石棉
发布：2010-09-05 18:00，更新：2010-01-01 00:00
石棉又称“石绵”，为商业性术语，指具有高抗张强度、高挠性、耐化学和热侵蚀、电绝缘和具有可纺性的硅酸盐类矿物产品。它是天然的纤维状的硅酸盐类类矿物质的总称。下辖2类共计6种矿物（有蛇纹石石棉、角闪石石棉、阳起石石棉、直闪石石棉、铁石棉、透闪石石棉等）。石棉由纤维束组成，而纤维束又由很长很细的能相互分离的纤维组成。石棉具有高度耐火性、电绝缘性和绝热性，是重要的防火、绝缘和保温材料。
概述
石棉 asbestos
石棉很早就用于织布，中国周代已能用石棉纤维制做织物，因沾污后经火烧即洁白如新，故有火浣布或火烷布之称。目前石棉制品或含有石棉的制品有近3000种，主要用于机械传动、制动以及保温、防火、隔热、防腐、隔音、绝缘等方面，其中较为重要的是汽车、化工、电器设备、建筑业等制造部门。由于石棉纤维能引起石棉肺、胸膜间皮瘤等疾病，许多国家选择了全面禁止使用这种危险性物质，其他一些国家正在审视石棉的危险。
历史
人类对石棉的使用已被证明上溯到古*，当时，石棉被用来制作法老们的裹尸布。在芬兰，石棉纤维还在旧石器时代的陶器作坊被发现了。希腊历史学家赫罗多托斯（公元前5世纪）曾谈到用来装盛被焚烧尸体骨架的耐火容器。据说夏勒马澳拥有一块用石棉制成的白色台布，他在一次宴请客人的饭后将桌布扔于火中以使客人感到惊奇。
中国周代已能用石棉纤维制做织物，因沾污后经火烧即洁白如新，故有火浣布或火烷布之称。列子书中就有记载：“火浣之布，浣之必投于火，布则火色垢则布色。出火而振之，皓然疑乎雪”。马可波罗曾说道一种“矿物物质”，被鞑靼人用来制作防火服。 在法国，拿破仑皇帝曾对石棉很感兴趣，并鼓励在意大利进行实验。Zui古老的石棉矿是在克里特岛（希腊）、塞浦路斯、希腊、印度和*发现的。在18世纪，欧洲共记载了20个石棉矿，Zui大的是位于德国的赖兴斯坦（reichenstein）。在美洲大陆，宾夕法尼亚州开采石棉始于17世纪末期。
1860年以后工业采矿发展起来，这既是受到了意大利和英格兰纺织工业的驱动，又是因为在南非、北美和俄国发现了大型石棉矿藏。
1900年前后，全世界开采的石棉数量大约是每年30万吨。石棉采矿自工业时代开始一直不断发展，1975年约500万吨的石棉被开采出来，此后，吸入石棉粉尘带来的健康风险被广为传播开来，使用石棉的数量逐步下降，到1998年降至300万吨上下。
分类
石绵种类很多，依其矿物成分和化学组成不同，可分为蛇纹石石棉和角闪石石棉两类。蛇纹石石棉又称温石棉，它是石棉中产量Zui多的一种，具有较好的可纺性能。角闪石石棉又可分为蓝石棉、透闪石石棉、阳起石石棉等，产量比蛇纹石石棉少。
蛇纹石石棉
蛇纹石石棉
也称纤维蛇纹石石棉[1]，或温石棉（amphibole），主要成分有二氧化硅、氧化镁和结晶水,它的分子式是mg6[(oh)4si2o5]2。蛇纹石石棉呈白色或灰色，半透明;没有磁性、不导电、耐火、耐碱，纤维坚韧柔软，具有丝的光泽和好的可纺性。目前世界所产石棉主要是蛇纹石石棉，约占世界石棉产量的95%。
角闪石类石棉
包括青石棉（crocidolite）（亦称兰石棉或紫石棉）、铁石棉（amosite）、直闪石石棉（anthophyllite）、透闪石石棉（tremolite）和阳起石（actinolite）。角闪石类
石棉各品种由于含有钠、钙、镁和铁成分数量不同而相区分。须注意，蛇纹石和角闪石矿物本身可有纤维结构或非纤维结构两种，有纤维结构的蛇纹石和角闪石才称为石棉。
性质
不同种类的石棉，物理机械性质和化学性质也都不同。石棉纤维长度一般为 3～50毫米，也有较长的。中国发现Zui长的石棉纤维达2.18米，是目前世界上Zui长的。
物理性质
由石棉纤维制成
石棉纤维的轴向拉伸强度较高，有时可达374×10^4㎏/㎡，但不耐折皱，经数次折皱后拉伸强度显著下降。石棉纤维的结构水含量为10～15％，以含14％的较多。加热至600～700℃（温升10℃/分）时，石棉纤维的结构水折出，纤维结构破坏、变脆，揉搓后易变为粉末，颜色改变。 石棉纤维的导热系数为0.104～0.260千卡/米•度•时，导电性能也很低，是热和电的良好绝缘材料。石棉纤维具有良好的耐热性能，一般在300℃以下加热2小时重量损失较少，若在 1700℃以上的温度下加热2小时，温石棉纤维的重量损失较多，其他种类石棉纤维重量损失较少。
蛇纹石石棉是镁的含水硅酸盐类矿物，属单斜晶系层状构造。原始结构呈深绿、浅绿、浅黄、土黄、灰白、白等色，半透明状,外观呈纤维状,具有蚕丝般光泽。蛇纹石石棉纤维的劈分性、柔韧性、强度、耐热性和绝缘性都比较好，比重为2.49～2.53，比热为0.266，表面比电阻为8.2×10^7～1.2×10^10ω，体积比电阻为1.9×10^8～4.79×10^9ω·cm。
化学性质
蛇纹石石棉的耐碱性能较好，几乎不受碱类的腐蚀，但耐酸性较差，很弱的有机酸就能将石棉中的氧化镁析出，使石棉纤维的强度下降。 角闪石石棉属于单斜晶系构造。颜色一般较深，比重较大，具有较高的耐酸性、耐碱性和化学稳定性，耐腐性也较好。尤其是蓝石棉的过滤性能较好，具有防化学毒物和净化被放射性物质污染的空气等重要特性。
石棉
蛇纹石石棉和闪石石棉的区分是：把石棉放在研钵中研磨，蛇纹石石棉成混乱的毡团，纤维不易分开，闪石石棉研磨后易分成许多细小的纤维。不含铁的石棉呈白色，含铁的石棉呈不同色调的蓝色。纤维状集合体丝绢光泽，劈分后的纤维光泽暗淡。 石棉是彼此平行排列的微细管状纤维集合体，可分裂成非常细的石棉纤维，直径可小到0.1微米以下。完全分裂开松后，用肉眼很难观察，因而是良好的细菌过滤材料。 纤维长度超过8毫米的石棉与20～25％的棉纱混合可制成防火纺织材料，较短的纤维可用于制作石棉胶合布、石棉板和绝缘材料等。蓝石棉具有独特的防化学毒物和净化放射性微粒污染空气的性能，被用于制作各种高效能过滤器，用它制造的石棉纸过滤效率达99.9％。
石棉垂直裂隙的石棉纤维称为横纤维，一般长度在30厘米以下，蛇纹石石棉多以这种形式产出，平行裂隙方向延长的石棉纤维称纵纤维，其长度可达1米以上，蓝石棉多为纵纤维。其他石棉这两种纤维均有。
产地与储量
据美国usgs统计,世界石棉已探明储量2亿吨，主要分布在俄罗斯、中国、加拿大、哈萨克斯坦、巴西、南非和津巴布韦，特别是俄罗斯的乌拉尔地区和加拿大的魁北克地区，合计约占世界总储量的50%。其加拿大石棉产量储量居一。
石棉
石棉矿床产在超基性岩中或变质白云岩中。石棉产在宽几毫米或几厘米的岩石裂隙中形成棉脉，矿体则由群集的棉脉组成。蛇纹石石棉分布广，占石棉总产量的95％。它主要形成于侵入体与白云岩或白云质灰岩的接触带和超基性岩经变质作用形成的蛇纹岩的网状裂隙中。闪石石棉多在动力变质条件下，由热液提供钠、镁质交代含铁硅质岩而成。Zui大的纤蛇纹石矿藏位于俄罗斯联邦的岛拉尔山脉。
开采与加工
世界生产概况
石棉
2003年世界生产石棉总量约为206万吨,比2002年减少7万吨。俄罗斯产量占一位,其次是中国、哈萨克斯坦、加拿大、巴西和津巴布韦。上述国家总产量占世界总产量的95%。 虽然2003年石棉产量减幅不大，但石棉生产前景不是很光明，有些国家已经采取立法行动，全面或部分禁止石棉使用。如乌拉圭已通过立法禁止生产和进口石棉制品，新西兰亦已禁止进口石棉原矿。 目前世界所产石棉主要是蛇纹石石棉，约占世界石棉产量的95%。其次是透闪石石棉，在印度等国家开采，但产量有限。商业性开采青石棉、铁石棉生产4年前已在南非结束，直闪石石棉在许多国家已很久不开采了。中国也于2002年7月宣布，禁止角闪石类石棉的生产、进口和使用。
中国生产概况
中国石棉生产始于上世纪50年代初，生产和消费随着国民经济的发展而加快。1996年后，石棉生产由于环保等原因，以及俄罗斯石棉进口的冲击， 2003年中国生产石棉33.7万吨，实际上，中国石棉的需求并未减弱,只是进口大大增加了。 据统计，目前国内能基本正常生产的大中型石棉矿山及加工企业约31家，其中生产能力超过3万吨的企业有青海茫崖蛇纹石石棉矿(年产8万吨)、新疆巴州石棉矿(年产4万吨)、新疆若羌石棉矿(年产3万吨)；年产两万吨以上的有四川新康、四川石棉矿、青海祁连、辽宁朝阳、甘肃阿克塞石棉矿、甘肃鸣沙石棉矿等。2003年中国石棉实际年生产能力己达45万吨，而实际产量为33万吨左右。中国生产的长纤维石棉少，中短纤维石棉多。
检验标准
中国温石棉标准体系是在参考采用世界先进国家的标准、结合自己的实际国情建立起来的。不但规定了详细的检验方法和判定方法等内容，还确定了详细的检验设备参数。
1961年，中国颁布了建工部非金属矿研究所参照前苏联标准制订的石棉行业标准——建标54-61《温石棉》标准。 1987年，中国制订gb8071-1987《温石棉》、gb6646-1986《温石棉检验方法》等标准。
1998年，由咸阳非金属矿研究设计院立项对gb8071-1987石棉国家标准进行修改。修订中增加了术语定义，修改了产品代号，取消了产品分等分级，将反映纤维松解度的比表面积项目改为松解度测定项目，将检验分为型式检验和出厂检验，增加了标准的可操作性，节约检验时间和成本，规定了较为严密的检验规则，将检验风险进行合理分配，形成了较先进和完善的石棉标准体系。 目前，中国石棉标准体系包括九个石棉国家标准。
- gb/t 8071-2001《温石棉》
- gb 8072-1987《温石棉取样制样方法》
- gb 8073-1987《温石棉松解度湿式测定方法》
- gb 6646.1-1986《温石棉干式分级方法》
- gb 6646.2-1986《温石棉纤维长度湿式分级方法》
- gb 6646.3-1986《温石棉纤维长度快速湿式分级方法》
- gb 6646.4-1986《温石棉比表面积测定方法》
- gb 6646.5-1986《温石棉砂粒与未解离石棉含量测定方法》
- gb 6646.6-1986《温石棉水分测定方法》
上述标准中包括一个产品标准，一个取样制样标准和九个试验方法标准（其中gb 8071-2001中的附录a和附录b规定了两个试验方法）。
其它主要石棉制品标准有：
《石棉制品厂卫生防护距离标准》 标准号：gb18077-00 发布时间：2005-1-28
《车间空气中石棉纤维卫生标准》 标准号：gb16241-96 发布时间：2005-1-28
《石棉水泥波瓦及其脊瓦》 标准号：gb/t9772-96 发布时间：2005-1-28
《石棉橡胶板》 标准号：gb/t3985-95 发布时间：2005-1-28
应用
世界上所用的石棉95％左右为温石棉，其纤维可以分裂成极细的元纤维，具有优良的纺丝性能。青石棉和铁石棉占石棉总消耗量的5％以下，主要用于造船。直闪石石棉是类似滑石的一种石棉，常用作“工业滑石”。 石棉纤维可以织成纱、线、绳、布、盘根等，作为传动、保温、隔热、绝缘等部件的材料或衬料，在建筑上主要用来制成石棉板，石棉纸防火板，保温管和窑垫以及保温、防热、绝缘、隔音等材料。石棉纤维可与水泥混合制成石棉水泥瓦、板、屋顶板、石棉管等石棉水泥制品。石棉和沥青掺合可以制成石棉沥青制品，如石棉沥青板、布（油毡）、纸、砖以及液态的石棉漆、嵌填水泥路面及膨胀裂缝用的油灰等，作为建筑物的防水、保温、绝缘、耐酸碱的材料和交通工程的材料。国防上石棉与酚醛、聚丙烯等塑料粘合，可以制成火箭抗烧蚀材料、飞机机翼、油箱、火箭尾部喷咀管以及鱼雷高速发射器，船舶、汽车以及飞机、坦克、舰舶中的隔音、隔热材料，石棉与各种橡胶混合压模后，还可做成液体火箭发动机连接件的密封材料。石棉与酚醛树脂层压板，可做导弹头部的防热材料。兰石棉还可作防化学、防原子辐射的衬板、隔板或者过滤器及耐酸盘根、橡胶板等。
纺织
纤维长度较长、含水量较多的石棉纤维经机械处理后，可直接在纺织机械上加工，制成纯石棉制品。或在石棉纤维中混入一部分棉纤维或其他有机纤维，制成混纺石棉制品。由于大多石棉纤维的长度较短，比较脆硬，容易折断，用机械加工容易污染空气。为了改进纺纱工艺和防止污染，近年来采用湿法纺纱，首先制成石棉薄膜带，经加拈制成纱线，然后再加工成为各种石棉制品。石棉纱线经制绳机械加工可制成各种绳索。也可织成石棉布缝制石棉服、石棉靴、石棉手套等劳动保护用品。
建筑
石棉水泥管
石棉水泥制品，常见的如石棉水泥管，石棉水泥瓦和石棉水泥板和各种石棉复合板等。这类制品的石棉用量占石棉总消耗量的75%以上，随着涂料工业的发展，各种彩色石棉瓦、彩色石棉板等将为建筑行业提供更优质的材料。 石棉板用于建筑物的隔热、隔音墙板等。 生产石棉水泥制品一般选用硬结构的针状棉，级别要求不甚高，4～5级棉即可满足使用要求。
石棉水泥制品所用石棉主要为温石棉，有时也掺加适量青石棉和铁石棉，所用水泥主要是硅酸盐水泥，若用磨细石英砂代替40％左右的硅酸盐水泥时，则制品需经蒸压养护。石棉与水泥的重量比的范围为10∶90～20∶80。
石棉水泥制品的生产方法有圆网抄取法、马尼亚尼成型法、 挤出法、 注射法以及干法等。
①圆网抄取法（hatschek process）是较多采用的方法。其工艺是石棉水泥料浆加水稀释成为一定浓度的悬浮液后，经圆网筒过滤脱水并转移到一无端毛布上形成薄料层，然后通过真空脱水和加压密实，使薄料层粘集成为具有一定厚度的料坯，以供加工成各种制品，如波形瓦、平板和管等。
②马尼亚尼成型法（magnani process）是将较浓的石棉水泥料浆或石棉水泥悬浮液直接流入成型机的毛布上，进行真空脱水和加压密实，制成石棉水泥波形瓦或压力管。马尼亚尼成型法、挤出法、注射法或干法制造石棉水泥制品，其石棉利用率均不如圆网抄取法高。
石棉水泥制品具有较高的抗弯和抗拉强度，可制成薄壁制品；还具有耐蚀、不透水、抗冻性与耐热性好以及易于机械加工等许多优点。其主要缺点是抗冲击强度较低。
石棉纤维在沥青中可以提高沥青的软化温度及降低其在低温下的脆性。 石棉沥青制品有薄型石棉沥青板、石棉沥青布（石棉油毡）、石棉沥青纸、石棉沥青砖、液态的石棉漆和软性嵌填水泥路面及膨胀用的油灰等，作为建筑物的防水、保温、防潮、嵌填、绝缘、耐碱等材料。
工业
①石棉保温隔热制品：
石棉保温板
锅炉外壁和导管上常用石棉制作保温层，能提高锅炉的热效率，降低热能损耗。对蒸汽设备隔热，可降低车间温度，对于石油精炼等易燃、易爆部门亦可减少事故。冷藏设备采用石棉隔热，可以提高冷藏效果。用于车、船等交通工具的锅炉室隔热，将不致提高车厢或船舱的温度。 为了充分利用短纤维石棉和低质量石棉以降低成本，把石棉和其它材料配合制成以下保温材料用于有关设备中。如碳酸镁石棉粉、硅藻土石棉泥、碳酸钙石棉粉、陶土石棉粉等都是比较廉价的石棉保温材料。近年来，国内又开发出了一种比较的石棉保温材料-泡沫石棉，该产品导热系数低、保温性能好、节能效果显著，而且装卸方便。
②石棉橡胶制品：主要用于各种设备的密封、衬垫。主要品种包括：油浸石棉盘根、油浸石棉石墨盘根、其它石棉盘根、石棉橡胶板，耐油板等。生产量Zui大的是普通石棉橡胶板（高、中、低压）及耐油板，一般用温石棉制造，根据牌号不同选择不同级别。
③石棉制动制品：是任何传动机械和交通工具所不可缺少的，因为石棉有较高的机械强度和耐热性，有良好的摩擦性能。
·制动产品：有制动带、制动片或叫刹车带、刹车片。国产刹车带现有三种类型：一是石棉编制刹车带，分树脂和油浸两种，多用于矿山机械和拖拉机；二是橡胶石棉布刹车带；三是石棉纤维橡胶刹车带，多用于轻型机械的制动。 国产刹车片主要用石棉为增强材料，以酚醛树脂为粘合剂，以填料为摩擦性能调节剂，经膜塑而制成的三元复合材料，主要用于载重汽车的制动刹车。另外，还有人工合成的火车闸瓦，钻机闸瓦等。
·传动制品：主要用于各种机动车辆和工程机械的动力传动。主要品种为各种规格的离合器片、阻尼片等。石棉离合器的主要成分与刹车片相近。石棉制动材料对石棉的要求不很高，只要石棉纤维充分松解，5、6级石棉已能满足制品性能要求。
④石棉电工材料：
石棉电工材料
利用石棉纤维与酚醛树脂塑合而制成各种电工绝缘材料。在电工上做高压器材的底板，高压开关把手，电话耳机柄及其军用器材以及配电盘、配电板、仪表板等。 在造纸机上，用精选的石棉制成厚度为0.2mm以下的绝缘石棉纸，是用在电机线圈的一种绝缘材料。 温石棉用于制造电工绝缘材料时，必须充分注意纤维中所含铁的存在形式。这种铁若是以磁铁矿细粒分散在纤维中，则其制品的绝缘性显著降低，甚至不能做电工制品。因此，必须经过特殊处理除去此类杂质，方可用于制造电绝缘制品。涞源石棉矿属碳酸盐岩型石棉矿床，含铁量少，绝缘性能，Zui适宜制造石棉电工材料
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