石棉是棉花吗？

石棉： 矿物产品

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。但是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。

特点

高抗张强度

发展历史

石棉很早就用于织布，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。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。

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。

2002 年7 月1 日之前，石棉在船上得到广泛的使用。由于其对人体和环境的危害，国际海事组织(IMO) 以MSC.99(73)形式通过了SOLAS 2000 年修正案，要求2002 年7月1 日及以后，对所有船舶，除了规定的高温/高压环境下使用的水密接头和内衬、特定的叶片和高温下的绝缘装置外，不允许含有石棉材料的新的设备、装置和材料装船使用。

2009 年6 月5 日，国际海事组织(IMO)以决议形式通过了MSC.282(86)决议--关于SOLAS 公约修正案。就石棉在船上的使用作了进一步修订, 要求自2011 年1 月1 日起，对于所有船舶，应禁止新装含有石棉的材料。就此条规定，中国船级社(CCS)曾颁布第30 号(总第30 号)通函，要求审图和检验部门应依据新的Reg,II-1/3-5.2 条要求进行审图和检验。

2009 年5 月15 日IMO 通过的《2009 年香港国际安全与无害环境拆船公约》(以下简称"香港公约"，待生效)，石棉被列入附录1"有害物质的控制"，明确要求所有船舶，应禁止新装含有石棉的材料(见CCS2010通函第11 号总第11 号)。

就公约文字而言，并未要求船级社一定要检测产品中是否含有石棉，但船厂必须出具无石棉声明，从而延伸到产品厂也可能被船厂要求出具相应的无石棉声明。为了便于船东、船厂及船用产品制造厂执行上述公约、通函的要求，更加便捷可靠的选取无石棉成分的船用产品，CCS2011通函38号已制定相关的规定，提供自愿性船用产品无石棉认可服务，对船用产品中是否含有石棉成分进行第三方符合性验证，以满足经MSC.282(86)修订的SOLAS公约中船舶禁止新装含有石棉材料的要求。企业可以委托相关检测部门或第三方检测机构如SGS进行无石棉评估。

分类方法

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，它是石棉中产量最多的一种，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。

原理

石棉尾矿即蛇纹石，是以蛇纹石矿物(3MgO·2SiO2·2H2O)为主要成份的岩石,其理论组成(%)是:MgO,43;SiO2,44.1;H2O,12.9。当与适量白云石(CaCO3·MgCO3)配合煅烧后，能生成以方镁石为主要矿物，C3S、C2S为结合物的镁钙质耐火材料。

蛇纹石石棉

也称纤维蛇纹石石棉，或温石棉(chrysotile)，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。其中MgO 43.0% SiO2 44.1% H2O 12.9%。

蛇纹石石棉呈白色或灰色，半透明;硬度:2.0~2.5，密度2.49~2.53，轴向抗张强度:3000Mpa，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。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

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)。

蓝石棉:化学组成:Na2Fe5[Si4O11]2(OH)2，MgO 1.37% SiO2 51.94%

直闪石石棉:(MgFe)7[SiO8O22](OH)2， MgO 28~34% SiO2 56-58%

透闪石石棉:Ca2(Mg~Fe)5[Si4O11]2(OH)2， MgO 0~30% SiO2 53-62%

铁石棉:(MgFe)7[Si4O11]2(OH)2， MgO 15.31% SiO2 54.33%

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。

理化性质

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。中国发现最长的石棉纤维达2.18米，是目前世界上最长的。

物理性质

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，石棉纤维的结构水析出，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。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%。

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世界第一。

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。最大的纤蛇纹石矿藏位于俄罗斯联邦的乌拉尔山脉。

开采加工

世界范围

2003年世界生产石棉总量约为206万吨，比2002年减少7万吨。俄罗斯产量占世界第一位,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。

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。

中国范围

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、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。

测试方法

石棉测试方法很多，由于石棉出现的环境不同，评价目的不同，选择的方法也不同，因此没有哪一种测试可以解决全部问题。只有将其相结合才能保证检测的有效性和准确性。根据石棉检测实践，并参考国内外相关标准，主要采用XRD 与PLM两种仪器相结合的手段作为工业产品中石棉检测的技术方法。

X射线衍射仪(XRD)测试原理为每种矿物都具有其特定的X射线衍射数据和图谱，其衍射峰的强度与其含量成正比关系，据此来判断试样中是否含有某种石棉矿物并测定其含量。该方法可辨石棉种类，并进行定量分析;偏光显微镜(PLM)主要是通过观测矿物晶体形态、折光率、干涉色、色散、延性、颜色、多色性、解理、轮廓、突起、糙面、贝克线等特征鉴定石棉矿物;XRD 可以检测出石棉矿物，但是无法确认其形貌是否为纤维状，因此需要采用PLM 进行确认，通过这两种设备结合分析。