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硅灰石百科-什么是硅灰石?

    硅灰石是一种链硅酸钙矿物(CaSi 03),可能含有少量铁、镁和锰来代替钙。它通常是白色的。它是在不纯的石灰石或白云石受到高温和高压时形成的,有时会在矽卡岩[7]中的含硅流体存在或与变质岩接触时发生。伴生矿物包括石榴石、维苏威石、透辉石、透闪石、绿帘石、斜长石、辉石和方解石。它以英国化学
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硅灰石是一种链硅酸钙矿物(CaSi03),可能含有少量铁、镁和锰来代替钙。它通常是白色的。它是在不纯的石灰石或白云石受到高温和高压时形成的,有时会在矽卡岩[7]中的含硅流体存在或与变质岩接触时发生。伴生矿物包括石榴石、维苏威石、透辉石、透闪石、绿帘石、斜长石、辉石和方解石。它以英国化学家和矿物学家威廉·海德·沃拉斯顿(WilliamHydeWollaston)(1766–1828)的名字命名。

使硅灰石如此有用的一些特性是其高亮度和白色着色、低吸湿性和吸油性以及低挥发物含量。硅灰石主要用于陶瓷、摩擦产品(制动器和离合器)、金属制造、油漆填料和塑料。

尽管它与辉石族矿物的组成光谱具有化学相似性——其中镁(Mg)和铁(Fe)取代钙分别以透辉石和海登辉石结束——但它在结构上非常不同,具有第三个SiO4?4链中的四面体。

全球硅灰石生产趋势


世界上许多国家的硅灰石产量数据有效的是最近2到3年的数据。2016年世界粗硅灰石矿石的估计产量在700,000至720,000吨之间。世界硅灰石储量估计超过1亿吨。然而,许多大型矿床尚未被调查。

在中国、芬兰、印度、墨西哥和美国已发现大量硅灰石矿床。在加拿大、智利、肯尼亚、纳米比亚、南非、西班牙、苏丹、塔吉克斯坦、土耳其和乌兹别克斯坦发现了较小但重要的矿床。

2016年,主要生产国是中国(425,000吨)、印度(185,000吨)、美国(出于商业原因隐瞒信息,但据称排在第三位)、墨西哥(67,000吨)和芬兰(16,000吨)。

在美国,硅灰石在纽约威尔斯伯勒(KoertBurnham于1940年代在纽约埃塞克斯进行当地硅灰石研究的第一个实验室)和纽约Gouverneur开采。矿床也在墨西哥西北部进行了商业开采。

2008年原料硅灰石的价格在每吨80美元到500美元之间变化,具体取决于国家和粉末颗粒的大小和形状。


硅灰石用途

它是反应速度最快的硅酸盐之一,但与碳储存相关的成本可能很高。

陶瓷

硅灰石在世界范围内具有工业重要性。它被用于许多行业,主要是由将其纳入陶瓷制造以改善许多性能参数的瓷砖工厂,这是由于它的助熔性、不含挥发性成分、白度和针状颗粒形状。

在陶瓷中,硅灰石可减少烧制过程中的收缩和气体释放,增加生坯和烧制强度,在烧制过程中保持亮度,允许快速烧制,并减少开裂、开裂和釉面缺陷。

建筑

作为地砖、摩擦产品、绝缘板和面板、油漆、塑料和屋顶产品中石棉的替代品,硅灰石具有耐化学侵蚀性、惰性、在高温下稳定,并提高弯曲和拉伸强度。[10]在某些行业中,它用于不同百分比的杂质,例如用作矿棉绝缘材料的制造商,或用作装饰性建筑材料。[13]硅灰石用于2019年宣布的水泥中,“将预制混凝土的总体碳足迹减少70%”。

根据以下反应研究了硅灰石用于碳矿化以储存二氧化碳(CO2):CaSiO3+CO2→CaCO3+SiO2

冶金

在冶金应用中,硅灰石用作焊接助熔剂、氧化钙源、熔渣调节剂,并在钢的连续铸造过程中保护熔融金属的表面。

油漆

作为涂料中的添加剂,可提高漆膜的耐久性,起pH缓冲剂的作用,提高其耐候性,降低光泽,减少颜料消耗,并起消光和悬浮剂的作用。

塑料

在塑料中,硅灰石可提高拉伸和弯曲强度,减少树脂消耗,并提高高温下的热稳定性和尺寸稳定性。表面处理用于改善硅灰石和添加它的聚合物之间的粘附性。据估计,塑料和橡胶应用占2009年美国销售额的25%至35%,其次是陶瓷,占20%至25%;油漆,10%至15%;冶金应用,10%至15%;摩擦产品,10%到15%;和杂项,10%到15%。陶瓷应用可能占全球硅灰石销售额的30%至40%,其次是聚合物(塑料和橡胶),占销售额的30%至35%,涂料占销售额的10%至15%。剩余的销售额用于建筑、摩擦产品和冶金应用。

替补作用

许多硅灰石产品的针状特性使其能够与其他针状材料竞争,如陶瓷纤维、玻璃纤维、钢纤维和几种有机纤维,如芳纶、聚乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯,在产品中尺寸稳定性得到改善,寻求弯曲模量和热变形。

硅灰石还与添加到塑料中以提高抗弯强度的几种非纤维矿物或岩石(例如高岭土、云母和滑石)以及赋予塑料尺寸稳定性的重晶石、碳酸钙、石膏和滑石等矿物竞争。

在陶瓷中,硅灰石与碳酸盐、长石、石灰和二氧化硅竞争作为钙和硅的来源。它在陶瓷中的使用取决于陶瓷体的配方和烧制方法。


组成

在纯CaSiO3中,每种成分几乎占矿物重量的一半:48.3%的CaO和51.7%的SiO2。在某些情况下,少量的铁(Fe)和锰(Mn)以及较少量的镁(Mg)替代了矿物配方中的钙(Ca)。硅灰石可在CaSiO3-FeSiO3体系中形成一系列固溶体,或在MnSiO3-CaSiO3体系中水热合成相。

一般指标

类别

链硅酸盐 矿物

公式(重复单位)

三斜晶系偏硅酸钙,CaSiO3

颜色

白色、无色或灰色

莫氏 硬度

4.5 5.0

光泽

解理面玻璃质或无光泽至珍珠色

透明度

透明到半透明

熔点

1540℃

溶解度

溶于HCl,不溶于水


冯家山硅纤湖北大冶一家硅灰石纤维制造商,工业化、规模化生产超纯、超细、超长、高活性硅灰石矿物纤维,以其大晶体、束状、高长径比等特点闻名于世。以其产品WFA50(主要应用于建筑,摩擦材料等行业)为例,主要技术指标如下图所示:

冯家山硅灰石.jpg

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