石棉：元素，矿业，用途

石棉是一个商业术语，包括六种受管制的石棉硅酸盐（硅 + 氧）矿物。由于这组硅酸盐矿物可以很容易地分离成柔韧、耐热和化学惰性的细而结实的纤维，因此石棉矿物曾被广泛用于各种产品中。然而，由于对健康的不利影响，石棉在美国的使用已大大减少。以2013年为例，总用量仅为950吨，全部为温石棉，产自巴西。由于健康和安全法规不那么严格，许多其他国家仍在开采石棉并将其用于绝缘产品。

类型
矿物

矿物分类
硅酸盐

化学式
Mg3(Si2O5)(OH)4 - 温石棉；Fe7Si8O22(OH)2 – 铁铁矿；Na2Fe2+3Fe3+2Si8O22(OH)2 – 青石棉；Ca2Mg5Si8O22(OH)2 – 透闪石石棉；Ca2(Mg, Fe)5(Si8O22)(OH)2 – 阳起石石棉；(Mg, Fe)7Si8O22(OH)2 – 直闪石石棉

条纹
白色的

莫氏硬度
2.5-3

晶系
单斜晶系、正交晶系

颜色
灰色、白色、蓝色、绿色

光泽
丝滑的

断裂
纤维状的

与矿业的关系
石棉的开采历史已有 4,000 多年，早在公元前 2500 年就有使用证据。1800 年代初期，当意大利人建立纺织制造业时，出现了小型石棉工业。直到 1880 年之后，在加拿大和俄罗斯发现了大型温石棉矿床，在南非发现了铁石棉和青石棉矿床，石棉的使用才显着增加。这些矿床的开发提供了大量稳定的石棉供应，使石棉行业得以发展。这种扩张在 1975 年达到顶峰，超过 25 个国家开采石棉。从 20 世纪 70 年代初开始，越来越多的反对使用石棉的声音开始影响全球需求。许多矿山、制造商和石棉产品的安装商或用户开始面临越来越多的集体诉讼。结果，许多短纤维石棉资源被丢弃并被替代品取代。今天，实际上唯一仍在开采的石棉形式是长纤维温石棉。

石棉采矿
温石棉采矿是通过一系列采矿实践和设备开发的。最初，浅层露天作业采用最简单的手工方法。后来，当坑达到相当深度时，使用了架空索道井架。现在，电铲和重型卡车已经取代了露天采石方法的其他装载和运输设备。

在其早期历史中，大多数温石棉是在加拿大使用地下方法开采的，包括采光孔、收缩和分层回采以及块状崩落法。现在露天采矿盛行。露天采矿在回收率、品位控制、经济性和安全性方面具有优势。向露天采矿的转变主要是由于引入了大容量电铲、具有更高有效载荷能力的卡车、改进的凿岩设备以及新的爆破剂和技术。

在非洲，温石棉仍在地下开采。大多数矿体呈板状，倾斜度明显，较早达到采石场开采的经济极限。较大矿山的矿石宽度通常在 20 到 60 m 之间，最大可达 120 m。一些矿体很长，特别是在津巴布韦的沙巴尼区。在一个案例中，开发沿走向延伸了 5 公里，并且正在开发或钻探钻石深度超过 300 米。

已经使用了几种地下方法。分段停止和崩落可以通过从分段横切向上钻的爆破孔开始，首先从上盘一侧开始，然后向下盘后退相当大的宽度。发展和撤退也可能沿着矿石的走向。在某些情况下，拱形效应往往会产生高压。这些压力可以通过切割可能延伸到表面的垂直槽来释放。在分段回采法中，也可以跨矿体中心开槽。从地下巷道呈扇形散开的洞被炸向槽口，采矿从开口处向两个方向系统性地撤退。

用途
石棉用于制造耐热产品。长石棉纤维是首选，而短纤维的价格只是其中的一小部分。石棉以前在建筑施工中的用途（例如学校的防火天花板）已基本消失，尽管石棉仍用于制造石棉水泥产品、汽车和卡车制动器、屋顶铸件以及将纤维包裹在其他材料，不太可能成为自由浮动的。

含有石棉（沥青涂料）的屋顶产品占美国消费量的一半以上。刹车片和垫圈等摩擦产品约占另外 20%。石棉也用于一些专门的混凝土产品。