礦物簡(jiǎn)介
長(cháng)石是有硅氧四面體組成的架狀構造的鉀、鈉、鈣鋁硅酸鹽礦物，是自然界最主要的造巖礦物，約占地殼質(zhì)量的50%，體積的60%?；瘜W(xué)通式為M[T4O8]，其中M為Na、Ca、K、Ba及少量Li、Rb、Cs、Sr等。T為Si、Al及少量B、Fe、Ge等。長(cháng)石的理論化學(xué)組成為：鉀長(cháng)石SiO264.7%，Al2O318.4%，K2O16.9%；鈉長(cháng)石SiO268.7%，Al2O319.5%，Na2O11.8%；鈣長(cháng)石SiO243.2%，Al2O336.7%，CaO20.1%。
長(cháng)石大致分三大系列，一是由鉀、鈉兩長(cháng)石相互混熔而形成的堿性長(cháng)石系列，它包括正長(cháng)石、微斜長(cháng)石、透長(cháng)石、冰長(cháng)石及歪長(cháng)石五種。二是由鈉、鈣長(cháng)石兩種組分相互混熔而形成的斜長(cháng)石系列。目前習慣上只按鈉、鈣組分含量比例的不同而將斜長(cháng)石分為六種，見(jiàn)1。斜長(cháng)石成分中所含鈣長(cháng)石（An）的百分數稱(chēng)為斜長(cháng)石的“牌號”。三是鋇長(cháng)石系列，包括鋇長(cháng)石、副鋇長(cháng)石、鍶長(cháng)石。
表1 斜長(cháng)石礦物分類(lèi)
| 名稱(chēng) |
鈉長(cháng)石 |
更長(cháng)石 |
中長(cháng)石 |
拉長(cháng)石 |
培長(cháng)石 |
鈣長(cháng)石 |
| 鈉長(cháng)石（Ab）分子含量，% |
100~90 |
90~70 |
70~50 |
50~30 |
30~10 |
10~0 |
| 鈣長(cháng)石（An）分子含量，% |
0~10 |
10~30 |
30~50 |
50~70 |
70~90 |
90~100 |
中國長(cháng)石資源較為豐富，已查明的長(cháng)石礦床有數十個(gè)。規模較大的有湖南衡山、山西聞喜、山東新泰等。主要成礦時(shí)代在各地不同，北方多為加里東期和海西期，南方多為燕山期。目前，各長(cháng)石礦產(chǎn)品主要供應陶瓷工業(yè)，在玻璃工業(yè)領(lǐng)域的銷(xiāo)量不多。國內總需求量業(yè)不大，現今長(cháng)石產(chǎn)量能滿(mǎn)足市場(chǎng)需要。
性質(zhì)結構
長(cháng)石（Feldspar）是鉀、鈉、鈣及鋇等堿金屬和堿土金屬的鋁硅酸巖礦物，其主要化學(xué)成分為SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、CaO，是重要的造巖礦物。表2是按化學(xué)成分分類(lèi)的長(cháng)石族礦物的主要性質(zhì)。
堿性長(cháng)石呈褐紅、肉紅、白、灰白等色。斜長(cháng)石為灰白色、深灰色。冰長(cháng)石無(wú)色透明，綠色變種天河石，加熱至270℃開(kāi)始腿色。玻璃光澤。長(cháng)石的硬度6-6.5，相對密度2.56-2.57 kg/m3。兩組解理完全。
鉀長(cháng)石熔點(diǎn)1290℃，鈉長(cháng)石熔點(diǎn)1215℃，鋇長(cháng)石熔點(diǎn)1715℃。天然長(cháng)石常為固溶體，故熔點(diǎn)較單一成分的長(cháng)石熔點(diǎn)低。熔融間隔較寬是長(cháng)石良好的工藝性能之一，如在1200℃時(shí)開(kāi)始，1350℃全部轉變成液相，熔體透明、粘度大。工藝性能最好; 鈉長(cháng)石熔融間隔小, 熔體粘度低，燒成過(guò)程中易變形。
堿性長(cháng)石具有良好的助熔作用。如高嶺石的熔點(diǎn)為1770℃，石英的熔點(diǎn)為1713℃，如果在A(yíng)l2O3-SiO2體系中加入長(cháng)石，則在985℃±20℃即開(kāi)始出現液相，且長(cháng)石的含量越高，初熔溫度越低。相同溫度下，鈉長(cháng)石的助熔作用大于鉀長(cháng)石。
表2 長(cháng)石族礦物的主要性質(zhì)
| 礦物名稱(chēng)及化學(xué)式 |
化學(xué)成分，% |
密度 g/cm3 |
莫氏硬度 |
晶系 |
比導電度 |
顏色 |
| SiO2 |
Al2O3 |
K2O |
Na2O |
CaO |
BaO |
鉀長(cháng)石
K2O.Al2O3.6 SiO2 |
64.7 |
18.3 |
16.7 |
|
|
|
2.56 |
6 |
單斜 |
2.67 |
白、紅、乳白 |
鈉長(cháng)石
Na2O.Al2O3.6 SiO2 |
68.8 |
19.5 |
|
11.8 |
|
|
2.61 |
6 |
三斜 |
2.33 |
白、藍、灰色或無(wú)色 |
鈣長(cháng)石
CaO.Al2O3.2 SiO2 |
43.2 |
36.7 |
|
|
20.1 |
|
2.77 |
6 |
三斜 |
1.78 |
灰、白、紅色 |
鋇長(cháng)石
BaO.Al2O3.2 SiO2 |
32 |
27.1 |
|
|
|
40.9 |
3.45 |
6 |
單斜 |
|
藍色或無(wú)色 |
理想化長(cháng)石的晶體結構如圖1所示。
圖1 理想化長(cháng)石的晶體結構圖
長(cháng)石晶形有單斜晶系和三斜晶系兩種。常見(jiàn)的長(cháng)石結晶形態(tài)如圖2所示。
圖2 常見(jiàn)的長(cháng)石結晶習性
長(cháng)石雙晶常見(jiàn)，它已成為鑒定長(cháng)石的主要特征。按照雙晶結合面和雙晶軸的相互關(guān)系，可將其分為三類(lèi)：即正交雙晶、平行雙晶和混合雙晶。常見(jiàn)的雙晶有：鈉長(cháng)石雙晶、卡式雙晶、肖式雙晶、阿克林雙晶等。
用途作用
長(cháng)石被用于制作玻璃及作陶瓷坯釉料的助熔劑，可降低燒成溫度。鉀長(cháng)石玻璃的化學(xué)穩定性良好，除高濃度硫酸、氫氟酸以外，不受其他酸、堿的腐蝕。
富鉀長(cháng)石的巖石可作為提取鉀鹽的原料。
鉀長(cháng)石玻璃的化學(xué)穩定性良好，除高濃度硫酸、氫氟酸以外，不受其他酸、堿的腐蝕。
在搪瓷原料工業(yè)上用長(cháng)石和其他礦物原料可配制琺瑯。
鉀長(cháng)石對酸有較強的化學(xué)穩定性，可作為塑料、造紙、涂料等工業(yè)中的填充劑。
此外，長(cháng)石還可以用于磨料工業(yè)。藍綠色的微斜長(cháng)石，即天河石含Rb、Cs，可作工藝礦石及綜合回收Rb、Cs的原料，透明長(cháng)石——月光石可作為寶石原料。利用鉀長(cháng)石粉體可水熱合成13X沸石分子篩、制備白炭黑等。長(cháng)石的主要用途見(jiàn)表3。
表3 長(cháng)石的主要用途
| 應用領(lǐng)域 |
主要用途 |
質(zhì)量要求 |
| 玻璃及玻璃制品 |
堿長(cháng)石作為平板玻璃及各種玻璃制品的原料?？山档筒Ａ刍瘻囟?，節省純堿；鈉長(cháng)石作為玻璃纖維原料可改善其質(zhì)量及取代葉蠟石等 |
Al2O3 >18%
Fe2O3 <0.6%
K2O+Na2O>10% |
| 陶瓷 |
各種陶瓷、搪瓷、電磁坯料（配入20%-40%）和釉料（配入20%-70%）的主要原料 |
Fe2O3 <0.3-1.0% |
| 水泥 |
白水泥的主要原料 |
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| 化工 |
鉀長(cháng)石是生產(chǎn)鉀肥的原料之一；乳膠、涂料、氨基甲酸乙酯、丙烯類(lèi)物質(zhì)的填充料 |
做填料時(shí)可含較多的游離石英；做護膚品，要求2-8um的堿長(cháng)石 |
| 其他 |
造紙、涂料、電焊條等的填料；磨料磨具及耐火材料原料等 |
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