滑石(英文Talc或talcum),化學(xué)式為Mg?Si?O??(OH)?,以氧化物表示為3MgO·4SiO?·H?O,為大多數(shù)硫化礦中天然疏水的脈石礦物,是地球上最軟的礦物,顏色通常為白色、綠色或灰色,無味,不溶于水。滑石的晶體形態(tài)影響滑石的礦物規(guī)格和特征,例如,白度、顆粒形狀、吸油性和兩親規(guī)格等特征。而不同的特征決定了滑石具有不同的性質(zhì),包括片狀、柔軟性、疏水性和穩(wěn)定性等,這些特性使其在不同的應(yīng)用中具有不同的功能,被廣泛用于臨床、化妝品,造紙和涂料等行業(yè)。
滑石的地質(zhì)來源
滑石是一種變質(zhì)礦物,存在于含有超基性巖石的變質(zhì)帶中,如皂石、白片巖和藍(lán)片巖變質(zhì)地貌中。其中白片巖包括美國西部的弗朗西斯坎變質(zhì)帶,歐洲西部的阿爾卑斯山,尤其是意大利的阿爾卑斯山,以及一些碰撞造山帶,意大利一些碰撞造山帶,如喜馬拉雅山。在西澳大利亞,滑石是通過超基性侵入形成,Luzenac集團(tuán)是世界上最大的供應(yīng)商,開采的滑石占世界產(chǎn)量的8 %。礦床是由地球上的熱液活動(dòng)形成的,通常根據(jù)礦床中的母巖進(jìn)行分類。滑石礦床-源自碳酸鎂,在古老的變質(zhì)碳酸鹽序列中被發(fā)現(xiàn),這種類型的滑石較為純凈,大部分為白色,幾乎占世界滑石產(chǎn)量的50 %;源自蛇紋石變形的礦床為碳酸鎂和滑石的混合物,研究人員將這種混合物稱為“皂石”,占世界滑石產(chǎn)量的40 %;源自鋁硅酸鹽巖石的礦床,主要存在于灰色原礦中,與許多其他熱液礦物一起存在,它僅占世界滑石產(chǎn)量的10 %左右;
滑石的生產(chǎn)歷史和現(xiàn)狀
中國是世界滑石的主要生產(chǎn)國,滑石開采量以1999年240萬t計(jì)占世界總產(chǎn)量的28.6%,是世界最大的滑石生產(chǎn)國。中國約有200家公司開采滑石,其中的10家公司幾乎占據(jù)滑石產(chǎn)量的80%。中國滑石資源分布廣泛,主要集中在中東部地區(qū),包括遼寧省、山東省、廣西壯族自治區(qū)、江西省、青海省等地,五省區(qū)的儲(chǔ)量之和占全國總儲(chǔ)量的95%以上。遼寧、山東的滑石工業(yè)化開發(fā)最早,迄今已有60~70年,廣西滑石開發(fā)大約有30多年,江西滑石開發(fā)僅10多年。
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
滑石的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主要是由一個(gè)鎂基八面體層通過共享氧原子位于二氧化硅環(huán)之間,氧化物暴露在表面,通過微弱的范德華力結(jié)合在一起,與其他硅酸鹽相比,氧化物表面使滑石具有相對(duì)疏水性。當(dāng)氧化物表面與環(huán)境中的水反應(yīng)時(shí),會(huì)形成一些硅羥基,在一定程度上改善了滑石與水介質(zhì)的兼容性,使滑石具有一定的親水性。而滑石的晶體結(jié)構(gòu)則是由硅氧四面體中的活性氧和六方網(wǎng)狀層中的活性氧通過鎂陽離子連接而相互排列在一起,層內(nèi)由于各離子電價(jià)相互中和,連接牢固。層間通過微弱的范德華力連接在一起,很不牢固,因此,滑石為單斜晶系,晶格為層狀構(gòu)造,常呈片狀、鱗片狀的致密塊體。
理化性質(zhì)
滑石是一種機(jī)械性能良好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、白度高同時(shí)兼具較好的潤滑性、熱穩(wěn)定性、吸附性、懸浮性和流變性的鎂質(zhì)硅酸鹽。其顏色的變化主要由雜質(zhì)引起,通常呈綠色、白色、灰色,棕色或無色,不溶于水,微溶于稀無機(jī)酸,有油脂光澤,比重為2.75,硬度為1;晶體常呈葉片狀、磷片狀、粒狀、纖維狀集合體或致密塊體;耐化學(xué)侵蝕,熔點(diǎn)高,比熱大,對(duì)熱沖擊穩(wěn)定,導(dǎo)熱及電導(dǎo)率低,收縮率低,吸油能力強(qiáng),作為填料及涂料滯留性好,易粉磨,潤滑,干潤滑性好,廣泛用于油漆、塑料、屋面材料、陶瓷等行業(yè)。
滑石具有多種表面特性,主要包括:
相對(duì)濕度
相對(duì)濕度(RH)是衡量滑石表面疏水性的重要因素。當(dāng)滑石分層時(shí),會(huì)產(chǎn)生更多的表面,疏水性會(huì)隨著粒徑的減小而增加。超過粒徑的減小極限時(shí),疏水性將會(huì)降低,據(jù)報(bào)道,滑石的疏水面和親水邊緣分別占總表面積的90 %和10 %左右。
Zeta電勢(shì)
滑石結(jié)構(gòu)中,滑石zeta電位的幅度在為pH2–12范圍下為負(fù)。據(jù)報(bào)道,滑石的等電點(diǎn)一般發(fā)生在pH值2–3左右。
制備方法
滑石是一種變質(zhì)礦物,由鎂礦物(如蛇紋石、輝石、角閃石、橄欖石)在二氧化碳和水的存在下變質(zhì)而成。這被稱為滑石碳酸根化或滑石化,并產(chǎn)生一系列被稱為滑石碳酸鹽的巖石。
以下為滑石形成的三種方式:
滑石主要是通過蛇紋石的水合和碳酸化作用形成的,其過程如下反應(yīng):
大多數(shù)滑石由白云石(CaMg(CO?)?)或菱鎂礦(MgO)在過量溶解的二氧化硅(SiO?)存在下的蝕變形成。滑石可以通過白云石和二氧化硅之間的反應(yīng)形成,這是接觸變質(zhì)暈中通過二氧化硅溢流白云石的典型矽卡巖化:
蛇紋石或石英巖也能形成滑石。滑石可由藍(lán)片巖和榴輝巖變質(zhì)作用中的鎂綠泥石和石英通過以下變質(zhì)反應(yīng)形成:
綠泥石+石英→藍(lán)晶石+滑石+水
應(yīng)用領(lǐng)域
臨床方面
利尿通淋,清熱解暑;外用祛濕斂瘡。用于熱淋,尿石癥,尿熱澀痛,暑濕煩渴,濕熱水瀉;外治濕疹,濕瘡,汗疹。
用作胸膜固定劑以防止循環(huán)性胸腔積液或氣胸,也可在醫(yī)藥產(chǎn)品中用作助流劑。
在柱層析中用作藥物的過濾劑和吸附劑,例如滑石可用來對(duì)槲皮素、鼠李素、黃鼠李素、高圣草酚、正苯二酚、蘆丁和柚皮甙等黃酮進(jìn)行柱層析。
滑石中含有硅酸鎂,有吸附收斂作用,由于顆粒小,總面積大,外用能吸附大量化學(xué)刺激物或毒物,有一定的保護(hù)作用,內(nèi)服可有止吐、止瀉之效,但在腹部、直腸、陰道等可引起肉芽腫。
滑石所含的硅酸鎂有吸附和收斂作用,能保護(hù)腸管,止瀉而不引起鼓腸。滑石撒布創(chuàng)面能形成被膜,有保護(hù)創(chuàng)面,吸收分泌物,促進(jìn)結(jié)痂的作用。尤適于治療水泄。另外,滑石煎劑對(duì)腸道沙門氏菌、腦膜炎奈瑟菌和金黃色葡萄球菌有抑制作用。
制藥方面
作藥物助劑(撒粉),一種賦形劑和填充劑,用于藥丸、藥片和撒藥片模具,也用作壓片劑的抗結(jié)塊劑和潤滑劑;
具有最小的吸附容量。在0-50 %的范圍內(nèi),可被用作噴霧干燥制備的腸溶包衣微膠囊配方中的添加劑,可提高微膠囊的微晶和可壓縮性;
用于許多商業(yè)抗酸藥中,用于治療胃部和消化不良問題。胃中對(duì)酸和化學(xué)物質(zhì)的高耐受性使滑石成為藥片的良好填充劑;
許多藥膏都含有滑石粉,因?yàn)樗粫?huì)與化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。這些藥膏用于治療疥瘡和昆蟲叮咬等疾病;
藥丸通常涂有滑石以幫助防止水分進(jìn)入;
造紙方面
作為涂料顏料可獲得光滑的紙張,降低紙張的透明度,增加紙張的亮度,具有親有機(jī)特性的表面有利于含溶劑的油墨,或促進(jìn)阻擋層由高坡度形成的層的高曲折度比粒子;
作為瀝青和粘性控制劑以去除有害有機(jī)化合物來源于通過吸附和隨后的脫粘作用從木樹脂或再生紙中提取的有害有機(jī)化合物;
生產(chǎn)不燃壁紙、紙質(zhì)窗簾;
改善印刷性能,減少表面摩擦,并在間距控制方面具有活性。高純度用作瀝青控制,而中純度用作紙張?zhí)盍虾屯繉宇伭希?/p>
農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)方面
在農(nóng)業(yè)中,滑石在化肥中可作為包覆材料;在飼料預(yù)混料及農(nóng)用化學(xué)品中用作理想載體,能夠替代化學(xué)物質(zhì),保護(hù)水果作物免受紫外線照射,且具有環(huán)保特性;在食品中,不僅可以用作食用色素的載體和大米等產(chǎn)品的分離劑,粉狀干燥食品、調(diào)味料、奶酪、香腸皮或食鹽,而且還可以用作植物脂氧合酶純化和固定化的吸附劑。
陶瓷和涂料方面
滑石可以用于陶瓷工業(yè)的坯體和釉料,不同的純度使其在陶瓷中的應(yīng)用不同。其高純度用于堇青石陶瓷,而中純度用于墻磚,中等純度用于油漆,也可用作填充材料和增量劑,較低純度的滑石用于屋頂材料;滑石的低剪切強(qiáng)度、耐熱、耐電和耐酸等特性使其被用作潤滑劑、實(shí)驗(yàn)室臺(tái)面的表面、以及減少電纜和電線中塑料涂層電線之間的摩擦;作塑料填料可以提高耐化學(xué)性和耐熱性、沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性、拉伸強(qiáng)度、抗蠕變性和導(dǎo)電性;
化妝品方面
在化妝品配方作為抗結(jié)塊劑、研磨劑、吸收劑、遮光劑、填充劑、皮膚保護(hù)劑和滑爽調(diào)節(jié)劑。
安全事宜
滑石主要與肺癌、皮膚癌和卵巢癌等肺部疾病有關(guān)。滑石有時(shí)會(huì)與石棉礦物結(jié)合在一起,含有石棉纖維的滑石產(chǎn)品對(duì)人體是致命的。
滑石對(duì)健康的危害:
吸入:吸入大量這種細(xì)粉塵可能會(huì)導(dǎo)致肺水腫,可能會(huì)刺激上呼吸道,癢癢的咳嗽是一種常見的癥狀。
食入:大劑量可能引起胃刺激、惡心和腹瀉。
皮膚接觸:可能引起刺激。
眼睛接觸:可能導(dǎo)致眼睛發(fā)紅或刺激。
慢性接觸:長期吸入粉塵會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
長期過度接觸滑石可能導(dǎo)致滑石病,一種肺纖維化,進(jìn)而導(dǎo)致肺部嚴(yán)重和永久性損傷。
儲(chǔ)存方法
貯干燥處,粉末瓷瓶裝,防塵。
參考資料 >