基本介紹
- 中文名：鋰輝石
- 外文名：spodumene;spodumenite
- 別稱：工業味素
- 類別：輝石族礦物
- 化學式：LiAl(SiO3)2/Li2O·Al2O3·4SiO2
- 顏色：粉紅色、紫紅色、黃色、綠色、無色等
- 光澤：玻璃光澤
- 透明度：多色性強，三色性較明顯
- 晶系：單斜晶系
- 解理：柱狀晶體，扁平柱狀晶體
- 斷口：階梯狀
- 硬度：6.5～7
- 礦物密度：3.03～3.22g/cm3
- 分布：巴西、馬達加斯加、美國、中國新疆
- 硬度：6.5-7
- 品種：紫鋰輝石、鋰輝石、 翠鉻鋰輝石
鋰輝石簡介,鑑定特徵,工業套用,
鋰輝石簡介
鋰輝石的化學組成LiAl[Si2O6],其中Li2O的理論含量高達8.03%.鋰輝石精礦一般含Li2O為6.3~7.5%。實際上通常含t在2.91~7.66%範圍,這可能是由於鈉鉀置換鋰的緣故。
鋰輝石是主要含鋰礦物之一，又稱2型鋰輝石。玻璃光澤，條痕無色。硬度6.5～7，密度3.03～3.22g/cm3 。鋰輝石主要產於富鋰花崗偉晶岩中，共生礦物有石英、鈉長石、微斜長石等。晶體在加熱或被紫外線照射時會改變顏色，在陽光作用下也會失去光澤。焙燒至1000℃左右時迅速轉變為β型鋰輝石，並具熱裂性質。
作為鋰族主要來源的工業礦石——鋰輝石在陶瓷、冶金、摘瓷、特種玻璃、化工等方面的套用迅速發展並日益擴大。鋰輝石按用途、化學成分和冶煉工藝要求分為三類：化工用鋰輝石、陶瓷用鋰輝石、低鐵鋰輝石。
鋰輝石為單斜輝石族礦物，化學式LiAl[Si2O6]。常有微量的鈉、鈣、鎂，偶爾還有鉻、稀土、氦和銫等混入。晶體呈短柱狀或板狀，直立晶面有晶麵條紋。時而可見有巨大晶體，已見報導的有長16米。集合體呈板棒狀，也有緻密的隱晶塊體。白、淺綠、綠、黃綠、黃褐、粉紅、紫、藍綠、藍等色均有。透明－微透明。玻璃光澤，解理面微帶珍珠狀變彩。二軸正晶，+2v=50o～70 o。
折射率ng=1．665～1．682，nm=1．660～1．671，np=1．651～1．670；重折率0．012～0．025。多色性顯著。粉紅色晶體為：無－淡綠色－淡紫－紫－紫羅蘭色。綠色晶體：無色－淡綠色－藍綠色－綠色。色散0．017。於紫外光下，紫色者有桃紅－橙色螢光。黃綠色者有橙黃色螢光，翠綠鋰輝石沒有螢光，但在x光下有橙色磷光。具輝石型解理完全或中等，有沿的裂開。斷口參差狀－裂片狀。
鑑定特徵
化學成分及晶形
常見的鋰輝石呈板狀、柱狀或不規則狀,柱面縱紋發育。化學成分主要為Li2O、Al2O3和SiO2,另有Na+、Mg2+、K+、Ca2+、Fe2+、Cr3+、Mn2+、Zn2+等微量離子。不同的微量離子使鋰輝石具不同的顏色,例如翠綠色鋰輝石是由Cr3+和Fe2+所致,而Mn2+則使鋰輝石變成紫色。
物理性質
以無色、玫瑰色、淡黃綠色為主,少量呈翠綠色,透明度由不透明到透明。不透明者顏色多顯淺淡色,礦物成分複雜。具纖維狀結構。絲絹光澤;參差狀斷口;折射率和比重由於蝕變礦物含量不同而異。一般分別為1.62和2.998。透明狀鋰輝石則呈淺藍綠色到翠綠色,玻璃光澤,貝殼狀斷口,折射率為1.660～ 1.675,比重為3.168,多色性明顯,甚至肉眼可辨:玫瑰色樣有紫、紅深紫和無色;翠綠色可顯淡黃綠、綠及淡藍綠色。兩組近於相互垂直的{110}解理髮育。在查爾斯濾色鏡下,翠綠色鋰輝石呈綠色。
在長短波紫外光中,不同顏色的鋰輝石顯示強弱不同的螢光,一般紫色鋰輝石在長、短波紫外光中產生橙色螢光;黃綠色品種則顯弱的橙—黃色螢光(長波)和無或弱螢光(短波)。
在分光鏡下,翠綠色鋰輝石在紅區有雙線,在紅區和橙區有兩條較弱的線,有以橙區為中心的一寬頻,紫區中普遍吸收;而淡黃綠色僅在紫區有兩條窄帶。
紅外吸收光譜
不同顏色、不同透明度的新疆鋰輝石顯示9個吸收峰: 1 131、1 089、1 018、920、864、639、589、540、470 cm-1。
X射線衍射
在D/Max-3A型X射線衍射儀上,其衍射譜圖基本一致。以淺黃綠色為例,衍射峰d值及對應強度如下: 6.092(7),4.438(6),4.191(10),3.440(3),2.913(7),2.790(9),2.665(5),2.448(2),2.349(2),2.217(2),2.057(3),
2.030(4),1.928(2),1.863(3),1.736(2),1.648(2),1.605(2),1.566(5),1.523(6),1.459(4)。
工業套用
鋰輝石在陶瓷工業中的套用
在陶瓷胚體中的套用
在陶瓷胚體中加入鋰輝石,既作助熔劑,同時又是保證生成低熱膨脹晶體的重要組分。
傳統瓷常因石英和方石英的相轉變所生產的體積變化,產生內應力而抗熱振性差。在坯體中加入經鍛燒後轉變為β—鋰輝石的原料,其晶格結構可吸納高嶺石相變游離出來的SiO2和外加的SiO2,成固溶體,而透鏗長石的結構卻不允許。它可使石英不斷熔解於熔體中,抑制殘餘石英向熱膨脹係數比石英高得多的方石英轉化。還可降低β—石英向α—石英的晶型轉變溫度,使低熱膨脹係數的β—石英在更寬廣的溫度區域內穩定。加之銼輝石有助於在較低溫度下就能形成莫來石以增加坯體強度。由於這些作用使饅輝石質陶瓷具有低熱膨脹性而有廣泛,特殊的用途。利用其良好的抗熱展性,廣泛套用於窯具、感應加熱部件、高溫夾具、電阻絲線圈、高壓輸電絕緣子、家庭用耐火餐具,以及熱電偶保護套等.利用其極低或零的熱膨脹係數,套用於葉輪其片、噴氣發動機部件、噴嘴襯片、內姍機部件以及要求尺寸很德定的高精度電子元部件。利用其高溫化學穩定性,用於金屬澆鑄桶,實臉室用燃燒舟和燃燒管,以及酸授柑等。
用鋰輝石與鉀長石(或鈉長石)混合製成的瓷器坯料比只用長石的坯料其吸水率低,燒成溫度可降低而強度增加。試驗表明,坯料內含有20%霞石正長岩及10%鋰輝石時,可將坯體的燒成攝度降低為1050℃。坯體中加入怪輝石,採用普通的日用陶瓷製造工藝,可產生出的新型似質耐熱陶瓷炊餐具,具有強度商、抗熱振好;20℃~510℃/450℃一次熱交換不裂、成本低,可用於各種熱佩下炸、炒、燉、煮食品等優良性能。利用含怪礦物,採用普通日用瓷生產工藝和設備,可生產出具有低膨脹係數的日一理輝石固熔體晶相占絕對優勢的低膨脹微晶陶瓷電磁灶面板閨.產品性能完全符合國家標準,可以與國外的徽品玻瑞及耐熱玻瑞媲關。且與微晶玻璃比具有燒成溫度低,工藝簡單,成本低廉,易於推廣的特點。此外,利用此徽晶肉瓷膨脹係數低,擾熱振性好,電氣絕緣性和化學穩定性良好的特點,在製造有色金屬過濾器、熱變換器等方面也有廣泛套用前景。
對於製造電工陶瓷的長石原料,其鹼金屬氧化物的比值有嚴格要求,因為它們對電工陶瓷的介電性能有極重要的影響。介電性能、機械強度和熱穩定性都代表電瓷的性能。這些性能指標,取決於被採用原料的組成,性能和品位。電瓷生產最感興趣的是含鋰原料一一鋰輝石精礦。用鋰輝石完全代替長石生產絕緣子可大大提高機械強度和絕緣強度,降低熱膨脹係數,提高熱穩定性,還使燒成溫度降低。
在陶瓷砂鍋中套用
在傳統砂鍋工藝的基礎上，在材質上按一定比例加入鋰輝石，利用鋰輝石穩定、耐熱的特性，以彌補傳統砂鍋乾燒易裂的缺點。這類砂鍋叫新一代陶瓷砂鍋，砂鍋燒至600℃投入20℃水中不裂。鋰輝石質耐熱砂鍋可直接在微波爐內燒烤,也可在冰櫃冷藏,在各種熱源下炸、炒、燉、煮食品,經受長期的急冷急熱條件下的考驗仍完好無損,具有良好的熱穩定性能，同時鋰輝石是屬於水晶類弱鹼性礦石，富含多種礦物質通過加熱可分解弱鹼性礦物質，用加入鋰輝石的陶瓷砂鍋來煲煮食物可以補充身體所需微量元素，具有一定養生功效。
在配飾的套用
鋰輝石有多種色彩，可以做手鍊、項鍊或者衣服配飾。
在其它領域中的套用
鋰輝石套用於玻璃和搪瓷工業中。在玻璃和搪瓷釉配方中引入鋰輝石,可在較寬成分範圍內獲得β—鋰輝石和凱石英兩種低膨脹晶體,並無需引用晶核,晶種就可同時均勻結晶.從而提高機械強度和抗熱振性。由於鋰輝石是最主要的鋰工業礦物來源,一般也用來製取化學原料的理。如用包括鍛燒,熱水淋濾，蒸發-結晶的工藝生產鋰的氫氧化物;有的則先鍛燒鋰輝石,然後再與硫酸反應生成硫酸鋰,或者用蘇打將其轉化為碳酸鋰.由簡單的鋰化合物可用電解法製得金屬鋰。
除陶瓷工業外,碳酸鋰也以日益增長的速度套用於鋁工業。當理加入鋁的還原電解槽中時,可增加熔池的導電性,降低操作溫度並使產量增加。純淨的碳酸鋰還成功地用於發狂鬱悶症的化學治療。
氫氧化鋰首次用作鹼性蓄電池的配料。它的摻入可增加電池的壽命.用氫氧化鋰與脂肪酸作用,可生成一新型潤滑脂膏,該潤滑脂在很寬的溫度範圍內可以保持其粘度,並在水的存在條件下保持其穩定性。所以錘基潤滑脂已成為軍事、工業和汽車方面潤滑領域上標準產品.脫水的氫氧化鋰具有吸附大量二氧化碳的能力,這種性能已在“阿波羅”登月艙的空氣再生系統中得到利用。
鋰的氯化和溴化物溶液具有低的蒸氣壓,故用於吸收冷凍系統。
氧化鋰除用於陶瓷,玻璃作熔劑外還用於焊接,鉚焊中的焊接劑。
鋰有機化合物丁基鋰,它用作丁二烯,苯乙烯聚合作用的催化劑,以生產具有特殊性質的聚合物.
鋰的化學製品還在環境衛生用於淨化、漂白及維生素合成等方面得到利用。
鋰輝石手鍊