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水镁石
工业矿物 2017-02-10

中文名:水镁石(别名:氢氧镁石

英文名:Brucite

定义:水镁石是低温热液矿脉矿物,多赋存在富含镁质的变质岩中,经煅烧可作为耐火原料,或经过其他处理可作为提取金属镁的原料。


分布:

水镁石矿比较稀贵,已知的有加拿大魁北克省Wakefield ;安大略省Rutherglen; Nove Scotia 省Meat Cove。美国内华达州的Nye County,储量300万t;美国德克萨斯州某矿、朝鲜忠州、前苏联库尔杜尔储量较大,也比较出名。日本京都大口山也有产出。我国有多处发现,集中在辽宁,吉林,陕西,河南、青海、四川等地。

特征:

与滑石、叶蜡石、三水铝石及白云母、石膏等相似,但水镁石易溶于盐酸,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弹性。

理化性质:


水镁石又称为“氢氧镁石”,分子式Mg(OH)2,含MgO 69.12%,H2O 30.88%,相对分子质量58.31968 。Fe、Mn、Zn、Ni等杂质以类质同象存在。水镁石属于三方晶系,晶体通常呈板状、细鳞片状、浑圆状、不规则粒状集合体;有时出现平行纤维状集合体,称为纤水镁石。纤水镁石内部存在结构畸变。水镁石呈白色或灰白色,当有Fe、Mn混入时呈绿、黄或者红褐色;新鲜面和断口玻璃光泽,解理面珍珠光泽,纤维水镁石呈丝绢光泽,透明。解理{0001}极完全,硬度2.5,细片具挠性及柔性,性对密度2.3~2.6,具热电性。块状水镁石白度可达95%。熔点340℃(脱水分解),水中溶解度:25℃时为11.7mg/L;100℃时为4.08mg/L 。

水镁石矿通常与方解石、滑石、石棉、菱镁矿共生。在蛇纹石中与方解石同时存在。在已发现的水镁石矿中有两种类型:块状和纤维状。天然纤维水镁石呈现明显的层状结构,其中(OH)-为六方型紧密堆积,每个单元由两层OH-与夹于其中的一层Mg2+组成,层间由很弱的氢氧根相连,因此易与水分子形成氢键,能在水中呈悬浮液并很好地分散。

主要性能:

力学性能:纤维水镁石属于中强度纤维材料,抗拉强度902MPa,弹性模量13800 MPa,有一定的脆性。硬度低且具有明显异向性。易研磨成细粒级粉体。理论相对密度2.39.

电磁性能:纤维水镁石的质量电阻率为8.82×106Ω•g/m3,体积电阻率5.9×106Ω•cm,表面电阻率(3.6~4.5)×106Ω,电阻率显各向异性且加热时升高。

热学性能:水镁石的可靠使用温度为400℃。纤维水镁石的热导率为0.46W/(m•K),松散纤维为0.131~0.213W/(m•K)。纤维水镁石的分解温度450℃,具有阻燃、抵抗明火和高温火焰的性质。

化学性能:纤维水镁石是天然无机纤维中抗碱性最优者。但在强酸中可以全部溶解,在草酸、柠檬酸、乙酸、混合酸溶液中,均可以不同的速度溶解。在潮湿或多雨气候下,蛇纹石容易受大气中的CO2和H2O的侵蚀,故水镁石制品表面需有防水层。

表面性质:单水镁石纤维的直径为0.54~0.86μm,最细者0.086μm。水镁石纤维劈分性、分散性良好,纤维长。

绝热和阻燃性能:水镁石的绝热性优良,热容大,膨胀系数小,含有结构水,热失重集中在400~500℃之间,具有耐燃、阻燃性,可抵抗明火及高温火焰。加之水镁石是纤维状的,它在高分子材料中能起到补强作用。天然纤维水镁石可以做良好的阻燃材料。


用途:


水镁石是一种罕见的高镁矿物,MgO的理论含量69%,含金属镁41.6%,是优质的炼镁矿石。水镁石经煅烧后制成方解石是高级耐火材料。还用于制无线电陶瓷零件,以及电热器的填料。生产镁黏合剂、粘胶、隔热材料等产品。同时还用于玻璃制品、合成橡胶、人造纤维、墨水、颜料、电焊条涂层等方面。目前水镁石最要的用途是在造纸及塑料工业中用阻燃添料,用在化肥中,用作炼钢工业的添加剂,也用在镁工业、医药工业、核工业等等。

水镁石矿比较稀贵,已知的有加拿大魁北克省Wakefield ;安大略省Rutherglen; Nove Scotia 省Meat Cove。美国内华达州的Nye County,储量300万t;美国德克萨斯州某矿、朝鲜忠州、前苏联库尔杜尔储量较大,也比较出名。日本京都大口山也有产出。我国有多处发现,集中在辽宁,吉林,陕西,河南、青海、四川等地。

提取Mg和MgO原料:以水镁石提取Mg和MgO,矿石中的MgO含量高,杂质少;分解温度低;加热时产生的挥发分无毒无害,因而可从水镁石中提取Mg和MgO等产品。

重烧镁砂:主要用于生产镁质耐火材料。现代钢铁工业大量需用镁碳砖、镁铬砖等。这类MgO用量已超过其产量的1/2。由水镁石制得的重烧镁砂具有高密度(>3.55 g/cm3)、高耐火度(>2800℃)、高化学惰性和高热震稳定性等优点。

轻质氧化镁:美、俄、加、英等国采用化学方法从低品位的水镁石岩中提取轻质MgO。

电熔方镁石:为高技术电子产品要求的特纯品。以水镁石经电熔法炼制的方镁石集合体,具有高热导率和良好的电绝缘性,产品寿命提高2~3倍。

化学纯镁试剂:采用电热方法,可提取金属镁,制取MgCl2、MgSO4、Mg(NO3)2等化学纯试剂。

补强材料:纤水镁石可在某些领域用作温石棉的代用品。用于微孔硅酸钙、硅钙板等中档保温材料中。基本配方是:硅藻土 石灰浆 水玻璃 纤水镁石。纤维含量为8~10%。产品白度高,外观美观,容重低。

阻燃剂:以聚丙烯为基体制作阻燃剂的试验表明,纤水镁石具有较好的阻燃效果,是理想的无毒、无烟、无污染、高温型阻燃剂。同时可起到填料的增强效果。

造纸填料:水镁石白度高,剥片性好,粘着力强,吸水性较差。将其与方解石配合用作造纸填料,可使造纸工艺由酸法改为碱法,并减小浆水的污染。

工艺品:水镁石的致密块体颜色丰富多变,质地均匀,透明度好,细腻滑润;常与其它矿物或变种形成自然条纹、天然图案造型,具观赏价值。因而可雕琢成工艺品。


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