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水鎂石的鑒定特征

發布時間:2017/07/17

  以其形態、低硬度和(0001)極完全解理為鑒定特征。
  晶體化學
  理論組成(wB%):MgO 69.12,H2O 30.88。常有Fe、Mn、Zn、Ni等雜質以類質同像存在。其中MnO可達18%,FeO可達10%,ZnO可達4%;可形成鐵水鎂石(FeO≥10%)、錳水鎂石(MnO≥18%)、鋅水鎂石(ZnO≥4%)、錳鋅水鎂石(MnO 18.11%,ZnO 3.67%)、鎳水鎂石(NiO≥4%)等變種。
  結構與形態
  三方晶系,a0=0.313nm,c0=0.474nm;Z=1。水鎂石型結構為重要的層狀結構之一。結構中(OH)-近似作六方緊密堆積,Mg2 充填在堆積層相隔一層的八面體空隙中,每個Mg被6個OH包圍,每個OH一側有3個Mg。[Mg(OH)6]八面體∥{0001}以共棱方式聯結成層,層間以很弱的氫氧鍵相維系,形成層狀結構。Mg-OH不是正八面體片,沿c軸方向有明顯壓扁,片厚從正常的0.247nm變為0.211nm。水鎂石的結構特點使其具有板狀晶形、低硬度及∥{0001}的極完全解理。
  復三方偏三角面體晶類,D3d-3m(L33L33PC)。晶體呈板狀或葉片狀。常見單形:平行雙面c{0001},六方柱m{1120},菱面體r{1011}、q{0113}或{2021}。晶體通常呈板狀、細鱗片狀、渾圓狀、不規則粒狀集合體;有時出現平行纖維狀集合體,稱為纖水鎂石。纖水鎂石內部存在結構畸變。
  理化性能
  白、灰白色,當有Fe、Mn混入時呈綠、黃或褐紅色;新鮮面和斷口玻璃光澤,解理面珍珠光澤,纖水鎂石呈絲絹光澤;透明。解理{0001}極完全。硬度2.5。細片具撓性及柔性。相對密度2.3~2.6。具熱電性。塊狀水鎂石白度可達95%。
  偏光鏡下:異常干涉色紅棕色代替正常的一級黃或橙色。受應力作用影響,延性可正可負。一軸晶( ),但可顯二軸晶,2V<25°。折射率Ne=1.5705~1.5861,No=1.5612 ~1.570,加熱后Ne與No差值變小。
  力學性能:纖水鎂石的抗拉強度為902MPa,屬中等強度纖維材料。彈性模量13800MPa,有一定脆性。維氏硬度50.4~260.5,且具有明顯的各向異性。易于研磨成細粒級粉體。理論相對密度2.39。
  電磁學性能:纖水鎂石的質量電阻率為8.82?106Ω×g/cm2,體積電阻率為5.9?106Ω×cm,表面電阻率為3.6~4.5?106Ω,電阻率顯各向異性;加熱時電阻率升高。介電常數為4.7~5.4(1MHz);在低頻(50Hz)和中頻條件下,介電常數升高,且具明顯的方向性;介質損耗角正切值為0.105。加熱使介電常數、介質損耗角正切值分別上升54%和2.7倍。纖水鎂石的比磁化系數為9.815~15.779?10-6cm3/g,屬非磁性礦物;加熱使比磁化系數升高,但300℃、500℃、600℃附近有低谷。溫度高于700℃時,顯中-強磁性。
  熱學性能:水鎂石的可靠使用溫度為400℃。纖水鎂石的導熱系數為0.46W/m·K,松散纖維為0.131~0.213W/m·K(體積密度0.47 g/cm3)。纖水鎂石熱膨脹性縱向為16.7*10-7/℃,橫向為8.8*10-7/℃,且熱膨脹行為基本上呈線性。纖水鎂石還具有阻燃、抵抗明火和高溫火焰的性質。纖水鎂石分解溫度為450℃。
  化學性能:纖水鎂石是天然無機纖維中抗堿性最優者。但在強酸中可全部溶解,在草酸、檸檬酸、乙酸、混合酸、Al(OH)3溶液中,均可以不同的速度溶解。在潮濕或多雨氣候下,纖水鎂石易受大氣中的CO2、H2O侵蝕,故水鎂石制品表面需有防水保護層。
  表面性質:透射電鏡測定的單水鎂石纖維直徑為0.54~0.86μm,最細者0.086μm。纖水鎂石的電動電位可達 36.3mV。零電位點的pH值為12.5。水鎂石纖維劈分性、分散性良好,纖維長。經機械打漿或化學分散,打漿度可明顯提高,可進行濕紡和造紙。
  產狀與組合
  為可溶性含鎂化合物在強堿性溶液中水解而成,系堿性溶液作用于鎂質硅酸鹽的次生變化產物。礦床主要與蛇紋巖有關;亦產于接觸變質菱鎂礦石灰巖中,與方解石、透閃石、蛇紋石、金云母等共生。有時產于白云石化石灰巖中,與方解石、水菱鎂礦和方鎂石伴生。水鎂石礦石可分為球狀型、塊狀型和纖維型三種主要類型:
  球狀型:由方鎂石水化而成,呈結核狀產出,直徑由數毫米至20cm以上。結核由隱晶質水鎂石和極少量方解石、蛇紋石膠結。礦石質量好。
  塊狀型:為富鎂巖石熱液蝕變產物。礦石為結晶粒狀的塊狀集合體,與蛇紋石、方解石、菱鎂礦等共生,水鎂石含量約30~40%。
  纖維型:呈脈狀產于蛇紋巖中,纖水鎂石含量一般1~9%。夾石礦物為蛇紋石和磁鐵礦。纖水鎂石純度很高。
  鑒定特征
  與滑石、葉蠟石、三水鋁石及白云母、石膏等相似,但水鎂石易溶于鹽酸,不起泡;硬度大于滑石和石膏,滑感不及滑石;亦不如白云母薄片有彈性。
  工業應用
  水鎂石主要應用于以下工業領域:
  提取Mg和MgO原料:以水鎂石提取Mg和MgO,礦石中的MgO含量高,雜質少;分解溫度低;加熱時產生的揮發分無毒無害,因而可從水鎂石中提取Mg和MgO等產品。
  重燒鎂砂:主要用于生產鎂質耐火材料。現代鋼鐵工業大量需用鎂碳磚、鎂鉻磚等。這類MgO用量已超過其產量的1/2。由水鎂石制得的重燒鎂砂具有高密度(>3.55 g/cm3)、高耐火度(>2800℃)、高化學惰性和高熱震穩定性等優點。
  輕質氧化鎂:美、俄、加、英等國采用化學方法從低品位的水鎂石巖中提取輕質MgO。
  電熔方鎂石:為高技術電子產品要求的特純品。以水鎂石經電熔法煉制的方鎂石集合體,具有高熱導率和良好的電絕緣性,產品壽命提高2~3倍。
  化學純鎂試劑:采用電熱方法,可提取金屬鎂,制取MgCl2、MgSO4、Mg(NO3)2等化學純試劑。
  補強材料:纖水鎂石可在某些領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。基本配方是:硅藻土 石灰漿 水玻璃 纖水鎂石。纖維含量為8~10%。產品白度高,外觀美觀,容重低。
  阻燃劑:以聚丙烯為基體制作阻燃劑的試驗表明,纖水鎂石具有較好的阻燃效果,是理想的無毒、無煙、無污染、高溫型阻燃劑。同時可起到填料的增強效果。
  造紙填料:水鎂石白度高,剝片性好,粘著力強,吸水性較差。將其與方解石配合用作造紙填料,可使造紙工藝由酸法改為堿法,并減小漿水的污染。
  工藝品:水鎂石的致密塊體顏色豐富多變,質地均勻,透明度好,細膩滑潤;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。
 

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