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礦物簡(jiǎn)介
電氣石的化學(xué)通式為:XY3Z6[Si6018](BO3)3(OH)4。其中X的位置主要被Na+、Ca2+、K+占據;Y的位置主要被Mg2+、 Fe2+、A13+、Li+占據;Z的位置主要被A13+占據;由于X、Y、Z位置的置換以及形成環(huán)境的不同,形成了眾多的電氣石種類(lèi)。當Y以Mg為主時(shí),稱(chēng)為鎂電氣石,以Fe為主時(shí),稱(chēng)為鐵電氣石或黑電氣石,若Mn進(jìn)入此位置,則稱(chēng)為鈉錳電氣石。電氣石以L(fǎng)i+Al為主時(shí),稱(chēng)為鋰電氣石。在鋰電氣石中,部分OH常被F取代。
世界上許多國家如巴西、澳大利亞、馬達加斯加、美國、斯里蘭卡、緬甸、俄羅斯、坦桑尼亞、意大利、肯尼亞、阿富汗等出產(chǎn)電氣石(鄧燕華,1991)。中國電氣石分布較廣,全國除上海、天津、重慶、寧夏、海南和江蘇和港澳臺地區外,其余25省、市、自治區均發(fā)現有電氣石產(chǎn)出。已知的電氣石產(chǎn)地有150多處,其中80多處具有一定規模。我國西部地區電氣石資源尤為豐富,17個(gè)主要電氣石礦帶中有10個(gè)分布在西部(李賦屏等.2004)。初步估計我國電氣石礦物潛在資源量在數千萬(wàn)噸以上,僅內蒙古四子王旗某電氣石礦床的礦物資源量就達200萬(wàn)噸(林善園,2007)。
性質(zhì)結構
電氣石的晶體結構為三方晶系,其基本特點(diǎn)為硅氧四面體組成復三方環(huán), B配位數為3,組成平面三角形,Mg配位數是6(其中2個(gè)是OH-),組成八面體,與[BO3]共氧相連。在硅氧四面體的復三方環(huán)的孔隙中充填Na,配位數是9。環(huán)間以[AlO5(OH)]八面體相連結。電氣石為復三方單錐晶類(lèi),晶體呈柱狀。集合體呈棒狀、放射狀、束針狀,也呈致密塊狀或隱晶質(zhì)狀。
電氣石的顏色隨成分不同而差異較大,富含鐵的電氣石呈黑色;富含鋰、錳和銫的電氣石呈玫瑰色或淡藍色;富含鎂的電氣石常呈褐色和黃色;富含鉻的電氣石呈深綠色。電氣石硬度為7-7.5,密度3.03-3.25g/cm3。隨著(zhù)成分中鐵、錳含量的增加,電氣石密度也隨之增大;電氣石具壓電性和熱電性。
用途作用
電氣石具有壓電性和熱釋電性等獨特的物理化學(xué)性能,并由此形成具有遠紅外波段的電磁輻射、產(chǎn)生負氧離子以及抗菌、除臭等功能。利用電氣石的上述性質(zhì),近年來(lái)它被廣泛應用于功能纖維、紡織、服裝、涂裝材料、飲水凈化、建材、日用品以及復合材料等領(lǐng)域。
溫度和壓力等的變化可引起電氣石晶體產(chǎn)生電勢差,這使得周?chē)目諝獍l(fā)生電離形成電場(chǎng),該電場(chǎng)再使水分子電離形成H+和OH-,而OH-與水分子結合便形成羥基負離子(H2O·OH-或H3O2-)。研究認為,羥基負離子是一種對人體具有保健作用(消除人體內多余的活性氧、調節人體體液pH值)和對環(huán)境具有凈化功能(中和正離子、分解有害氣體和微生物、吸附有害物質(zhì))的物質(zhì)(姚鼎山,2001)。釋放羥基負離子是電氣石的主要功能。
基于釋放羥基負離子的作用,電氣石的應用領(lǐng)域和方式如下:
(1)在建筑室內用裝飾材料領(lǐng)域,以電氣石超細粉為主要成分的無(wú)源負離子發(fā)生材料可在建筑涂料、強化木地板、實(shí)木地板、壁紙等裝飾材料的制造過(guò)程中與裝飾材料復合,通過(guò)復合使負離子發(fā)生材料附著(zhù)在這些裝飾材料的表層,從而使裝飾材料具有釋放羥基負離子和環(huán)保、保健功能。
(2)在紡織纖維制造領(lǐng)域,電氣石可復合在紡織品(保健內衣、窗簾、沙發(fā)套、臥枕等物品)中,制成保健用品,發(fā)揮其遠紅外線(xiàn)對人體的有益作用,促進(jìn)人體血液循環(huán)及新陳代謝。
(3)在環(huán)保領(lǐng)域,電氣石可用于吸附重金屬離子。電氣石晶體表面靜電場(chǎng)可將重金屬離子吸附到晶體負極,使局部重金屬離子濃度增高,與電氣石表面羥基解離而產(chǎn)生的OH-發(fā)生反應,形成各種沉淀或堿式鹽析出,且不會(huì )有副作用產(chǎn)生。
(4)在水體凈化方面,電氣石可用于水的活化。平常人們飲用的水中,由于氫鍵作用,水分子被締和成大分子團,導致水分子活性降低和老化。用電氣石制成的陶瓷球等制品處理飲用水,其發(fā)射的遠紅外線(xiàn)與水中氫鍵共振可將水活化成小分子水。
(5)在農業(yè)領(lǐng)域,電氣石用于改良土壤,促進(jìn)植物生長(cháng)。電氣石產(chǎn)生的靜電場(chǎng),周?chē)奈⑷蹼娏骷凹t外特性可提高土壤溫度,促進(jìn)土壤中離子的移動(dòng),活化土壤中水分子,有利于植物對水分的吸收,刺激植物的生長(cháng)。
(6)寶石加工領(lǐng)域,色澤鮮艷美觀(guān)、清澈透明的電氣石,即碧璽可加工成寶石。
(7)其它。電氣石可用來(lái)制備抗菌保鮮包裝材料,如塑料薄膜、箱體、包裝紙及紙箱等,也可作為牙膏、化妝品等的添加劑;在電子設備和家用電器部件中復合電氣石,可消除正離子的有害作用;電氣石也可用來(lái)制造具有抗菌、殺菌、除臭等功能的遠外輻射復合陶瓷。
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