Войти
| Волластонит | |
|---|---|
 | |
| Общие | |
| Категория | Иносиликат минерал |
| Формула. (повторяющееся звено) | Силикат кальция, CaSiO 3 |
| Классификация Струнца | 9.DG.05 |
| Кристаллическая система | Триклинная. Моноклинная политип существует |
| Кристаллический класс | Пинакоидальный (1). (тот же символ HM ) |
| Пробел | P1 (политип 1A) |
| Элементарная ячейка | a = 7,925 Å, b = 7,32 Å,. c = 7,065 Å; α = 90,055 °,. β = 95,217 °, γ = 103,42 °; Z = 6 |
| Идентификация | |
| Формульная масса | 116,159 г / моль |
| Цвет | Белый, бесцветный или серый |
| Форма кристаллов | Редкие в виде пластинчатых кристаллов - обычно массивные в виде пластинчатых, лучистых, компактных и волокнистых агрегатов. |
| Двойникование | Обычное |
| Расщепление | Идеально в двух направлениях под углом около 90 ° |
| Перелом | Неровности от раскола |
| по шкале Мооса твердость | От 4,5 до 5,0 |
| блеск | стекловидный или тусклый или перламутровый на поверхностях декольте |
| полоса | Белый |
| Диафрагма | Прозрачный до полупрозрачного |
| Удельный вес | 2,86–3,09 |
| Оптические свойства | Двухосный (-) |
| Показатель преломления | nα= 1,616–1,640. nβ= 1,628–1,650. nγ= 1,631–1,653 |
| Двулучепреломление | δ = 0,015 макс. |
| угол 2V | Измерено: от 36 ° до 60 ° |
| Точка плавления | 1540 ° C |
| Растворимость | Растворим в HCl, не растворим в воде |
| Другие характеристики | Теплота образования (@ 298): -89,61 кДж. Свободная энергия Гиббса: 41,78 кДж |
| Литература | |
Волластонит представляет собой кальций иносиликат минерал (Ca Si O 3), который может содержать небольшие количества железа, магния и марганец, замещающий кальций. Обычно он белый. Он образуется, когда нечистый известняк или доломит подвергается воздействию высоких температур и давления, которые иногда возникают в присутствии кремнеземсодержащих жидкостей, как в скарнах, или при контакте с метаморфическими породами. Сопутствующие минералы включают гранаты, везувианит, диопсид, тремолит, эпидот, плагиоклаз полевой шпат, пироксен и кальцит. Он назван в честь английского химика и минералога Уильяма Хайда Волластона (1766–1828).
Некоторые из свойств, которые делают волластонит таким полезным, - это его высокая яркость и белый цвет, низкое влаго- и маслоемкость, а также низкое содержание летучих веществ. Волластонит используется в основном в керамике, изделиях трения (тормозах и сцеплениях), производстве металлов, наполнителях красок и пластмассах.
Несмотря на его химическое сходство с составным спектром группы минералов пироксен, где магний и железо замещение кальция оканчивается диопсидом и геденбергитом соответственно - он структурно сильно отличается, с третьим тетраэдром SiO 4 в связанной цепи (в отличие от двух в пироксены).
Объем производства волластонита в 2005 г. Данные о мировом производстве волластонита недоступны для многих стран, а те, которые доступны часто, датируются 2–3 годами. Расчетная мировая добыча сырой волластонитовой руды в 2016 году находилась в диапазоне от 700 000 до 720 000 тонн. Мировые запасы волластонита оценивались более чем в 100 миллионов тонн. Однако многие крупные месторождения еще не исследованы.
Крупные месторождения волластонита были обнаружены в Китае, Финляндии, Индии, Мексике и США. Более мелкие, но значительные месторождения были обнаружены в Канада, Чили, Кения, Намибия, Южная Африка, Испания, Судан, Таджикистан, Турция и Узбекистан.
В 2016 году основными производителями были Китай ( 425 000 т), Индия (185 000 т), США (информация не разглашается по коммерческим причинам, но указано, что она находится на третьем месте), Мексика (67 000 т) и Финляндия (16 000).
В США волластонит добывается в Уилсборо, Нью-Йорк и Гувернёр, Нью-Йорк. Месторождения также коммерчески разрабатывались на северо-западе Мексики.
Цена необработанного волластонита в 2008 году варьировалась от 80 до 500 долларов США за тонну в зависимости от страны, размера и формы частиц порошка.
Волластонит имеет промышленное значение во всем мире. Он используется во многих отраслях промышленности, в основном на заводах по производству плитки, которые включили его в производство керамики для улучшения многих параметров производительности, и это связано с его флюсирующими свойствами, отсутствием летучих компонентов, белизной и игольчатой формой частиц.
В керамике волластонит уменьшает усадку и выделение газа во время обжига, увеличивает зеленый и прочность обжига, сохраняет яркость во время обжига, обеспечивает быстрое обжигание и уменьшает образование трещин, растрескиваний и гололеда. дефекты.
Волластонит используется в цементе, объявленном в 2019 году, который «снижает общий углеродный след в сборном железобетоне на 70%».
В металлургии В различных применениях волластонит используется в качестве флюса для сварки, источника оксида кальция, кондиционера шлака и для защиты поверхности расплавленного металла во время непрерывной разливки стали.
В качестве добавки к краске он улучшает стойкость пленки краски, действует как буфер pH, повышает ее устойчивость к атмосферным воздействиям, снижает блеск, снижает расход пигмента и действует как выравнивающий и суспендирующий агент.
В пластмассах волластонит улучшает растяжение и прочность на изгиб, снижает расход смолы и улучшает термическую стабильность и стабильность размеров при повышенных температурах. Обработка поверхности используется для улучшения адгезии между волластонитом и полимерами, в которые он добавлен.
В качестве заменителя асбеста в напольной плитке, фрикционных изделиях, изоляционных плитах и панелях, красках, пластмассах и кровельных изделиях, волластонит устойчив к химическому воздействию, инертен, стабилен при высоких температурах и улучшает изгиб и растяжение. прочность. В некоторых отраслях промышленности он используется с различным процентным содержанием примесей, например, его используют в качестве изоляционного материала из минеральной ваты или в качестве декоративного строительного материала.
По оценкам, на пластмассы и резину приходится от 25% до 35% продаж в США в 2009 г., керамика с 20% до 25%; краска от 10% до 15%; металлургическое применение - от 10% до 15%; продукты трения от 10% до 15%; и прочее - от 10% до 15%. Керамические изделия, вероятно, составляют от 30% до 40% мировых продаж волластонита, затем идут полимеры (пластмассы и резина) с 30% до 35% продаж и краски с 10% до 15% продаж. Остальные продажи приходятся на строительство, фрикционные изделия и металлургическое оборудование.
Волластонит был изучен на предмет углеродной минерализации для хранения диоксида углерода. Это один из самых быстро реагирующих силикатов, но он может иметь высокие затраты, связанные с хранением углерода.
Белые игольчатые кристаллы волластонита (поле зрения 8 мм) из Среднечешского региона, Чешская Республика Игольчатая природа многих изделий из волластонита позволяет ему конкурировать с другими игольчатыми материалами, такими как керамическое волокно, стекловолокно, стальное волокно и несколько органических волокон, таких как арамид, полиэтилен, полипропилен и политетрафторэтилен в изделиях, для которых требуется улучшение стабильности размеров, модуля упругости при изгибе и теплового отклонения.
Волластонит также конкурирует с несколькими неволокнистыми минералами или горными породами, такими как каолин, слюда и тальк, которые добавляют в пластики для увеличения прочность на изгиб и такие минералы, как барит, карбонат кальция, гипс и тальк, которые придают пластмассам стабильность размеров.
В керамике волластонит конкурирует с карбонатами, полевым шпатом, известью и кремнеземом в качестве источника кальция и кремния. Его использование в керамике зависит от состава керамического тела и метода обжига.
В чистом CaSiO 3 каждый компонент составляет почти половину минерала. по массе: 48,3% СаО и 51,7% SiO 2. В некоторых случаях небольшое количество железа (Fe) и марганца (Mn) и меньшее количество магния (Mg) заменяют кальций (Ca) в минеральной формуле (например, родонит ). Волластонит может образовывать серию твердых растворов в системе CaSiO 3 -FeSiO 3 или гидротермальный синтез фаз в системе MnSiO 3 -CaSiO 3.
Волластонитовый скарн с диопсидом (зеленый), андрадитовый гранат (красный) и везувианит (темно-коричневый) из шахты Станислав возле Шклярска Поремба, Изерские горы, Нижняя Силезия, Польша. Волластонит обычно встречается как общий компонент термически метаморфизованного нечистого известняка, это также может происходить, когда кремний возникает из-за метаморфизма в контактно измененных известняковых отложениях или из-за загрязнения вторгающихся вулканических пород. В большинстве случаев это результат следующей реакции между кальцитом и кремнеземом с потерей диоксида углерода:
Волластонит также может образовываться в реакции диффузии в скарне, он образуется, когда известняк в песчанике подвергается метаморфозу дайкой, что приводит к образованию волластонита в песчанике в результате внешней миграции Ca.
Элементарная ячейка триклинного волластонита-1A 
Расположение тетраэдров внутри цепочек в пироксенах по сравнению с волластонитом Волластонит кристаллизуется триклино в пространственной группе P1 с постоянными решетки a = 7,94 Å, b = 7,32 Å, c = 7,07 Å; α = 90,03 °, β = 95,37 °, γ = 103,43 ° и шесть формульных единиц на элементарную ячейку. Волластонит когда-то структурно относился к группе пироксенов, потому что обе эти группы имеют соотношение Si: O = 1: 3. В 1931 году Уоррен и Бискоу показали, что кристаллическая структура волластонита отличается от минералов группы пироксенов, и отнесли этот минерал к группе, известной как пироксеноиды. Было показано, что пироксеноидные цепи более изогнуты, чем цепи пироксеновой группы, и имеют большее расстояние между повторениями. Структура волластонита состоит из бесконечных цепочек тетраэдров [SiO 4 ], имеющих общие вершины, идущих параллельно оси b. Цепной мотив в волластоните повторяется после трех тетраэдров, тогда как в пироксенах необходимо только два. Расстояние повтора в цепочках волластонита составляет 7,32 Å и равно длине кристаллографической оси b.
Расплавленный CaSiO 3 сохраняет тетраэдрическую локальную структуру SiO 4 при температурах до 2000 ° C. Координация ближайшего соседа Ca-O снижается с 6,0 (2) в стекле при комнатной температуре до 5,0 (2) в жидкости 1700 ˚C, что совпадает с увеличением числа более длинных соседей Ca-O.
Волластонит встречается в виде пластинчатых кристаллических масс, монокристаллы могут иметь игольчатую форму частиц и обычно белого цвета, но иногда кремового, серого или очень бледно-зеленого цвета.
Полоса волластонита белого цвета, его твердость по шкале Мооса составляет 4,5–5, а удельный вес составляет 2,87–3,09. Для него существует более одной плоскости спайности, есть идеальное расщепление на {100}, хорошее расщепление на {001} и {102} и несовершенное расщепление на {101}. Волластонит обычно имеет двойную ось [010], плоскость состава (100) и редко имеет двойную ось [001]. Блеск обычно бывает от стекловидного до жемчужного. Температура плавления волластонита составляет около 1540 ˚C.
Эта статья включает материалы общественного достояния из Геологической службы США. Документ обзора : «Волластонит».
 | На Викискладе есть материалы, связанные с волластонитом. |
