Вермикулит

Вермикулит
Формула	(Mg+2, Fe+2, Fe+3)3 [(AlSi)4O10]⋅(OH)2⋅4H2O
Статус IMA	унаследованный минерал
Физические свойства
Цвет	бурый, желтовато-бурый, золотисто-жёлтый, бронзово-жёлтый, зеленоватый до черноватого.
Цвет черты	белая, желтоватая, блестящая
Блеск	жирный, стеклянный (на плоскостях спайности перламутровый)
Твёрдость	1—1,5
Спайность	хорошая по базису (001)
Излом	минерал расщепляется на тонкие листочки
Плотность	2,4—2,7 (вспученного — 0,065—0,130) г/см³
Кристаллографические свойства
Сингония	моноклинная сингония
Медиафайлы на РУВИКИ.Медиа

Вермикули́т (от лат. vermiculus — червячок) — минерал из группы гидрослюд, имеющих слоистую структуру. Продукт вторичного изменения (гидролиза и последующего выветривания) тёмных слюд биотита и флогопита. Минерал представляет собой крупные пластинчатые кристаллы жёлтого или бурого цвета. Химический состав отвечает формуле (Mg⁺², Fe⁺², Fe⁺³)₃ [(Al,Si)₄O₁₀]·(OH)₂·4H₂O, которая приблизительна, так как вермикулит обычно содержит примеси.

Этимология названия

Название вермикулита произошло от лат. vermiculus, что означает «червячок», так как при нагревании кристаллов минерала образуются похожие на червяков нити или столбики золотистого или серебристого цвета с поперечным делением на тончайшие чешуйки (вспученный вермикулит).

Синонимы

• Бродрикит (brodrickite)
• Калсаджиит (culsageeite)
• Джефферисит (jefferisite)
• Зонолит (zonolite)

Разновидности

• Батавит (batavite) — безжелезистая разновидность вермикулита, обнаруженная в Германии (Kropfmuhl Mine, Bavarian Forest, Lower Bavaria).
• Медный вермикулит (copper vermiculite) — медьсодержащая разновидность вермикулита.
• Истонит (eastonite) — серебристо-белый вермикулит.
• Лукасит (lucasite) — хромистый вермикулит.
• Ваалит (vaalite) — разновидность вермикулита со стехиометрической формулой (Mg,Fe)₇(Si,Al,Fe)₈O₂₀(OH)₄⋅2H₂O, обнаруженная в Южной Африке.

Свойства

• твёрдость по минералогической шкале 1—1,5;
• плотность 2,4—2,7 г/см³ (вспученного — 0,065−0,130 г/см³);
• температура плавления 1350 °C;
• не поддаётся истиранию и по смазочным свойствам подобен графиту;
• при нагревании до температуры 900—1000 °C увеличивается в объёме в 15—25 раз;

Вермикулит биологически стоек — не подвержен разложению и гниению под действием микроорганизмов, не является благоприятной средой для насекомых и грызунов, а также химически инертен — нейтрален к действию щелочей и кислот. Обожжённые массы вермикулита свободно плавают на поверхности воды.

Месторождения

Впервые вермикулит обнаружен в начале XIX века, промышленное применение получил лишь спустя 100 лет. В 1925 году началась разработка первого крупного месторождения Либби в США, которое обеспечивает до 85 % общего производства вермикулитового концентрата в стране. Месторождение разведано на глубину до 240 м.

В 1936 году в северо-восточном Трансваале в ЮАР было открыто второе крупнейшее в мире месторождение — Лулекоп.

В США создана Американская вермикулитовая ассоциация (англ. American vermiculite association), объединяющая производителей и потребителей, связанных с освоением вермикулита. В Институте вермикулита (англ. Vermiculite Institute) в Чикаго ведётся изучение и разработка технологии производства изделий из минерала.

В настоящее время вермикулит добывают в Западной Австралии, США (штат Монтана, Колорадо, Вайоминг, Северная Каролина, Джорджия), Уганде, ЮАР, Казахстане (Кулантауское месторождение в ЮКО), Узбекистане (Каракалпакия) и на Украине.

Вермикулитовые месторождения России

В начале 1930-х годов вермикулит начали добывать на Булдымском месторождении в Челябинской области для экспорта в США, в 1934 году эксплуатация этого месторождения была прекращена из-за несоответствия требованиям к качеству руды.

Во второй половине 50-х годов XX века, в связи с открытием на Кольском полуострове в Мурманская области одного из крупнейших в Европе месторождений этого минерала — Ковдорского, по всей стране начали проводить научно-исследовательские и геологоразведочные работы по вермикулиту. 30 исследовательских организаций, в том числе УралНИИстромпроект (нынешний НИИСТРОМ).

Под руководством Якуба Ахмедовича Ахтямова, директора УралНИИстромпроект (одной из более, чем более 30 организаций, привлечённых к проекту), были проведены глубокие исследования свойств вермикулита практически всех месторождений СССР и разработаны новые способы обогащения и обжига вермикулита, а также создано промышленное оборудование, используемое на десятках предприятий страны и за рубежом (в Испании и Австралии). Якуб Ахмедович считаться основателем отечественной вермикулитовой промышленности. За свой вклад в отрасль в 1979 году он стал лауреатом премии Совета Министров СССР, получил звание заслуженного изобретателя Российской Федерации. За короткий срок вермикулитовые месторождения были открыты на Урале, в Сибири, на Дальнем Востоке, в Приазовье и Казахстане. В 70-х годах были известны 25 месторождений и свыше 30 рудопроявлений этого минерала с запасами около 200 млн тонн.

На Урале было открыто 3 месторождения: Булдымское, Ольгинское и Потанинское. Понатинское месторождение недалеко от города Кыштым (Челябинская область), открытое в 1961 году, сейчас является основой сырьевой базы вермикулитовой промышленности Урала и России.

Ресурсы вермикулита также находятся в Татарском месторождении (Красноярский край), Кокшаровском месторождении (Приморский край), верховьях пади Улентуй и города Слюдянка (Иркутская область).

Применение

Вспученный вермикулит

В хозяйственной деятельности применяется исключительно вспученный вермикулит (см. Вермикулитобетон).

Растениеводство

Наибольшую популярность вермикулит приобрёл в растениеводстве. Он обладает высоким коэффициентом водопоглощения — 400—530 % (100 г вермикулита поглощают 400—530 мл воды). Он легко впитывает влагу и так же легко отдаёт её, создавая оптимально влажную среду для питания корней растений. В сельском хозяйстве вермикулит используют для улучшения структуры почв; его даже называют «агрономической» горной породой.

Вермикулит можно использовать в чистом виде и в смесях с грунтом для проращивания семян, укоренения черенков. В чистом виде применяют в качестве субстрата для выращивания растений на гидропонике. Также его используют в качестве:

• дренажа для комнатных растений;
• аэрации почвы,
• повышения влагоудерживающей способности грунта;
• мульчи;
• субстрата для хранения луковиц и клубней в зимнее время.

Животноводство

Вермикулит используется для содержания домашних животных (кошачьи туалеты, грунт для змей, пауков). Также его используют для инкубации яиц рептилий.

Промышленные изделия

Из вермикулита изготавливают теплоизоляционные изделия, звукопоглощающие материалы, в том числе в авиации и автомобилестроении, лёгкие бетоны, декоративные штукатурные растворы. Кроме того, его применяют в качестве наполнителя при изготовлении обоев, резин, пластмасс, красок, ядохимикатов, в производстве антифрикционных материалов. Адсорбент газообразных и жидких промышленных отходов.

В атомной энергетике

В атомной энергетике вермикулит применяется как отражатель гамма-излучений и поглотитель излучения радиоактивных изотопов химических элементов, например, стронция-90, цезия-137, кобальта-58.

Изоляционные материалы

Вермикулит используют для производства тепло- и огнезащитных материалов: в составе огнезащитных покрытий, как термоизоляционный наполнитель огнестойких дверей, наполнитель тепло- и звукоизоляционных строительных смесей.

• температура применения — от −260 °C до +1200 °C;
• рН 6,8−7,0 (слабокислый — нейтральный);
• содержание магния — 10−14 %, калия — 3−5 %, кальция — 1,2−2 %, марганца — 0,8−1 %, железа — 5,6−6,5 %, кремния — 34−36 %.

Загрязнение асбестом

Вермикулит может быть загрязнён асбестом, так как геологические процессы формирования обоих минералов схожи. В настоящее время вермикулитовые шахты по всему миру регулярно проверяются и предполагается, что их продукция не должна содержать асбест.

Чистый вермикулит не содержит асбест и не токсичен.

См. также

• Вспученный перлит

Примечания

Литература

• Алишер Хожабаев. Теплоизоляционные материалы на основе вермикулита // Общество и инновации. — 2021. — № 9/S. — doi:10.47689/2181-1415-vol2-iss9/S-pp199-202.

Ссылки

• Доклад А. И. Нижегородова на конференции 2010 о новом способе вспучивания вермикулита (недоступная ссылка)
• ГОСТ 12865-67 «Вермикулит вспученный»
• Сетинская О. А. Вопросы применения вермикулита в комнатном цветоводстве  (неопр.). donnaflora.ru. Дата обращения: 23 июля 2014.
• Вермикулит/01.10.2012 г. Калачева-Лежнева Н. Г. «Кыштым74.ру»