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中文名:水鎂石(別名:氫氧鎂石)
英文名:Brucite
定義:水鎂石是低溫?zé)嵋旱V脈礦物,多賦存在富含鎂質(zhì)的變質(zhì)巖中,經(jīng)煅燒可作為耐火原料,或經(jīng)過(guò)其他處理可作為提取金屬鎂的原料。
分布:
水鎂石礦比較稀貴,已知的有加拿大魁北克省Wakefield ;安大略省Rutherglen; Nove Scotia 省Meat Cove。美國(guó)內(nèi)華達(dá)州的Nye County,儲(chǔ)量300萬(wàn)t;美國(guó)德克薩斯州某礦、朝鮮忠州、前蘇聯(lián)庫(kù)爾杜爾儲(chǔ)量較大,也比較出名。日本京都大口山也有產(chǎn)出。我國(guó)有多處發(fā)現(xiàn),集中在遼寧,吉林,陜西,河南、青海、四川等地。
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。
理化性質(zhì):
水鎂石又稱為“氫氧鎂石”,分子式Mg(OH)2,含MgO 69.12%,H2O 30.88%,相對(duì)分子質(zhì)量58.31968 。Fe、Mn、Zn、Ni等雜質(zhì)以類質(zhì)同象存在。水鎂石屬于三方晶系,晶體通常呈板狀、細(xì)鱗片狀、渾圓狀、不規(guī)則粒狀集合體;有時(shí)出現(xiàn)平行纖維狀集合體,稱為纖水鎂石。纖水鎂石內(nèi)部存在結(jié)構(gòu)畸變。水鎂石呈白色或灰白色,當(dāng)有Fe、Mn混入時(shí)呈綠、黃或者紅褐色;新鮮面和斷口玻璃光澤,解理面珍珠光澤,纖維水鎂石呈絲絹光澤,透明。解理{0001}極完全,硬度2.5,細(xì)片具撓性及柔性,性對(duì)密度2.3~2.6,具熱電性。塊狀水鎂石白度可達(dá)95%。熔點(diǎn)340℃(脫水分解),水中溶解度:25℃時(shí)為11.7mg/L;100℃時(shí)為4.08mg/L 。
水鎂石礦通常與方解石、滑石、石棉、菱鎂礦共生。在蛇紋石中與方解石同時(shí)存在。在已發(fā)現(xiàn)的水鎂石礦中有兩種類型:塊狀和纖維狀。天然纖維水鎂石呈現(xiàn)明顯的層狀結(jié)構(gòu),其中(OH)-為六方型緊密堆積,每個(gè)單元由兩層OH-與夾于其中的一層Mg2+組成,層間由很弱的氫氧根相連,因此易與水分子形成氫鍵,能在水中呈懸浮液并很好地分散。
主要性能:
力學(xué)性能:纖維水鎂石屬于中強(qiáng)度纖維材料,抗拉強(qiáng)度902MPa,彈性模量13800 MPa,有一定的脆性。硬度低且具有明顯異向性。易研磨成細(xì)粒級(jí)粉體。理論相對(duì)密度2.39.
電磁性能:纖維水鎂石的質(zhì)量電阻率為8.82×106Ω?g/m3,體積電阻率5.9×106Ω?cm,表面電阻率(3.6~4.5)×106Ω,電阻率顯各向異性且加熱時(shí)升高。
熱學(xué)性能:水鎂石的可靠使用溫度為400℃。纖維水鎂石的熱導(dǎo)率為0.46W/(m?K),松散纖維為0.131~0.213W/(m?K)。纖維水鎂石的分解溫度450℃,具有阻燃、抵抗明火和高溫火焰的性質(zhì)。
化學(xué)性能:纖維水鎂石是天然無(wú)機(jī)纖維中抗堿性最優(yōu)者。但在強(qiáng)酸中可以全部溶解,在草酸、檸檬酸、乙酸、混合酸溶液中,均可以不同的速度溶解。在潮濕或多雨氣候下,蛇紋石容易受大氣中的CO2和H2O的侵蝕,故水鎂石制品表面需有防水層。
表面性質(zhì):?jiǎn)嗡V石纖維的直徑為0.54~0.86μm,最細(xì)者0.086μm。水鎂石纖維劈分性、分散性良好,纖維長(zhǎng)。
絕熱和阻燃性能:水鎂石的絕熱性優(yōu)良,熱容大,膨脹系數(shù)小,含有結(jié)構(gòu)水,熱失重集中在400~500℃之間,具有耐燃、阻燃性,可抵抗明火及高溫火焰。加之水鎂石是纖維狀的,它在高分子材料中能起到補(bǔ)強(qiáng)作用。天然纖維水鎂石可以做良好的阻燃材料。
用途:
水鎂石是一種罕見(jiàn)的高鎂礦物,MgO的理論含量69%,含金屬鎂41.6%,是優(yōu)質(zhì)的煉鎂礦石。水鎂石經(jīng)煅燒后制成方解石是高級(jí)耐火材料。還用于制無(wú)線電陶瓷零件,以及電熱器的填料。生產(chǎn)鎂黏合劑、粘膠、隔熱材料等產(chǎn)品。同時(shí)還用于玻璃制品、合成橡膠、人造纖維、墨水、顏料、電焊條涂層等方面。目前水鎂石最要的用途是在造紙及塑料工業(yè)中用阻燃添料,用在化肥中,用作煉鋼工業(yè)的添加劑,也用在鎂工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、核工業(yè)等等。
水鎂石礦比較稀貴,已知的有加拿大魁北克省Wakefield ;安大略省Rutherglen; Nove Scotia 省Meat Cove。美國(guó)內(nèi)華達(dá)州的Nye County,儲(chǔ)量300萬(wàn)t;美國(guó)德克薩斯州某礦、朝鮮忠州、前蘇聯(lián)庫(kù)爾杜爾儲(chǔ)量較大,也比較出名。日本京都大口山也有產(chǎn)出。我國(guó)有多處發(fā)現(xiàn),集中在遼寧,吉林,陜西,河南、青海、四川等地。
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(zhì)少;分解溫度低;加熱時(shí)產(chǎn)生的揮發(fā)分無(wú)毒無(wú)害,因而可從水鎂石中提取Mg和MgO等產(chǎn)品。
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(guò)其產(chǎn)量的1/2。由水鎂石制得的重?zé)V砂具有高密度(>3.55 g/cm3)、高耐火度(>2800℃)、高化學(xué)惰性和高熱震穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。
輕質(zhì)氧化鎂:美、俄、加、英等國(guó)采用化學(xué)方法從低品位的水鎂石巖中提取輕質(zhì)MgO。
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。
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?cè)噭?
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。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(chǎn)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(yàn)表明,纖水鎂石具有較好的阻燃效果,是理想的無(wú)毒、無(wú)煙、無(wú)污染、高溫型阻燃劑。同時(shí)可起到填料的增強(qiáng)效果。
造紙?zhí)盍希核V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。
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(rùn);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(jià)值。因而可雕琢成工藝品。
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