滑石(英文 Talc 或talcum), 化学式 为Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂,以 氧化物 表示为 3M gO·4 SiO₂ · 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
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;
滑石的生产历史和现状
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 辽宁省 、 山东省 、 广西壮族自治区 、 江西省 、 青海省 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
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。
理化性质
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 电导率 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。
Zeta 电势
滑石结构中,滑石zeta电位的幅度在为 pH2– 12范围下为负。据报道,滑石的 等电点 一般发生在pH值2–3左右。
制备方法
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 碳酸根 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 :
蛇纹石 或 石英岩 也能形成滑石。滑石可由蓝片岩和 榴辉岩 变质作用 中的 镁 绿泥石 和 石英 通过以下变质反应形成:
绿泥石 + 石英 → 蓝晶石 +滑石+水
应用领域
临床方面
利尿通淋,清热解暑;外用祛湿敛疮。用于 热淋 , 尿石症 ,尿热涩痛, 暑湿 烦渴,湿热水泻;外治 湿疹 , 湿疮 , 汗疹 。
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 苯二酚 、 芦丁 和 柚皮甙 等 黄酮 进行柱层析。
滑石中含有 硅酸镁 ,有 吸附 收敛作用,由于颗粒小,总面积大,外用能吸附大量 化学 刺激物或毒物,有一定的保护作用,内服可有止吐、止泻之效,但在腹部、直肠、 阴道 等可引起肉芽肿。
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 肠道沙门氏菌 、 脑膜炎奈瑟菌 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;
用于许多商业抗酸药中,用于治疗胃部和 消化不良 问题。胃中对酸和 化学物质 的高耐受性使滑石成为药片的良好填充剂;
许多药膏都含有 滑石粉 ,因为它不会与化学物质发生反应。这些药膏用于治疗 疥疮 和昆虫叮咬等疾病;
药丸通常涂有滑石以帮助防止水分进入;
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;
生产不燃壁纸、纸质窗帘;
改善印刷性能,减少表面摩擦,并在间距控制方面具有活性。高纯度用作沥青控制,而中纯度用作纸张填料和 涂层 颜料;
农业和食品工业方面
在农业中,滑石在化肥中可作为包覆材料;在饲料预混料及农用化学品中用作理想载体,能够替代化学物质,保护水果作物免受紫外线照射,且具有环保特性;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
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
贮干燥处,粉末瓷瓶装,防尘。