水鎂石

水鎂石又名氫氧鎂石（Brucite）Mg(OH)2。硬度: 2.5。是單晶體呈厚板狀，常見者為片狀集合體；有時成纖維狀集合體，稱為纖水鎂石（nemalite）或水鎂石石棉。水鎂石還常形成方鎂石的假象。

基本介紹

• 中文名：水鎂石
• 外文名：Brucite
• 化學式：Mg(OH)2
• 硬度： 2.5
• 特徵：單晶體呈厚板狀

簡介

水鎂石/氫氧鎂石 （Brucite） Mg(OH)2

化學組成

MgO 69.12%, H2O 30.88%.

成因產狀

水鎂石是蛇紋岩或白雲岩中的典型低溫熱液蝕變礦物。

晶體結構

對稱特點: 三方晶系；點群3m,空間群R3m

晶胞參數: ao=3.125埃；co=4.72埃；Z=1。

晶體結構屬層狀。羥離子成六方最緊密堆積，鎂離子充填於每兩層相鄰的羥離子之間的全部八面空隙；組成配位八面體的結構層。結構層內屬離子鍵，結構層間以相維繫。

晶體形態

單晶體呈厚板狀，常見者為片狀集合體；有時成纖維狀集合體，稱為纖水鎂石（nemalite）或水鎂石石棉。水鎂石還常形成方鎂石的假象。

物理性質

硬度: 2.5

比重: 2.3-2.6

解理: 解理平行(0001)極完全

斷口: 斷口現玻璃光澤

顏色: 白至淡綠色，含有錳或鐵者呈紅褐色。水鎂石的顏色變化取決於混入物的含量，如含鐵、錳雜質的變種呈現黃色或褐紅色。

條痕: 白色

透明度: 透明

光澤: 解理面為珍珠光澤，新鮮晶面與斷口現玻璃光澤，纖水鎂石呈絲絹光澤。

其他 薄片具撓性及柔性（衝擊後出現60°放射角的幾何圖形）。具熱電性。

礦物用途

若大量聚集，可作為提取鎂的原料之一。

相關信息

①我國四川產水鎂石石棉呈淺綠色至無色，纖維粗而脆，無彈性及撓性，易折斷，劈分性好。細纖維呈透明無色，具玻璃光澤，似人造玻璃纖維。

②易溶於鹽酸，不起泡。

③吹管焰下不熔，灼燒時閃閃發光，灼燒後呈弱的鹼性反應。灼燒後加硝酸鈷溶液，再灼燒呈淡紅色。加熱於閉管中生水，轉灰為褐，含錳變種變為深棕色。

④中國蛇紋岩資源豐富，但由於地質工作尚未深入，所以水鎂石礦點報導較少，已知礦點主要如下：遼寧丹東、河南西峽、陝西寧強等地。寧強黑木林礦床的開發利用較早。

5目前我國水鎂石產地為遼寧丹東地區，主要用作阻燃材料。

鑑定特徵

以其形態、低硬度和(0001)極完全解理為鑑定特徵。

晶體化學

理論組成(wB%)：MgO 69.12，H2O 30.88。常有Fe、Mn、Zn、Ni等雜質以類質同像存在。其中MnO可達18%，FeO可達10%，ZnO可達4%；可形成鐵水鎂石(FeO≥10%)、錳水鎂石(MnO≥18%)、鋅水鎂石(ZnO≥4%)、錳鋅水鎂石（MnO 18.11%，ZnO 3.67%）、鎳水鎂石（NiO≥4%）等變種。

結構與形態

三方晶系，a0=0.313nm，c0=0.474nm；Z=1。水鎂石型結構為重要的層狀結構之一。結構中(OH)-近似作六方緊密堆積，Mg2 充填在堆積層相隔一層的八面體空隙中，每個Mg被6個OH包圍，每個OH一側有3個Mg。[Mg(OH)6]八面體∥{0001}以共棱方式聯結成層，層間以很弱的氫氧鍵相維繫，形成層狀結構。Mg-OH不是正八面體片，沿c軸方向有明顯壓扁，片厚從正常的0.247nm變為0.211nm。水鎂石的結構特點使其具有板狀晶形、低硬度及∥{0001}的極完全解理。

復三方偏三角面體晶類，D3d-3m（L33L33PC）。晶體呈板狀或葉片狀。常見單形：平行雙面c{0001}，六方柱m{1120}，菱面體r{1011}、q{0113}或{2021}。晶體通常呈板狀、細鱗片狀、渾圓狀、不規則粒狀集合體；有時出現平行纖維狀集合體，稱為纖水鎂石。纖水鎂石內部存在結構畸變。

理化性能

白、灰白色，當有Fe、Mn混入時呈綠、黃或褐紅色；新鮮面和斷口玻璃光澤，解理面珍珠光澤，纖水鎂石呈絲絹光澤；透明。解理{0001}極完全。硬度2.5。細片具撓性及柔性。相對密度2.3~2.6。具熱電性。塊狀水鎂石白度可達95%。

偏光鏡下：異常干涉色紅棕色代替正常的一級黃或橙色。受應力作用影響，延性可正可負。一軸晶( )，但可顯二軸晶。折射率Ne=1.5705~1.5861，No=1.5612 ~1.570，加熱後Ne與No差值變小。

力學性能：纖水鎂石的抗拉強度為902MPa，屬中等強度纖維材料。彈性模量13800MPa，有一定脆性。維氏硬度50.4~260.5，且具有明顯的各向異性。易於研磨成細粒級粉體。理論相對密度2.39。

電磁學性能：纖水鎂石電阻率顯各向異性；加熱時電阻率升高。介電常數為4.7~5.4（1MHz）；在低頻（50Hz）和中頻條件下，介電常數升高，且具明顯的方向性；介質損耗角正切值為0.105。加熱使介電常數、介質損耗角正切值分別上升54%和2.7倍。

熱學性能：水鎂石的可靠使用溫度為400℃。纖水鎂石的導熱係數為0.46W/m·K，鬆散纖維為0.131~0.213W/m·K(體積密度0.47 g/cm3)。纖水鎂石熱膨脹性縱向為16.7*10-7/℃，橫向為8.8*10-7/℃，且熱膨脹行為基本上呈線性。纖水鎂石還具有阻燃、抵抗明火和高溫火焰的性質。纖水鎂石分解溫度為450℃。

化學性能：纖水鎂石是天然無機纖維中抗鹼性最優者。但在強酸中可全部溶解，在草酸、檸檬酸、乙酸、混合酸、Al(OH)3溶液中，均可以不同的速度溶解。在潮濕或多雨氣候下，纖水鎂石易受大氣中的CO2、H2O侵蝕，故水鎂石製品表面需有防水保護層。

表面性質：透射電鏡測定的單水鎂石纖維直徑為0.54~0.86μm，最細者0.086μm。纖水鎂石的電動電位可達 36.3mV。零電位點的pH值為12.5。水鎂石纖維劈分性、分散性良好，纖維長。經機械打漿或化學分散，打漿度可明顯提高，可進行濕紡和造紙。

產狀與組合

為可溶性含鎂化合物在強鹼性溶液中水解而成，系鹼性溶液作用於鎂質矽酸鹽的次生變化產物。礦床主要與蛇紋岩有關；亦產於接觸變質菱鎂礦石灰岩中，與方解石、透閃石、蛇紋石、金雲母等共生。有時產於白雲石化石灰岩中，與方解石、水菱鎂礦和方鎂石伴生。水鎂石礦石可分為球狀型、塊狀型和纖維型三種主要類型：

球狀型：由方鎂石水化而成，呈結核狀產出，直徑由數毫米至20cm以上。結核由隱晶質水鎂石和極少量方解石、蛇紋石膠結。礦石質量好。

塊狀型：為富鎂岩石熱液蝕變產物。礦石為結晶粒狀的塊狀集合體，與蛇紋石、方解石、菱鎂礦等共生，水鎂石含量約30~40%。

纖維型：呈脈狀產於蛇紋岩中，纖水鎂石含量一般1~9%。夾石礦物為蛇紋石和磁鐵礦。纖水鎂石純度很高。

鑑定特徵

與滑石、葉蠟石、三水鋁石及白雲母、石膏等相似，但水鎂石易溶於鹽酸，不起泡；硬度大於滑石和石膏，滑感不及滑石；亦不如白雲母薄片有彈性。

工業套用

水鎂石主要套用於以下工業領域：

提取Mg和MgO原料：以水鎂石提取Mg和MgO，礦石中的MgO含量高，雜質少；分解溫度低；加熱時產生的揮發分無毒無害，因而可從水鎂石中提取Mg和MgO等產品。

重燒鎂砂：主要用於生產鎂質耐火材料。現代鋼鐵工業大量需用鎂碳磚、鎂鉻磚等。這類MgO用量已超過其產量的1/2。由水鎂石製得的重燒鎂砂具有高密度（>3.55 g/cm3）、高耐火度(>2800℃)、高化學惰性和高熱震穩定性等優點。

輕質氧化鎂：美、俄、加、英等國採用化學方法從低品位的水鎂石岩中提取輕質MgO。

電熔方鎂石：為高技術電子產品要求的特純品。以水鎂石經電熔法煉製的方鎂石集合體，具有高熱導率和良好的電絕緣性，產品壽命提高2~3倍。

化學純鎂試劑：採用電熱方法，可提取金屬鎂，製取MgCl2、MgSO4、Mg(NO3)2等化學純試劑。

補強材料：纖水鎂石可在某些領域用作溫石棉的代用品。用於微孔矽酸鈣、矽鈣板等中檔保溫材料中。基本配方是：硅藻土 石灰漿 水玻璃 纖水鎂石。纖維含量為8~10%。產品白度高，外觀美觀，容重低。

阻燃劑：以聚丙烯為基體製作阻燃劑的試驗表明，纖水鎂石具有較好的阻燃效果，是理想的無毒、無煙、無污染、高溫型阻燃劑。同時可起到填料的增強效果。

造紙填料：水鎂石白度高，剝片性好，粘著力強，吸水性較差。將其與方解石配合用作造紙填料，可使造紙工藝由酸法改為鹼法，並減小漿水的污染。

工藝品：水鎂石的緻密塊體顏色豐富多變，質地均勻，透明度好，細膩滑潤；常與其它礦物或變種形成自然條紋、天然圖案造型，具觀賞價值。因而可雕琢成工藝品。