滑石

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滑石(英文Talc或talcum),化学式为Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂,以氧化物表示为3MgO·4SiO₂·H₂O,为大多数硫化矿中天然疏水的脉石矿物,是地球上最软的矿物,颜色通常为白色、绿色或灰色,无味,不溶于水。滑石的晶体形态影响滑石的矿物规格和特征,例如,白度、颗粒形状、吸油性和两亲规格等特征。而不同的特征决定了滑石具有不同的性质,包括片状、柔软性、疏水性和稳定性等,这些特性使其在不同的应...

滑石(英文Talc或talcum),化学式为Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂,以氧化物表示为3MgO·4SiO₂·H₂O,为大多数硫化矿中天然疏水的脉石矿物,是地球上最软的矿物,颜色通常为白色、绿色或灰色,无味,不溶于水。滑石的晶体形态影响滑石的矿物规格和特征,例如,白度、颗粒形状、吸油性和两亲规格等特征。而不同的特征决定了滑石具有不同的性质,包括片状、柔软性、疏水性和稳定性等,这些特性使其在不同的应用中具有不同的功能,被广泛用于临床、化妆品,造纸和涂料等行业。

滑石的地质来源

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滑石是一种变质矿物,存在于含有超基性岩石的变质带中,如皂石、白片岩和蓝片岩变质地貌中。其中白片岩包括美国西部的弗朗西斯坎变质带,欧洲西部的阿尔卑斯山,尤其是意大利的阿尔卑斯山,以及一些碰撞造山带,意大利一些碰撞造山带,如喜马拉雅山。在西澳大利亚,滑石是通过超基性侵入形成,Luzenac集团是世界上最大的供应商,开采的滑石占世界产量的8 %。矿床是由地球上的热液活动形成的,通常根据矿床中的母岩进行分类。滑石矿床-源自碳酸镁,在古老的变质碳酸盐序列中被发现,这种类型的滑石较为纯净,大部分为白色,几乎占世界滑石产量的50 %;源自蛇纹石变形的矿床为碳酸镁和滑石的混合物,研究人员将这种混合物称为“皂石”,占世界滑石产量的40 %;源自铝硅酸盐岩石的矿床,主要存在于灰色原矿中,与许多其他热液矿物一起存在,它仅占世界滑石产量的10 %左右。

滑石

滑石的生产历史和现状

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中国是世界滑石的主要生产国,滑石开采量以1999年240万t计占世界总产量的28.6%,是世界最大的滑石生产国。中国约有200家公司开采滑石,其中的10家公司几乎占据滑石产量的80%。中国滑石资源分布广泛,主要集中在中东部地区,包括辽宁、山东、广西、江西、青海等地,五省区的储量之和占全国总储量的95%以上。辽宁、山东的滑石工业化开发最早,迄今已有60~70年,广西滑石开发大约有30多年,江西滑石开发仅10多年。

物质结构

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滑石的基础结构主要是由一个镁基八面体层通过共享氧原子位于二氧化硅环之间,氧化物暴露在表面,通过微弱的范德华力结合在一起,与其他硅酸盐相比,氧化物表面使滑石具有相对疏水性。当氧化物表面与环境中的水反应时,会形成一些硅羟基,在一定程度上改善了滑石与水介质的兼容性,使滑石具有一定的亲水性。而滑石的晶体结构则是由硅氧四面体中的活性氧和六方网状层中的活性氧通过镁阳离子连接而相互排列在一起,层内由于各离子电价相互中和,连接牢固。层间通过微弱的范德华力连接在一起,很不牢固,因此,滑石为单斜晶系,晶格为层状构造,常呈片状、鳞片状的致密块体。

滑石

滑石的基础结构

滑石

滑石的晶体结构

滑石理化性质

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滑石是一种机械性能良好、化学性质稳定、白度高同时兼具较好的润滑性、热稳定性、吸附性、悬浮性和流变性的镁质硅酸盐。其颜色的变化主要由杂质引起,通常呈绿色、白色、灰色,棕色或无色,不溶于水,微溶于稀无机酸,有油脂光泽,比重为2.75,硬度为1;晶体常呈叶片状、磷片状、粒状、纤维状集合体或致密块体;耐化学侵蚀,熔点高,比热大,对热冲击稳定,导热及导电率低,收缩率低,吸油能力强,作为填料及涂料滞留性好,易粉磨,润滑,干润滑性好,广泛用于油漆、塑料、屋面材料、陶瓷等行业。

滑石具有多种表面特性,主要包括:

相对湿度

相对湿度(RH)是衡量滑石表面疏水性的重要因素。当滑石分层时,会产生更多的表面,疏水性会随着粒径的减小而增加。超过粒径的减小极限时,疏水性将会降低,据报道,滑石的疏水面和亲水边缘分别占总表面积的90 %和10 %左右。

制备方法

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滑石是一种变质矿物,由镁矿物(如蛇纹石、辉石、角闪石、橄榄石)在二氧化碳和水的存在下变质而成。这被称为滑石碳酸盐化或滑石化,并产生一系列被称为滑石碳酸盐的岩石。

以下为滑石形成的三种方式:

滑石主要是通过蛇纹石的水合和碳酸化作用形成的,其过程如下反应:

大多数滑石由白云石(CaMg(CO₃)₂)或菱镁矿(MgO)在过量溶解的二氧化硅(SiO₂)存在下的蚀变形成。滑石可以通过白云石和二氧化硅之间的反应形成,这是接触变质晕中通过二氧化硅溢流白云石的典型矽卡岩化:

应用领域

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临床方面

利尿通淋,清热解暑;外用祛湿敛疮。用于热淋,石淋,尿热涩痛,暑湿烦渴,湿热水泻;外治湿疹,湿疮,痱子。

用作胸膜固定剂以防止循环性胸腔积液或气胸,也可在医药产品中用作助流剂。

在柱层析中用作药物的过滤剂和吸附剂,例如滑石可用来对槲皮素、鼠李素、黄鼠李素、高圣草酚、正邻苯二酚、芦丁和柚皮苷等黄酮类化合物进行柱层析。

滑石所含的硅酸镁有吸附和收敛作用,能保护肠管,止泻而不引起鼓肠。滑石撒布创面能形成被膜,有保护创面,吸收分泌物,促进结痂的作用。尤适于治疗水泄。另外,滑石煎剂对伤寒杆菌、脑膜炎球菌和金黄色葡萄球菌有抑制作用。

制药方面

作药物助剂(撒粉),一种赋形剂和填充剂,用于药丸、药片和撒药片模具,也用作压片剂的抗结块剂和润滑剂;

具有最小的吸附容量。在0-50 %的范围内,可被用作喷雾干燥制备的肠溶包衣微胶囊配方中的添加剂,可提高微胶囊的微晶和可压缩性;

造纸方面

作为涂料颜料可获得光滑的纸张,降低纸张的透明度,增加纸张的亮度,具有亲有机特性的表面有利于含溶剂的油墨,或促进阻挡层由高坡度形成的层的高曲折度比粒子;

作为沥青和粘性控制剂以去除有害有机化合物来源于通过吸附和随后的脱粘作用从木树脂或再生纸中提取的有害有机化合物;

农业和食品工业方面

在食品中,不仅可以用作食用色素的载体和大米等产品的分离剂,粉状干燥食品、调味料、奶酪、香肠皮或食盐,而且还可以用作植物脂氧合酶纯化和固定化的吸附剂。

陶瓷和涂料方面

滑石可以用于陶瓷工业的坯体和釉料,不同的纯度使其在陶瓷中的应用不同。其高纯度用于堇青石陶瓷,而中纯度用于墙砖,中等纯度用于油漆,也可用作填充材料和增量剂,较低纯度的滑石用于屋顶材料;滑石的低剪切强度、耐热、耐电和耐酸等特性使其被用作润滑剂、实验室台面的表面、以及减少电缆和电线中塑料涂层电线之间的摩擦;作塑料填料可以提高耐化学性和耐热性、冲击强度、尺寸稳定性、导热性、拉伸强度、抗蠕变性和导电性;

化妆品方面

在化妆品配方作为抗结块剂、研磨剂、吸收剂、遮光剂、填充剂、皮肤保护剂和滑爽调节剂。

安全事宜

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滑石主要与肺癌、皮肤癌和卵巢癌等肺部疾病有关。滑石有时会与石棉矿物结合在一起,含有石棉纤维的滑石产品对人体是致命的。

滑石对健康的危害:

吸入:吸入大量这种细粉尘可能会导致肺水肿,可能会刺激上呼吸道,痒痒的咳嗽是一种常见的症状。

食入:大剂量可能引起胃刺激、恶心和腹泻。

皮肤接触:可能引起刺激。

眼睛接触:可能导致眼睛发红或刺激。

慢性接触:长期吸入粉尘会对呼吸系统产生影响。

长期过度接触滑石可能导致滑石病,一种肺纤维化,进而导致肺部严重和永久性损伤。

储存方法

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贮干燥处,粉末瓷瓶装,防尘。

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词条目录
  1. 滑石的地质来源
  2. 滑石的生产历史和现状
  3. 物质结构
  4. 滑石理化性质
  5. 制备方法
  6. 应用领域
  7. 临床方面
  8. 制药方面
  9. 造纸方面
  10. 农业和食品工业方面
  11. 陶瓷和涂料方面
  12. 化妆品方面
  13. 安全事宜
  14. 储存方法

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