合热液蚀变型：控矿围岩为蛇绿岩套中超镁铁质岩石，地下水混合热液在张扭性裂隙中充填成矿。棉脉为横纤维网状及单独脉为主，另有平行脉、环状脉，纤维中长、品位高，矿床规模可达大型。典型矿床有青海茫崖石棉矿。
4）自岩浆期后热液蚀变型：控矿围岩为蛇绿岩套中的超镁铁质岩石，超基性岩期后气液充填各种破裂生成细小棉脉，棉脉为横纤维不规则网状、枝状及帚状为主，另有平行脉、眼球状及环状，纤维短，品位高，矿床规模可达中型。典型矿床是青海祁连小八宝石棉。
Ⅱ镁质碳酸盐岩蚀变类
1)岩浆期后热液蚀变型：控矿围岩为震旦系厚层及条带状白云质石灰岩，晚侏罗世辉绿岩沿白云质石灰岩顺层浸入，岩浆期后热液沿层间裂隙活动，交代围岩生成石棉脉。棉脉为横纤维平行脉组合，纤维中长，品位较高，矿床规模可达中型。典型矿床有辽宁金州、朝阳等石棉矿。
2）接触交代温矽卡岩热液蚀变型：控矿围岩为震旦系含燧石条带白云岩，燕山期花岗岩与白云岩接触部位生成镁矽卡岩，在温矽卡岩阶段提供热液沿层间裂隙充填交代生成石棉。棉脉为横纤维平行脉组合，少数环状脉，纤维中长，品位较高，矿床规模可达中型。典型矿床有河北涞源，四川南江石棉矿。
3）混合岩化蚀变型：控矿围岩为前震旦系白云质大理岩，为混合岩化残余体，混合岩化热液沿层间裂隙及构造破碎带活动，热液中高含Mg、Fe、SiO2、（OH），交代岩层形成蛇纹岩。在裂隙中形成石棉，棉脉为横纤维平行脉组合，亦有网状及分枝状，纤维中长，品位较高，矿床规模多为小型。典型矿床有吉林集安，山西吕梁，内蒙武川，察右中旗。
2、石棉矿床工业类型 向上
目前工业开发的石棉矿床，95%以上为超基性岩型和镁质碳酸盐型的纤维蛇纹石石棉矿床，也称为温石棉矿。少数矿床储存于当地侵蚀基准面以下，多数储存于山腰和山顶，走向长一般为0.3-6km，倾斜宽一般为0.2-1.5km，矿体厚度一般为薄一中厚一厚矿体。
3、石棉矿床分布 向上
全国18个省、市、自治区都有石棉产出，共有矿点600多处。已探明储量仅次于加拿大和独联体。中国石棉储量主要集中分布在西北和西南地区，其中以四川、青海、陕西为主，三省石棉储量占总储量的94.14%，其中西北地区占62%，东北、华北地区石棉储量不大，中南、华南地区矿点很少。中国石棉矿床类型齐全，以蛇纹石石棉矿床为主，角闪石石棉矿床较少。在蛇纹石石棉矿床中，镁质超基性岩蚀变类石棉矿床主要分布在四川、青海、陕西、新疆、甘肃等地，矿床规模大，主要有四川石棉县和新康、青海茫崖，陕西大安等是中国石棉的主要产区。镁质碳酸盐岩蚀变类石棉矿床主要分布在辽宁、河北、山西、内蒙古等地，主要有辽宁全州和朝阳，河北涞源、山西方山等。在角闪石石棉矿床中具有较大工业意义的是蓝石棉矿床，主要分布在豫鄂陕地区、川填地区和冀豫地区，透闪石石棉矿床以产于四川西部的矿床规模较大。

从公元初年起，大秦人与中国人就已经知道了石棉的神奇性能。汉朝人认为，石棉是一种大秦的产品，这种看法是完全正确的。因为罗马人非常熟悉这种矿物质，而且他们还知道石棉来自岩石。阿波罗钮斯o底斯科路斯对石棉餐巾的描述如下：当这些餐巾被弄脏时，去除污垢的办法不是放进水中洗涤，而是点燃树枝，将脏餐巾放在火上，这样餐巾上的污垢就会被清除，而从火里取出的餐巾布就会变得鲜亮而纯净。

据说在二世纪时，在中国也发生这样一次普普通通，但又带有些炫耀味道的展示。当时有人故意将自己的石棉袍子弄脏，然后怒气冲冲的将袍子郑进火里，结果拿出来却鲜亮如初。这些轶闻掌故使石棉的汉文很容易被人理解--它的汉文名称将叫做"火烷布"。但是石棉又有另一种名称叫"火毛"，这个名称表明了关于石棉布的来源的另一种（捏造出来的）说法，在古希腊的东部地区，有时认为石棉就象棉花一样，是来源植物的一种东西，但是直到六世纪时，在中国人中间和六世纪以后在阿拉伯人中间，最流行的一种说法是：石棉就是火鼠的皮（有时也说"凤凰皮"），这种皮可以用火来除污翻新。750年（天宝九载）波斯象唐朝贡献"火毛绣球筵"，其实就是（根据文献宝中的表述）一块用火鼠毛制成的毛毯。根据同一时期的一首诗歌中的两句诗来看，石棉有时还被用来制作衣服。这首诗描述了一位豪富贵族的服装：
火烷单衣绣衣领, 茱萸锦带玉盘囊。

石棉与岭南似乎有一种很特别的关系。这很可能是因为进口的石棉布就掌握在岭南人得手里。元稹（八世纪）在一首反映岭南地区的诗歌中，描写了类似西米、榄香等典型的岭南特产，其中还有火烷布。诗中说：
火布垢尘须火烧, 木绵温软当绵衣。

向上

石棉是一种矿物纤维，也称石棉，很早就用于织布。中国周代已能用石棉纤维制作织物，因沾污后经火烧即洁白如新，固有火浣布或火烷布之称。石棉主要产地有加拿大、中国、苏联等，其中加拿大产量最多。早期的石棉制品用于灯芯和火葬布等。19世纪之后，逐渐应用于工业。

石棉纺纱（asbestos fibre spinning）既是把具有一定可纺性能的石棉纤维纺制成纱的工艺过程。石棉纱可制成石棉布，编结成石棉带、石棉绳等，是工业防火、耐热和过滤用的材料。

石棉的种类繁多，性能差别很大，并非所有石棉纤维都可用做纺纱原料。石棉纺纱应当选用可纺性比较好的纤维作原料，如平均长度在9毫米以上直径为5~50微米的纤维束。太短和太粗硬的纤维难以纺纱，太细的纤维束松解时会断裂成粉末状而无法利用。

石棉纺纱属粗疏系统，工艺流程是：开松→混合→梳理、分条、搓拈→细纱。
开松：进入纺织厂的石棉，大多是经过矿选和轮碾成松解和半松解状态然后紧压成包的纤维。纺纱之前，应开松或进一步松解。石棉纤维的松解是在压碾机上进行的。把石棉纤维通过大碾*之间的碾磨，逐渐松解纤维间的联结力，使纤维变得比较松散，手感也变得柔软。轮碾程度或者轮碾时间要看所用原料性质而定。过分的碾磨会使纤维折断，不利纺纱。一般只要碾磨到没有硬块，纤维比较柔松即可。石棉包的开松方法和开棉相仿，利用开棉机件的扯松或打松作用，把石棉纤维开松成松散状态。
混合：把多种石棉或不同等级的石棉，按规定的比例组成混合材料，使各批原料的综合性能保持稳定少变。此外由于石棉纤维表面光滑，长度较短，比较硬脆容易折断，加工很不方便，所以常常混入一部分棉花或化学纤维，以改善混合原料的可纺性能，增强石棉纱的强力。但这有可能对成品的特性有所影响，如纺制耐高温石棉纱，过多的混用棉花或某些化学纤维，会降低成品的耐热性。
梳理、分条、搓拈：把松散的、混合好的混合原料直接送入罗拉梳理机（见梳理机），将纤维疏松、伸直、混合得更加均匀。梳理过的纤维以纤维网形式送出，由分条装置利用分条皮带将纤维网割成很多窄条，经搓皮板搓拈成具有一定强力的粗纱，绕成粗纱卷，供细纱机应用。在罗拉梳理机上梳针有时握不住比较短而光滑的石棉纤维，以至大量沉针布内，很快塞满针布。这不仅影响梳棉的质量，而且会大量增加落棉，需要经常抄针，甚至使整个梳棉工序无法正常进行。因此罗拉梳理机上风轮的提升作用非常重要，它将沉入到针内的石棉纤维重新提升到针布表面上来，组成纤维网。
细纱：大多采用环锭细纱机，也有采用翼锭细纱机的。牵伸装置一般为假拈器形式，牵伸倍数较低。

石棉属于硅酸盐类矿物，化学成份Mg<SUB>6</SUB>[Si<SUB>4</SUB>O<SUB>10</SUB>][OH]<SUB>8</SUB>，含有氧化镁、铝、钾、铁、硅等成分。多数为白色，也有灰、棕、绿色。纤维状*体。丝绢光泽。硬度2.5－3，比重2.2－2.7。具有耐火、耐碱性能，但溶于盐酸。富挠性。石棉可以分为角闪石石棉和蛇蚊石石棉两类。凡是可以*成纤维并具有一定耐火性和绝缘性的硅酸盐类矿物，都可以称作石棉。<BR><BR>
石棉的外表看起来很像麻，表面带有丝绢一般的光泽。它可以用来搓绳、织布。早在2000多年前，我国就开始用石棉织布。中国古籍称之为“石绒”或“石麻”，用石棉织成的布称为“火浣布”，穿上这种布制的衣服真可以是“入火不焚”。<BR><BR> 质纯、纤维长的石棉可以做防火、隔热的石棉布。把石棉放到烈火中要到700－800°C才开始呈现脆弱现象，1500°C才开始熔解。
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东汉桓帝时，大将军梁冀曾经得到过一件“宝衣”。一天，他穿上这件宝衣，在家中宴请许多朋友喝酒。席间，他假意失手，这件“宝衣“上洒了许多油迹，朋友们见了，都觉得很可惜。梁冀于是把这件宝衣脱下，放到烈火中去烧，说是要“以火浣衣”。朋友们看见，都以为他在开玩笑。谁知过了一会儿，当从烈火中取出“宝衣”给众人看时，不但没被火烧毁，反而油迹没有了，“宝衣”显得更加光彩夺目。梁冀的“宝衣”为什么不怕火烧呢？原来做这件衣服用的原料既不是棉花，也不是蚕丝、兽毛，而是一种石头，这种石头有像棉花一样的纤维，它就是能防火、隔热的石棉。<BR><BR>
短绒状石棉具有防腐、抗酸、绝缘和耐压等特性，可以制作石棉水泥瓦、石棉水泥管、石棉纸、隔音材料、石棉板等，多用于建筑工业和国防尖端技术（飞机、坦克、潜艇、*和火箭等方面）。长绒状石棉多用于现代交通工具、化工和电器设备生产方面。<BR><BR> 我国青海省茫崖、四川省石棉县所产的石棉在数量和质量上都是世界闻名的。