美丽又有应用价值的矿物——尖晶石

来源: 科普中国-科学原理一点通 日期:2021-06-21

  尖晶石在自然界中分布很广,具有各种颜色,如暗棕红色、紫红色、灰蓝黑色。尖晶石有时具有星光效应,可有四射或六射星光。

   

  尖晶石形成于熔融的岩浆侵入到不纯的灰岩或白云岩中经接触变质作用形成,有些出现在富铝的基性岩浆岩中。广义地讲,尖晶石族矿物包括铬铁矿、铁尖晶石、锰尖晶石、磁铁矿、镁铁矿等矿物。在自然界,除了铬铁矿及磁铁矿能形成大规模可供开采的矿床外,尖晶石族很少构成有开采价值的矿床。因此,工业上所用的尖晶石原料多为人工合成。

  不同结晶状态的镁铝尖晶石材料的合成包括制备性能优良的尖晶石微粉;再经不同的物理化学过程处理,得到合乎应用要求的尖晶石相两个阶段。

  镁铝尖晶石微粉的制备方法有:固相反应法;共沉淀法;火花放电;喷雾热解等。固相法是一种传统的粉化工艺,成本低,制备工艺简便易行,易规模生产。该法适合于制备涂料、无机颜料及用于尖晶石单晶体生长的粉料。共沉淀法是使Al3+和Mg2+按尖晶石理论组成在其水溶液中共同沉淀,然后将沉淀物过滤、干燥、煅烧、烧结,最后得到尖晶石结构。该粉料可用于生产各种水泥、浇注料和涂料。

   

  了解了尖晶石的合成工艺之后,很多人会产生疑问,合成尖晶石的用途是什么呢?接下来让我们谈一谈尖晶石的应用。尖晶石在日常生活中主要应用于以下几个方面。

  1.尖晶石轴承

  用火焰熔融法制造的尖晶石单晶,可用于制作钟表及其它精密机械的宝石轴承。与红宝石相比,支轴发生变形的情况较少。

  2.尖晶石颜料

  尖晶石颜料用作油彩、陶瓷的彩釉或色彩。当作彩色使用时,以尖晶石的形式加入,比用通常的氧化物着色剂得到的颜色更为鲜艳,并且容易达到稳定状态。

  3.尖晶石质耐火材料

  尖晶石的高硬度、化学热稳定性、高熔点、低热膨胀性等优良性质集中体现在冶金、玻璃制造中作为耐火材料。

  本文由石家庄市藁城区第九中学高级教师韩素娟进行科学性把关。  

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