バーミキュライト

バーミキュライト
一般的な
カテゴリ	フィロケイ酸塩
式 （繰り返し単位）	(Mg,Fe 2+ ,Fe 3+ ) 3 [(Al,Si) 4 O 10 ](OH) 2・4H 2 O
IMAシンボル	ヴルム[1]
ストルンツ分類	9.EC.50
結晶系	単斜晶系
クリスタルクラス	角柱型（2/m） （HM記号と同じ）
空間群	C2/m
単位セル	a = 5.24 Å、b = 9.17 Å c = 28.6 Å; β = 94.6°; Z = 2
識別
色	無色、白、黄、緑、茶、黒
クリスタル習慣	大きな結晶板から粘土サイズの粒子まで、層状から鱗状まで
胸の谷間	{001} に最適
粘り強さ	柔軟
モース 硬度	1.5～2
光沢	脂状またはガラス状（劈開面では真珠状）
連勝	白色または黄色がかった、半透明、光沢があり、場合によっては薄茶色または緑がかった色をしています。たとえば、パラボラ バームキュライト。
透けて見える	半透明
比重	2.4～2.7（剥離時は0.065～0.130）
光学特性	二軸（−）
屈折率	n α = 1.525 – 1.561 n β = 1.545 – 1.581 n γ = 1.545 – 1.581
複屈折	δ = 0.020
多色性	XはYやZよりも淡い色合いです
参考文献	[2] [3] [4]

バーミキュライトは含水 フィロケイ酸 塩鉱物で、加熱すると大きく膨張します。鉱物が十分に加熱されると剥離が起こり、商業用の炉ではこの現象が日常的に生じます。バーミキュライトは黒雲母または金雲母の風化または水熱変質によって形成されます。^[3]大規模な商業用バーミキュライト鉱山は、米国、ロシア、南アフリカ、中国、ブラジル にあります。

バーミキュライトは、1824年にマサチューセッツ州ミルベリーで発見されたことが初めて記載されました。バーミキュライトの名前はラテン語の vermiculare（「虫を育てる」）に由来しており、加熱すると剥がれる様子に由来しています。^{[5] [3]}

典型的には、輝石岩やダナイトなどの珪長質岩と苦鉄質岩または超苦鉄質岩との接触部分の変質生成物として発生する。また、炭酸塩岩や変成したマグネシウムに富む石灰岩にも含まれる。関連する鉱物相には、コランダム、アパタイト、蛇紋石、タルクなどがある。緑泥石、黒雲母、金雲母と層状に発生する。^[2]

バーミキュライトは 2:1粘土で、1 つの八面体シートに対して 2 つの四面体シートがあります。収縮-膨張容量が中程度の、膨張が制限された粘土です。バーミキュライトは、100～150 meq /100 g という高い陽イオン交換容量(CEC)を持っています。バーミキュライト粘土は、分子シート間のカリウムイオンがマグネシウムイオンと鉄イオンに置き換わった風化した雲母です。

このプロセスでは、剥離したバーミキュライトを、ケイ酸ナトリウム、セメント（特定の量）、カリウムを含む化合物などの無機結合剤と混合して、^{[説明が必要]}「土湿り」混合物を生成します。次に、この材料を型に入れて油圧でプレスし、成形部品の厚さに応じて、最高 180 °C の温度で 24 時間まで加熱硬化させます。このような部品は、最高 1150 °C の使用温度に耐えることができ、アルミニウム製錬業界では、氷晶石とアルミナの溶融混合物を含むポットセルの炭素カソードの後ろのバックアップ断熱材としてよく使用されます。成形された形状とボードは、次の用途に使用されます。

• 暖炉
• 高温または耐火断熱材
• 音響パネル
• 構造用鋼材およびパイプの耐火処理

剥離したバーミキュライトをケイ酸カルシウムスラリーに加え、プレスまたはフォードリナー/マグナーニ/ハチェク法のいずれかを使用して脱水し、平らな板状にしてから、圧力（通常 10～15 バール）をかけて最大 24 時間加熱硬化させます。

より細かいグレードの剥離バーミキュライトは、主に自動車市場向けのブレーキ ライニングに使用されています。ブレーキ ライニングに適したバーミキュライトの特性としては、耐熱性、他の原材料に添加して均一な混合物にすることの容易さ、形状と表面特性などがあります。^[要出典]

剥離バーミキュライト（通常はより細かいグレード）を現場でポルトランドセメントやその他の骨材、レオロジー助剤、水に加えると、軽量で断熱性のある屋根や床のコンクリートスクリードができます。多くの場合、バーミキュライトベースの屋根スクリードは、ポリスチレンボードなどの他の断熱材と組み合わせて使用​​され、屋根全体のシステムを形成します。剥離バーミキュライトと一緒にビチューメンバインダーを使用することで、熱伝導率が低く、水分含有量が少なく、設置が簡単（袋から注ぎ入れて突き固める）という利点がある、乾燥した軽量の屋根スクリードができます。^{[引用が必要]}

剥離バーミキュライトは、泥炭や堆肥化した松の樹皮などの他の材料と混合され、プロの園芸家や家庭菜園家のための土壌のない栽培用培地を作ります。これらの混合物は、根の成長を速め、若い根を素早く固定します。この混合物は、空気、肥料、水分を保持し、植物が必要とするときにそれらを放出するのに役立ちます。^{[6]これらの混合物は、ブーデリーとシェルドレイクによって開拓されました。剥離バーミキュライトは}、水耕栽培の栽培用培地としても使用されます。^[要出典]

バーミキュライトは、単独で、または土や泥炭と混ぜて種子の発芽に使用され、水やりはほとんど必要ありません。バーミキュライトを単独で使用する場合、最初の本葉が現れたときに苗に薄い肥料溶液を与えます。たとえば、5-10-5水溶性 肥料を1ガロンの水に対して小さじ1杯（1:768の比率）で、移植時には徐々に大さじ1杯（1:256の比率）まで増やします。^[7]

容器に入れた球根の周りにバーミキュライトをまきます。塊を掘り出したら、数時間日光に当てて乾燥させてから、段ボール箱またはバスケットに入れてバーミキュライトで覆います。バーミキュライトの吸収力は、保管期間中のカビや湿度の変動を防ぐ調整剤として機能します。保管中の塊茎の内部から水分を吸収することはありませんが、外部から自由水を吸収して、保管中の腐敗を防ぎます。

土が重かったり、粘り気があったりする場合は、土壌改良剤としてバーミキュライトを土の半分の量まで軽く混ぜることをお勧めします。こうすると空気の通り道ができ、土壌混合物が呼吸できるようになります。花壇や野菜畑、鉢植えの植物にバーミキュライトを混ぜると、植物の旺盛な成長に必要な空気が供給されます。土が砂質の場合は、バーミキュライトを土に混ぜると、成長に必要な水分と空気を土が保持できるようになります。

撥水剤で処理された剥離バーミキュライトは、石造建築物や中空ブロックの細孔や空洞を埋めるために使用され、耐火性（例：Underwriters Laboratoriesの壁と間仕切りの設計）、断熱性、音響性能を高めます。膨張バーミキュライトは、住宅の屋根裏や壁、給湯器、耐火金庫、ストーブ、炉、冷蔵庫の断熱材としても使用されています。^[8]

剥離バーミキュライトは、高アルミナ（カルシウムアルミネートとも呼ばれる）セメントや膨張頁岩、粘土、スレート、ケイ酸ナトリウムなどの骨材と組み合わせて、耐火/断熱コンクリートやモルタルを製造できます。使用開始当初は、これらの製品は設置場所またはそのすぐ近くでバッチ処理されていました。一部の限られた状況では現在もこれが当てはまっていますが、事前にバッチ処理された独自のミックスがますます使用されるようになっています。バーミキュライトを含むミックスは、強度や耐腐食性/耐摩耗性が二次的な重要性しかなく、最も重要な要素は設置済み耐火ライニングの断熱性能である分野で使用されます。これらのミックスは、鉄鋼、セメント、炭化水素処理などの業界で使用されています。

バーミキュライトは耐火壁板の添加剤として使用されます。

バーミキュライト分散液は、通常、化学的または物理的に非常に細かく剥離されたバーミキュライトを液体媒体に分散させたものです。これらの分散液は、表面エネルギーの低い滑らかなプラスチック片に注ぎ、乾燥させることで、バーミキュライト「紙」シートを作るのに使用できます。出来上がったシートは、プラスチックからはがすことができます。バーミキュライト分散液の一般的な最終用途には、建築材料、ガスケット、特殊紙/繊維、炭素系複合材の耐酸化コーティング、およびフィルムのバリアコーティング用の高温コーティングまたはバインダーへの配合などがあります。

バーミキュライトの陽イオン交換容量(1 kg あたり最大 1,000 ミリ当量) により、廃水、化学処理、鉱山の空気や工業プロセスのガスの汚染制御などの流体浄化プロセスに使用できます。イオン交換特性に加えて、剥離バーミキュライトは、個々の粒子の層間空隙内および粒子自体の間に液体を保持できます。

• 梱包材として、その高い吸収性が高く評価されています。
• 鍛冶作業における冷却基板として。
• 各種動物の培養基や卵の孵化培地として。
• 石膏、独自のコンクリート化合物、防火モルタル、セメント系スプレー耐火材用の軽量骨材として: 剥離バーミキュライトは、手塗りとスプレー塗布の両方の一般的な建築用石膏に使用され、塗布範囲、取り扱いやすさ、さまざまな基材への接着​​性、耐火性、欠け/ひび割れ/収縮に対する耐性を向上させます。
• グラファイトとともに、防火枕の内部充填材の成分として使用されます。
• 農薬の乾燥処理および徐放のためのキャリアとして。
• ホットトッピングとして: 剥離バーミキュライトと粗バーミキュライトの両方が鉄鋼業界でホットトッピングに使用されています。溶融金属に注ぐと、粗バーミキュライトはすぐに剥離して断熱層を形成し、熱をあまり失うことなく材料を次の製造工程に輸送することができます。
• ガラス吹き、ランプワーク、鉄鋼細工、ガラスビーズ製造において、熱い部品をゆっくり冷却するために使用されます。
• 地中プールで滑らかなプール ベースを提供するために使用します。より細かいグレードの剥離バーミキュライトとポートランド セメントを現場で、または工場でプレミックスして組み合わせ、プール ビニール ライナーのベースを形成できます。これらのミックスは、ローター ステーター ポンプを使用して所定の位置にポンプで注入するか、手で注ぎます。
• 市販のハンドウォーマーに使用されます。
• AGA調理器の断熱材として使用されます。
• 爆発物貯蔵庫で爆発緩和剤として使用されます。
• 固形廃棄物として有害な液体を吸収するために使用されます。
• ガス暖炉で残り火を再現するために使用されます。
• 菌類の培養用基質の一部として使用される。

2014 年、南アフリカ、ブラジル、米国、中国は、採掘、濃縮、未剥離バーミキュライトの主要生産国であり、世界シェアの約 90% を占めています。南アフリカの生産量は減少していますが、ブラジルの生産量は大幅に増加しています。

バーミキュライトの最終加工業者や剥離業者の中には、さまざまな業界で販売される独自の製品に特化しているところもありますが、より多様な最終製品を扱う業者もあり、技術的要件はそれほど厳しくありません。バーミキュライト剥離業者の中には、低価格のパーライトと混合する業者もあります。バーミキュライト剥離業者には、業界の利益を代表し、情報交換を行うために、バーミキュライト協会と呼ばれる国際貿易協会があります。

すべてのバーミキュライトにアスベストが含まれているわけではないが、1990年代初頭まで、アスベストを含むバーミキュライトを使った製品がいくつかあった。 ^[9]現在、世界中のバーミキュライト鉱山では定期的にアスベストの検査が行われており、アスベストを含まない製品を販売することになっている。モンタナ州リビーの旧バーミキュライト鉱山には、トレモライトアスベストのほか、ウィンチャイトとリヒター石（どちらも繊維状角閃石）が含まれていたが、実際には、それらは地下で汚染物質と本質的に同じ地質学的プロセスを経て形成されたものである。

純粋なバーミキュライトにはアスベストが含まれておらず、無毒です。不純なバーミキュライトには、アスベストの他に、微量の透輝石や、前駆鉱物である黒雲母や金雲母の残骸も含まれている場合があります。

米国最大かつ最古のバーミキュライト鉱山は1920年代にモンタナ州リビーで始まり、バーミキュライトはゾノライトという商品名で販売された。ゾノライトのブランドと鉱山は1963年にWRグレース・アンド・カンパニーに買収された。リビー鉱山での採掘はアスベスト汚染を受けて1990年に停止された。操業中、リビー鉱山は世界のバーミキュライト供給量の80%を生産していた可能性がある。^[10]

米国政府は、バーミキュライトが 3,500 万軒以上の住宅で使用されていたと推定していますが、その除去は推奨していません。しかし、1990 年代半ば以前にバーミキュライトまたはバーミキュライト断熱材を使用した住宅や建物、特に「ゾノライト」ブランドを使用していることが知られている住宅や建物にはアスベストが含まれている可能性があり、健康上の懸念となる可能性があります。

2006 年 12 月 3 日のソルトレーク トリビューン紙に掲載された記事では、バーミキュライトとゾノライトにアスベストが含まれていることが発見され、アスベスト関連の症例で見られるようながんの原因になっていると報じられました。記事では、WR グレース アンド カンパニーやその他の企業がバーミキュライトに関連する健康リスクを隠蔽し、ソルトレーク バレーの数か所がアスベストに汚染されていることが判明した際にEPAによって修復されたと述べられています。WR グレース アンド カンパニーはこれらの容疑を強く否定しています。^[11]

モンタナ州リビーの鉱山のバーミキュライト鉱床は、アスベストでひどく汚染されていました（そして現在もそうです）。^[12]多くの人々が、アスベストを含むバーミキュライトの有害な粉塵に故意に曝露しました^[13]。残念ながら、この鉱山は1920年代から操業しており、1963年にWRグレース・アンド・カンパニーが鉱山を購入するまで、環境および産業管理は事実上存在しませんでした。しかし、鉱山会社は人間の健康リスクを認識していたにもかかわらず、1990年までそこで操業を続けました。その結果、リビーの元鉱山労働者や住民の多くが影響を受け、健康問題に苦しみ続けています。町では400人以上が、近くのゾノライト山のバーミキュライト採掘による汚染でアスベスト関連の病気で亡くなっており、土壌サンプルには繊維状のトレモライト（非常に危険なアスベストとして知られている）が大量に含まれていたことが発見された。また、ゾノライトで家の断熱材を作った無数の人々がアスベスト関連の病気で亡くなっており、そのほとんどはアスベストが問題となる環境で働いたことのない人々であった。^[14]

1999年にシアトル・ポスト・インテリジェンサー紙がアスベスト関連の病気が町で一般的であると主張した後、EPAは政治的圧力に応じて現場の浄化を優先事項とし、リビーを米国史上最悪の地域全体の有毒物質曝露事例と呼んだ。^{[15] [16]} EPAは浄化にスーパーファンド資金1億2千万ドルを費やした。 ^[16] 2006年10月、WRグレース・アンド・カンパニーはEPAから課せられた罰金（5450万ドル）に対して控訴しようとしたが、最高裁判所は控訴を棄却した。^[17]米国政府は、従業員の健康リスクを無視し隠蔽したとして、鉱山の元幹部および管理者数名を刑事告訴した。^[17]彼らはまた、通信詐欺および政府の浄化活動の妨害で告発された。起訴時点で、リビー地域の住民約1,200人が何らかのアスベスト関連の異常を患っていることが確認されていた。^[18]この事件は2009年5月8日に無罪判決で終わった。^{[19] [20] [21]} 2009年6月17日、EPAはリビーとその周辺で公衆衛生上の緊急事態を発令し、連邦政府機関が医療費と汚染された住宅から汚染された断熱材を​​除去するための資金を提供することを認めた。^[22]

ウィキメディア・コモンズには、バーミキュライトに関連するメディアがあります。

• バーミキュライト協会
• 米国地質調査所バーミキュライト課
• 米国環境保護庁
• 米国最高裁判所への上訴許可状請願（2006 年 4 月 27 日）