地質科普:礦物和岩石也能變成能“爆米花”?
來源:科普中國
發布時間:2022-11-16
瀏覽次數:661

版權歸原作者所有,如有侵權,請聯係我們(men)

出品:科普中國

作者:地球故事團隊

監製:中國科普博覽

在每個(ge) 人的記憶中,對爆米花都是再熟悉不過了,可是你是否試過把一塊岩石放進爆米花機中去呢?還真不知道會(hui) 有怎樣的效果。不過,用不著爆米花機,一樣可以讓岩石變成“爆米花”。雖然不能吃,用處可是千萬(wan) 別小瞧了!

(圖片來源:veer圖庫)

具有加熱膨脹性能的蛭石

蛭石和雲(yun) 母很相像,成片狀,一般片的大小在幾個(ge) 毫米,大的也可達十幾個(ge) 厘米。在土壤中的蛭石顆粒很細小,隻有幾個(ge) 微米,大顆粒的蛭石可以見到它呈較厚的片,不容易像雲(yun) 母那樣能分離成很薄的片狀。蛭石都帶點顏色,如褐色、黃褐色、金黃色、暗綠色等。也不像雲(yun) 母那麽(me) 光亮,它給人一種油脂感覺。把它剝成片時這種薄片沒有彈性,隻有撓性。當把蛭石小碎片放在火上燒時,它很迅速地膨脹,由薄薄的一片而變成體(ti) 積增大10-20倍,最高可達30-40倍。經過灼燒後的蛭石體(ti) 積膨脹彎曲,可以浮在水麵上,顏色也由原來的綠色變成淺金黃色、銀白色,在水上一浮動 如水蛭(螞蟥)似的,也由此而得名。

(圖片來源:veer圖庫)

蛭石為(wei) 什麽(me) 會(hui) 有這種加熱膨脹的性能呢?這和蛭石的成分以及它的內(nei) 部結構有關(guan) 係。當加熱蛭石時,含在層狀結構之間的水分子變為(wei) 蒸汽,所產(chan) 生的壓力使層片被迅速撐開,所以出現了膨脹,膨脹後的礦物相對密度變小,由原來的2.4-2.7變成0.6-0.9,所以可浮遊於(yu) 水上(水的相對密度為(wei) 1)。

膨脹後的蛭石有很優(you) 良的絕熱性、隔音性、絕緣性、阻燃性、陽離子交換性能等。因此蛭石被廣泛應用於(yu) 許多部門。如因為(wei) 它的相對密度僅(jin) 為(wei) 砂石的1/7,可以製作成磚塊、屋頂板等用於(yu) 高層建築的牆體(ti) 等。又由於(yu) 蛭石的導熱係數很低,可以用做隔熱(保溫)層做輸氣、輸水、輸油管的包裹材料可大大節約能源。由於(yu) 蛭石層間含有可交換的陽離子,因此可用於(yu) 環保,用來處理廢水或吸附水麵的油汙以淨化環境。在農(nong) 業(ye) 上可用它儲(chu) 水保墒使土壤的透氣性、含水性變好,使土壤的結構得以改善,它對幹旱地區砂質土壤的改良有很好的效果。在園藝方麵膨脹蛭石可用於(yu) 花卉、蔬菜、水果的栽培、育苗等,對於(yu) 草坪的種植也很適宜。由於(yu) 它可以使作物從(cong) 生長初期就能獲得充足的水分和營養(yang) 元素,所以能使植物快速生長。有人做過試驗,將0.5-1%的膨脹蛭石摻入到複合肥料中,可使農(nong) 作物增產(chan) 15-20%。也可將膨脹蛭石用於(yu) 畜牧業(ye) 做飼料添加劑,做吸收劑、固著劑等,飼料中加入膨脹蛭石後,它可吸收飼料中的有毒物質,使奶、蛋的質量得以改善,可使牲口的糞便臭味減小,濕度減小,延緩腐爛使牲口家畜的生長環境得以改善。

具有“爆米花”特點的珍珠岩

另一種具有“爆米花”特點的岩石叫。珍珠岩家族中還包括鬆脂岩和黑曜光,它們(men) 都屬於(yu) 火山玻璃,而用得多的是珍珠岩。珍珠岩類是因火山噴發後吸酸的(SiO2含量高)熔漿逐漸冷凝而成的岩石,由於(yu) 在冷凝過程中因收縮而使其內(nei) 部形成圓弧形裂紋而冠以“珍珠岩”美名。

(圖片來源:veer圖庫)

珍珠岩在我國分布廣泛,尤以東(dong) 南沿海諸省及中南地區以及東(dong) 北、內(nei) 蒙地區較為(wei) 集中。珍珠岩往往成層狀、透鏡狀產(chan) 出,都可以露天開采。珍珠岩外表看呈各種顏色,如淺褐色、灰白色、黃白色、綠色等。珍珠岩質硬而脆,有較強的玻璃光澤,碎塊呈片狀,邊緣可以很鋒利、尖銳,斷麵上常可見到貝殼狀條紋。

珍珠岩有很高的耐火度,如內(nei) 蒙某地的珍珠岩,經北京冶建研究院的測定其耐火度達1200-1330℃。

珍珠岩石所以有“爆米花”性質主要在於(yu) 其成分中含水。因含水,將細粒級(0.4mm左右)珍珠岩在一定溫度下進行瞬時焙燒,所含的水汽化使小顆粒膨脹如同一粒粒白色顆粒“爆米花”。它內(nei) 部有很多孔洞,這種就叫膨脹珍珠岩。珍珠岩成分中的含水量和含鐵量對其膨脹性影響很大,含水少而含鐵量高就不利於(yu) 膨脹。膨脹珍珠岩白色、無臭無味,相對密度很小,71公斤/米3,導熱係數低0.06-0.07W/MK ,因此膨脹珍珠岩如同膨脹蛭石一樣可用於(yu) 建築,做輕型建材,有好的隔音、隔熱、節能、保溫等優(you) 良性能,也可用於(yu) 環保、農(nong) 林、畜牧業(ye) 以及食品飲料工業(ye) 。

大自然五彩繽紛的礦物,總是能給我們(men) 帶來各種各樣的驚喜!



歡迎掃碼關(guan) 注深i科普!

我們(men) 將定期推出

公益、免費、優(you) 惠的科普活動和科普好物!


聽說,打賞我的人最後都找到了真愛。
做科普,我們是認真的!
掃描關注深i科普公眾號
加入科普活動群
  • 參加最新科普活動
  • 認識科普小朋友
  • 成為科學小記者