Кіріспе
Ыстыққа ұшырағанда айтарлықтай кеңейетін сулы филлосиликатты минерал.
Вермикулит – ыстыққа ұшырағанда айтарлықтай кеңейетін сулы филлосиликатты минерал. Минерал жеткілікті түрде қызғанда қабаттасу (басқа сілтемелер: А, В) жүзеге асады; коммерциялық пештер бұл эффектіні үнемі тудыра алады. Вермикулит биотит немесе флогопиттың үгілуі немесе гидротермалық өзгерісі нәтижесінде пайда болады. Ірі коммерциялық вермикулит кен орындары АҚШ, Ресей, Оңтүстік Африка, Қытай және Бразилияда орналасқан.
Пайда болуы
Вермикулит алғаш рет 1824 жылы Миллбери, Массачусетс штатында табылған. Оның атауы латын тіліндегі "vermiculare" сөзінен шыққан, яғни "құрттар өсіру" мағынасын білдіреді, себебі қыздырғанда оның қабаттары жапырақтанғандай болады.
Құрылымы
Вермикулит – 2:1 балшық, яғни әрбір октаэдрлі қабатқа екі тетраэдрлі қабаттан келеді. Бұл орташатай сығылу-көлемудеу қабілетіне ие, шектеулі кеңейетін балшық. Вермикулиттің катион алмасу қабілеті (CEC) 100–150 мекв/100 г құрайды. Вермикулит балшықтары – бұл ауа райының әсерінен ыдыраған микалар, олардағы молекулалық қабаттар арасындағы калий иондары магний мен темір иондарымен алмастырылған.
Кальций кремнийлі тақталар
Қапталған вермикулит кальций силикаты қоспасына қосылады. Содан кейін, престеу арқылы немесе Фурдринер/Магнини/Хатшек процестерінің бірін қолдану арқылы суы алынып, жазық тақта жасалады. Бұл тақта сосын 10–15 бар қысыммен 24 сағатқа дейін қыздырылып, кептіріледі.
Тежегіш қабықшалары
Беті жұқарып алынған вермикулиттің іріктемелі сорттары негізінен автокөлік нарығы үшін тежегіш қаптамаларында қолданылады. Вермикулитті тежегіш қаптамаларында пайдалануға ыңғайлы ететін қасиеттері – оның жылуға төзімділігі, басқа шикізаттармен біртекті қоспа жасауға оңай келуі, сондай-ақ оның пішіні мен беттік қасиеттері.
Қонақ үйлер мен едендер үшін арналған шыршалар және оқшаулағыш бетон
Экфолиацияланған вермикулит (әдетте ұсақ түйіршіктілері) портленд цементімен және басқа да қоспалармен, реологиялық жақсартқыштармен және сумен араластырылып, жеңіл және жылу оқшаулағыш қасиеттері бар төбе және еденге арналған бетонды шпалдар жасау үшін құрылыс орнында қолданылуы мүмкін. Көптеген жағдайларда вермикулит негізіндегі төбе шпалдары басқа жылу оқшаулағыш материалдармен, мысалы, полистирол плиталарымен бірге толыққанды шатыр жүйесін құру үшін пайдаланылады. Экфолиацияланған вермикулит битумды байланыстырғыш затпен қолданылып, құрғақ, жеңіл төбе шпалын жасауға болады, ол төмен жылу өткізгіштігімен, ылғалдың аз мөлшерімен және оңай орнатылуымен (қаптан құйып, содан кейін тығыздау арқылы) сипатталады.
Топырақсыз өсіру ортасы
Қабыршақталған вермикулит кәсіби бағбандар мен үй шаруашылығындағы бағбандар үшін топырақсыз өсіру ортасын жасау үшін торф немесе компостталған қарағай қабығы сияқты басқа материалдармен қоса қолданылады. Бұл қоспалар тамырдың жылдам өсуіне көмектеседі және жас тамырларды тез бекітеді. Аралас құрамы ауа, өсімдіктерге қажетті қоректік заттар мен ылғалды сақтап, өсімдікке қажет болғанда оларды босатады. Мұндай қоспаларды Бодли мен Шелдрейк алғаш рет қолданды. Қабыршақталған вермикулит гидропоникада өсіру үшін де қолданылады.
Тұқымның өсіп-өнуі
Тұқымдарды өсіру үшін вермикулитті жалғыз немесе топырақпен немесе торфпен араластырып қолданады; суару мөлшері өте аз болуы керек. Егер вермикулитті жалғыз қолданса, көшеттердің алғашқы нақты жапырақтары пайда болған кезде әлсіз тыңайтқыш ерітіндісімен қоректендіру қажет, мысалы, 5 10 5 ерітілетін тыңайтқыштың бір шай қасығын бір АҚШ галлоны суға ерітіп, көшет ауыстырылған кезде біртіндеп бір ас қасыққа дейін (1:256 арақатынас) арттыру керек.
Тамырлы дақылдарды сақтау
Контейнерге салынған түймешіктердің айналасына вермикулит құйыңыз. Егер жиналған түйіршіктер болса, оларды бірнеше сағат күнге кептіріңіз, содан кейін картон қораптарға немесе бұшақ себеттерге салып, вермикулитпен жабыңыз. Вермикулиттің сіңіру қабілеті сақтау кезінде шіру мен ылғалдың өзгеруін болдырмайтын реттегіш қызметін атқарады. Ол сақталған түйірдің ішіндегі ылғалды сіңірмейді, бірақ сырттанғы суды сіңіріп алып, сақтау кезінде шірудің алдын алады.
Топырақ кондиционері
Егер топырақ ауыр немесе жабысқақ болса, топырақ көлемінің жартысына дейін вермикулитті топырақ жақсартушы ретінде ақырап араластыру ұсынылады. Бұл ауа өткізгіш каналдар жасап, топырақ қоспасының «тыныс алуына» мүмкіндік береді. Гүлзарларда, көкөніс бақтарында немесе горшоктерде вермикулит қосу өсімдіктердің қарқынды өсуі үшін қажетті ауаны қамтамасыз етеді. Ал құмды топыраққа вермикулит қосылса, топырақ өсу үшін қажетті су мен ауаны ұстап тұра алады.
Бос толтыру изоляциясы ретінде
Суды қайтаратын затпен өңделген қабыршақталған вермикулит қабырға құрылысының және қуыс блоктардың тесіктері мен қуыстарын толтыру үшін қолданылады, бұл өртке төзімділігін (мысалы, Underwriters Laboratories қабырғалар мен бөліктердің жобалары), жылу оқшаулауын және дыбыс өткізбеу қасиеттерін жақсартады. Кеңейтілген вермикулит сонымен қатар үйлердің шатырларында және қабырғаларында, су жылытқыштарда, өрттен қорғайтын сейфтерде, пештерде, қыздыру қазандықтарында және тоңазытқыштарда жылу оқшаулағышы ретінде пайдаланылған.
Жалынға төзімді/оқшаулағыш және құюға жарамды қоспалар
Қалшықталған вермикулит жоғары алюминийлі (кальций алюминаты деп те аталады) цементтермен және кеңейтілген тақта, саз, шайыр немесе натрий силикаты сияқты басқа қоспалармен біріктіріліп, отқа төзімді/оқшаулағыш бетон және ерітінділер жасауға қолданылады. Осы өнімдердің қолданыла бастаған кезінде, олар орнату орнында немесе оған жақын жерде дайындалатын. Кейбір шектеулі жағдайларда бұл әлі де сақталып келеді; алайда, қазір көбінесе алдын ала дайындалған, авторлық құқықпен қорғалған қоспалар қолданылуда. Вермикулит қосылған қоспалар, беріктігі мен коррозияға/тозуға төзімділігі екінші дәрежелі маңызға ие болған жерлерде қолданылады, ал ең маңызды фактор – орнатылған отқа төзімді қаптаманың жылу оқшаулау қасиеттері. Бұл қоспалар темір және болат, цемент және көмірсутек өңдеу сияқты салаларда қолданылады.
Өртке қарсы қорғаныс
Өртке төзімді қабырға тақтасына қосымша ретінде.
Жоғары температуралық қаптама
Вермикулит дисперсиялары әдетте сұйық ортада химиялық немесе физикалық тұрғыдан өте ұсақ қабатталған вермикулиттен тұрады. Бұл дисперсияларды тегіс, төмен беттік энергиясы бар пластикке құйып, кептіру арқылы вермикулит "қағазы" жапқан парақтар жасауға болады. Нәтижедегі парақты пластиктен ажыратуға болады. Вермикулит дисперсияларының қолданылу салаларына жоғары температураға төзімді жабындар немесе құрылыс материалдарына арналған байланыстырғыштар, тығыздағыштар, арнайы қағаздар/текстильдер, көміртекті композиттерге тотығуға қарсы жабындар және пленкаларға арналған кедергі жабындары кіреді.
Қалдықтарды өңдеу
Қалдықтарды өңдеу: вермикулиттің катион алмасу қабілеті (1 кг-ға 1000 миллиэквивалентке дейін) оны сарқынды суларды тазарту, химиялық өңдеу және шахталардағы ауаның, сондай-ақ өнеркәсіптік процестердегі газдардың ластануын бақылау сияқты процестерде қолдануға мүмкіндік береді. Ион алмасу қасиеттерінен басқа, қабыршақтанған вермикулит жеке бөлшектердің қабаттар аралық кеңістіктерінде, әрі бөлшектер арасында сұйықтықты сақтай алады.
Басқалар
Орам материал ретінде жоғары сіңіру қабілетімен бағаланады. Әртүрлі жануарлар үшін субстрат және/немесе жұмыртқаларды инкубациялау ортасы ретінде. Гипс, арнайы бетон қоспалары, өрт сөндіруші ерітінді және цементті шашыруға арналған жеңіл толтырғыш ретінде: Экфолиацияланған вермикулит қолмен және шашыратылатын жалпы құрылыс пластырында жабысуды, қолдануды жеңілдету, әртүрлі субстраттарға жабысу, отқа төзімділік және сыну/жарылу/қырысуға төзімділікті арттыру үшін қолданылады. Өрттен қорғайтын жастықтардың ішкі толтыру құрамы ретінде графитпен бірге. Құрғақ қолдану және ауылшаруашылық химиялық заттарының баяу шығарылуы үшін тасымалдаушы ретінде. Ыстық жабу ретінде: темір өнеркәсібінде экфолиацияланған және шикі вермикулиттер ыстық жабу үшін қолданылған. Еріген металл құйылғанда, шикі вермикулит бірден экфолиацияланып, оқшаулағыш қабатты құрайды, бұл материалды келесі өндіріс процесіне көп жылу жоғалтпай жеткізуге мүмкіндік береді. Шыны үрлеу, шам жасау, болат конструкциялар және шыны моншақтар жасауда ыстық бөлшектерді баяу салқындатуға мүмкіндік береді. Жер астындағы бассейндерде тегіс негізді қамтамасыз ету үшін қолданылады: Экфолиацияланған вермикулиттің ұсақ фракциялары және Портланд цементі бассейн винил қаптамасының негізін жасау үшін орында немесе зауытта алдын ала араластырылуы мүмкін. Бұл қоспалар роторлық-статорлық сорғы арқылы немесе қолмен құйылады. Коммерциялық қол жылытқыштарда қолданылады. AGA плиталарында жылу оқшаулағышы ретінде қолданылады. Жарылғыш заттар сақтау кезінде жарылыс күшін азайтатын материал ретінде қолданылады. Қатты түрде кәдеге жарату үшін қауіпті сұйықтықтарды сіңіру үшін қолданылады. Газ каминдерінде көмірді имитациялау үшін қолданылады. Саңырауқұлақ өсіру үшін субстраттың құрамы ретінде қолданылады.
Өшірілген вермикулитті коммерциялық өндіру
2014 жылы Оңтүстік Африка, Бразилия, АҚШ және Қытай қазбадан алынған, шоғырланған және жапырақтанбаған вермикулиттің ең ірі өндірушілері болды, олар әлемдік өндірістің шамамен 90% құрады. Оңтүстік Африканың өндірісі төмендеп, Бразилияның өндірісі айтарлықтай артып келеді. Кейбір вермикулитті өңдеушілер мен эксфолиаторлар нақты өнімдерге маманданған, олар кең ауқымды салаларда сатылады, ал кейбіреулері техникалық талаптары азырақ, түрлі соңғы өнімдерді шығарады. Кейбір вермикулит эксфолиаторлары төмен бағалы перлитпен де қосып қолданады. Вермикулит эксфолиаторларының мүдделерін қорғау және ақпарат алмасу үшін The Vermiculite Association деп аталатын халықаралық сауда қауымдастығы бар.
Асбестпен ластану
Вермикулиттің бәрінде асбест болмаса да, 1990 жылдардың басына дейін кейбір өнімдер асбест қосқан вермикулиттен жасалған. Бүкіл әлемдегі вермикулит кен орындары қазір үнемі тексеріледі және асбестсіз өнімдерді сатуға тиіс. Монтана штатының Либби қаласындағы бұрынғы вермикулит кенішінде тримолит асбестің, сондай-ақ винхит пен рихтерит (екі талшықты амфибол) кездесетін. Шындығында, ол ластағыштармен бірдей геологиялық процестер арқылы жер астында пайда болған. Таза вермикулит асбестсіз және зиянсыз. Лас вермикулитте асбесттен басқа, диопсид немесе биотит немесе флогопит алғашқы минералдарының іздері болуы мүмкін.
Денсаулыққа қауіп төндіретін мәселелер
АҚШ-тағы ең ірі және ең көне вермикулит кеніші 1920 жылдары Монтана штатының Либби қаласында ашылды және вермикулит «Зоналит» коммерциялық атауымен сатылды. «Зоналит» бренді мен кен орнын 1963 жылы W. R. Grace and Company компаниясы сатып алды. Либби кенішіндегі кен өндіру жұмыстары 1990 жылы асбестпен ластануға байланысты тоқтатылды. Либби кеніші жұмыс істеген кезде әлемдік вермикулит өндірісінің 80% осы кеніште шығарылған болуы мүмкін. АҚШ үкіметі вермикулиттің 35 миллионнан астам үй шаруашылығында қолданылғанын есептейді, бірақ оны алып тастауды ұсынбайды. Дегенмен, 1990 жылдардың ортасына дейін салынған және әсіресе «Зоналит» бренді бар екені белгілі үйлер мен құрылыстарда асбест болуы мүмкін, сондықтан денсаулыққа қауіп төндіруі мүмкін. 2006 жылдың 3 желтоқсанында «Солт-Лейк Трибьюн» газетінде жарияланған мақалада вермикулит пен «Зоналит» құрамында асбест табылғаны хабарланды, бұл асбестке байланысты қатерлі ісіктерге әкелген. Мақалада W. R. Grace and Company және басқа да компаниялар вермикулитпен байланысты денсаулық қатері туралы ақпаратты жасырғаны және EPA тұзды көл аймағындағы бірнеше учаскелерді асбестпен ластану анықталғаннан кейін тазартқаны айтылды. W. R. Grace and Company бұл айыптауларды жоққа шығарды. Монтана штатының Либби қаласындағы кеніштегі вермикулит кен орны асбестпен күшті ластанған (және қазір де ластанған). Көптеген адамдар асбест қоршаған зиянды вермикулит шаңына қасақана ұшырады. Кеніш 1920 жылдан бері жұмыс істеп келді, өкінішке орай, 1963 жылы W. R. Grace and Company компаниясы кенішті сатып алғанға дейін қоршаған ортаны және өндірісті бақылау шаралары дерлік болған жоқ. Бірақ адам денсаулығына қауіп төндіретінін білгеніне қарамастан, кен өндіруші компания 1990 жылға дейін жұмысын жалғастырды. Осының салдарынан Либбидің көптеген бұрынғы кеншілері мен тұрғындары зардап шекті және денсаулық проблемаларымен күресуде. Қаладағы 400-ден астам адам жақын жердегі «Зоналит» тауынан вермикулит кенін өндіруден туындаған ластану салдарынан асбестке байланысты аурулардан қайтыс болды, ал топырақ үлгілерінде асбесттің өте қауіпті түрі саналатын талшықты тремолит табылды. Сонымен қатар, көптеген адамдар үйлерін «Зоналит»пен жылытқаннан кейін асбестке байланысты ауруларға шалдықты, олардың көпшілігі еңбек қызметінде асбестке ұшырамаған. 1999 жылы «Сиэтл Пост Интеллигенсер» газеті қалада асбестке байланысты аурулардың көп екенін хабарлағаннан кейін, EPA саяси қысымға жауап ретінде учаскені тазалауды басымдыққа қойды және Либбиді АҚШ тарихындағы уытты заттарға байланысты қоғамдық денсаулыққа ең ауыр зиян келтірген жағдай деп атады. Қоршаған ортаны қорғау агенттігі тазалау жұмыстарына Суперфондтан 120 миллион доллар жұмсады. АҚШ үкіметі бірнеше бұрынғы басшылар мен менеджерлерге қызметкерлердің денсаулығына қауіп төндіретінін ескермегені және жасырғаны үшін қылмыстық айып тақты. Сот 2009 жылдың 8 мамырында барлық айыпталушыларды ақтап шықты. 2009 жылдың 17 маусымында ЭПА Либбиде және оның маңындағы аудандардағы денсаулық сақтау бойынша төтенше жағдай жариялады, бұл федералдық агенттіктерге денсаулық сақтауды қаржыландыруға және зақымдалған үйлерден ластанған жылу оқшаулағыштарды алып тастауға мүмкіндік берді.