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礦物簡介
電氣石的化學通式為: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境的不同,形成了眾多的電氣石種類。當Y以Mg為主時,稱為鎂電氣石,以Fe為主時,稱為鐵電氣石或黑電氣石,若Mn進入此位置,則稱為鈉錳電氣石。電氣石以Li+Al為主時,稱為鋰電氣石。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、自治區均發現有電氣石產出。已知的電氣石產地有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個主要電氣石礦帶中有10個分布在西部(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200萬噸(林善園,2007)。
性質結構
電氣石的晶體結構為三方晶系,其基本特點為硅氧四面體組成復三方環, B配位數為3,組成平面三角形,Mg配位數是6(其中2個是OH-),組成八面體,與[BO3]共氧相連。在硅氧四面體的復三方環的孔隙中充填Na,配位數是9。環間以[AlO5(OH)]八面體相連結。電氣石為復三方單錐晶類,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性能,并由此形成具有遠紅外波段的電磁輻射、產生負氧離子以及抗菌、除臭等功能。利用電氣石的上述性質,近年來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域。
溫度和壓力等的變化可引起電氣石晶體產生電勢差,這使得周圍的空氣發生電離形成電場,該電場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)的物質(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,電氣石的應用領域和方式如下:
(1)在建筑室內用裝飾材料領域,以電氣石超細粉為主要成分的無源負離子發生材料可在建筑涂料、強化木地板、實木地板、壁紙等裝飾材料的制造過程中與裝飾材料復合,通過復合使負離子發生材料附著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保、保健功能。
(2)在紡織纖維制造領域,電氣石可復合在紡織品(保健內衣、窗簾、沙發套、臥枕等物品)中,制成保健用品,發揮其遠紅外線對人體的有益作用,促進人體血液循環及新陳代謝。
(3)在環保領域,電氣石可用于吸附重金屬離子。電氣石晶體表面靜電場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生的OH-發生反應,形成各種沉淀或堿式鹽析出,且不會有副作用產生。
(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,其發射的遠紅外線與水中氫鍵共振可將水活化成小分子水。
(5)在農業領域,電氣石用于改良土壤,促進植物生長。電氣石產生的靜電場,周圍的微弱電流及紅外特性可提高土壤溫度,促進土壤中離子的移動,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。
(6)寶石加工領域,色澤鮮艷美觀、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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