|
| |
礦物簡介
水鎂石是自然界廣泛存在的層狀結(jié)構(gòu)氫氧化物，除在地球上產(chǎn)出外(如從古老地臺蓋層、深變質(zhì)帶到現(xiàn)代陸表淺海、鹽湖和溫泉；從沉積巖、巖漿巖到變質(zhì)巖，甚至工業(yè)廢水、地下水及上地幔)，在彗星碎屑、碳質(zhì)球粒隕石、大氣粉塵中均有發(fā)現(xiàn)；是含MgO最高，雜質(zhì)含量容易控制的工業(yè)礦物；許多制鎂工藝(用其他原料)，特別是高純產(chǎn)品，多經(jīng)歷生成Mg(OH)2的中間階段。
水鎂石是自然界中比較少見的高鎂礦物，理想化學(xué)組成為MgO 69.11%，H2O+30.89%；其MgO含量比菱鎂礦高21.49%，比白云石高47.41%，比蛇紋石高25.65%。自然界中產(chǎn)出的水鎂石中常含有Fe、Mn、Zn、Ni等雜質(zhì)并呈類質(zhì)同象存在，形成連續(xù)的或不連續(xù)的固溶體系列，構(gòu)成成分端員亞種：鐵水鎂石(FeO≥10%)、錳水鎂石(MnO≥18%)、鋅水鎂石(ZnO≥4%)、錳鋅水鎂石(MnO18.11%，ZnO3.67%)以及富鎳水鎂石(NiO≥4%)等變體。水鎂石的伴生礦物有蛇紋石、方解石、白云石、菱鎂礦、鎂硅酸鹽礦物、方鎂石、透輝石和滑石等。
水鎂石礦物從1919年被礦物學(xué)家認(rèn)識，1937年國外開始研究水鎂石礦床，到俄羅斯遠(yuǎn)東地質(zhì)局發(fā)現(xiàn)水鎂石巖之后才開始真正作為工業(yè)礦物加以利用。水鎂石礦床在世界上已發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)地不多，礦床規(guī)模一般不大。著名產(chǎn)地有俄羅斯的欣甘、加拿大的魁北克和安大略、美國的加勃克、拉寧和朝鮮的波基昂頓、我國的大安、集安、寶玉河等地，還有英國及其他一些零星礦點。據(jù)文獻(xiàn)資料，欣甘、加勃克、集安、寶玉河等的水鎂石有相似特征；而大安、黑刺溝、石棉縣尖石包、墨江、阿帕、魁北克的水鎂石特征相似，且與前一類不同。Smolin P.P.認(rèn)為“水鎂石巖僅在接觸變質(zhì)作用中形成”；劉勁鴻也認(rèn)為“只有富Mg的碳酸鹽巖才有可能形成具有工業(yè)意義的礦床”。上述結(jié)論有一定的局限性，不完全符合我國水鎂石礦床實際所具有的特點。如今，水鎂石的選礦、加工(包括深加工)、提純等方面的研究在國內(nèi)外都有加大發(fā)展。我國水鎂石礦物資源獨具特色。東部以塊球狀為主；中西部以纖維型為主，且纖維水鎂石產(chǎn)量和儲量具世界首位，相應(yīng)的纖維水鎂石應(yīng)用礦物學(xué)研究取得很大的進(jìn)展。
纖維水鎂石是水鎂石的纖維狀變種，是一種新型的水鎂石資源類型和工業(yè)類型，在我國是一種優(yōu)勢資源。纖維水鎂石價格低廉，可以根據(jù)其增強(qiáng)、阻燃及填充作用的特性，填充塑料、橡膠等，既改善了塑料的某些性能，又節(jié)約了母料成本，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)用前景廣泛。近年來，我國在纖維水鎂石應(yīng)用，如用作阻燃材料、水泥基復(fù)合材料、制取高純氧化鎂和抄紙等方面取得若干重要進(jìn)展。
性質(zhì)結(jié)構(gòu)
水鎂石型結(jié)構(gòu)為重要的層狀結(jié)構(gòu)之一。水鎂石屬三方晶系，其空間群為  ；晶胞參數(shù)a0=0.313nm；c0=0.474nm；Z=1。晶體結(jié)構(gòu)中(OH)-呈六方最緊密堆積，Mg2+充填于(OH)-堆積層相隔一層的八面體空隙中，每個Mg2+被6個(OH)-所包圍，每個(OH)-一側(cè)有三個Mg2+；并以共棱方式連接成[Mg(OH)6]八面體層，該層平行于{0001}。[Mg(OH)6]八面體層間以弱的氫氧鍵相聯(lián)系，形成層狀結(jié)構(gòu)(如圖1所示)。由于水鎂石的晶體結(jié)構(gòu)特點，使該礦物具有板狀晶形、低的硬度和平行{0001}的極完全解理。
圖1 水鎂石單層理想結(jié)構(gòu)
用途作用
水鎂石主要應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域：
(1)提取Mg和MgO。以水鎂石提取Mg和MgO，礦石中的MgO含量高，雜質(zhì)少；分解溫度低；加熱時產(chǎn)生的揮發(fā)分無毒無害，因而可從水鎂石中提取Mg和MgO等產(chǎn)品。
(2)重?zé)V砂。主要用于生產(chǎn)鎂質(zhì)耐火材料?，F(xiàn)代鋼鐵工業(yè)大量需用鎂碳磚、鎂鉻磚等。這類MgO用量已超過其產(chǎn)量的1/2。由水鎂石制得的重?zé)V砂具有高密度(大于3.55g/cm3)、高耐火度(大于2800℃)、高化學(xué)惰性和高熱震穩(wěn)定性等優(yōu)點。
(3)輕質(zhì)氧化鎂。美、俄、加、英等國采用化學(xué)方法從低品位的水鎂石巖中提取輕質(zhì)MgO。
(4)電熔方鎂石，為高技術(shù)電子產(chǎn)品要求的特純品。以水鎂石經(jīng)電熔法煉制的方鎂石集合體，具有高熱導(dǎo)率和良好的電絕緣性，產(chǎn)品壽命提高2~3倍。
(5)化學(xué)純鎂試劑。采用電熱方法，可提取金屬鎂，制取MgCl2、MgSO4、Mg(NO3)2等化學(xué)純試劑。
(6)補(bǔ)強(qiáng)材料。纖水鎂石可在某些領(lǐng)域用作溫石棉的代用品，用于微孔硅酸鈣、硅鈣板等中檔保溫材料中?；九浞绞牵汗柙逋?、石灰漿、水玻璃、纖水鎂石。纖水鎂石含量為8%~10%。產(chǎn)品白度高，外觀美觀，容重低。
(7)造紙?zhí)盍?。水鎂石白度高，剝片性好，粘著力強(qiáng)，吸水性較差。將其與方解石配合用作造紙?zhí)盍希墒乖旒埞に囉伤岱ǜ臑閴A法，并減小漿水的污染。
(8)阻燃劑。纖維水鎂石作為水鎂石的纖維狀變種，含有約30%的結(jié)晶水、分解溫度(450℃，靜態(tài)約350℃)較低，以其良好的耐熱性和耐燃性廣泛應(yīng)用于阻燃產(chǎn)品中。
(9)廢水處理。水鎂石由于其成分特點，呈現(xiàn)中等強(qiáng)度的堿性，可以用作酸性廢水處理時的一種安全、無毒、無害的綠色中和劑。水鎂石在中和酸性物質(zhì)的過程中，還具有一定的緩沖能力。
(10)工藝品。水鎂石的致密塊體顏色豐富多變，質(zhì)地均勻，透明度好，細(xì)膩滑潤；常與其它礦物或變種形成自然條紋、天然圖案造型，具觀賞價值，因而可雕琢成工藝品。
|
| |
|
|
|
|
|
