徐水一文讀懂白云石礦物特性、經濟用途及研究
發布日期：2024-06-17
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徐水白云石晶體屬三方晶系的碳酸鹽礦物1?；瘜W成分為CaMg(CO3)2。常有鐵、錳等類質同象(代替鎂)。當鐵或錳原子數超過鎂時，稱為鐵白云石或錳白云石。三方晶系，晶體呈菱面體，晶面常彎曲成馬鞍狀，聚片雙晶常見。集合體通常呈粒狀。純者為白色;含鐵時呈灰色;風化后呈褐色。玻璃光澤。是組成白云巖的主要礦物。海相沉積成因的白云巖常與菱鐵礦層、石灰巖層成互層產出。在湖相沉積物中，白云石與石膏、硬石膏、石鹽、 鉀石鹽等共生。
1基本介紹 白云石簡介 白云石是碳酸鹽礦物，分別有鐵白云石和錳白云石。它的晶體結構像方解石，常呈菱面體。遇冷稀鹽酸時會慢慢出泡。有的白云石在陰極射線照射下發橘紅色光。白云石是組成白云巖和白云質灰巖的主要礦物成分。白云石可用于建材、陶瓷、玻璃和耐火材料、化工以及農業、環保、節能等領域。主要用作堿性耐火材料和高爐煉鐵的熔劑;生產鈣鎂磷肥和制取硫酸鎂;以及生產玻璃和陶瓷的配料?！ 「鞣N品質的白云石系列產品：白云石礦石，白云石砂6-10目，10-20目，20-40目，40-80目，80-120目，白云石粉10目通過，白云石超細粉140目，325目,600目，1000目，1600目?！ 』瘜W成分 CaMg(CO3)2;可含有Fe、Mn、Pb、Zn等元素。結晶狀態：晶質體或晶質集合體。2理論化學成分 CaO 30.4%[1] MgO 21.7%[1] CO_247.9%[1] 燒失量 44.5-47.0[1] 晶系 三方晶系?！ 【w習性 菱面體，常呈塊狀集合體?！ 〕Ｒ婎伾?nbsp; 無色、白、帶黃色或褐色色調?！ 」鉂伞〔ＡЧ鉂芍琳渲楣鉂??！ 〗饫?nbsp; 白云石具三組完全解理?！ ∧κ嫌捕?nbsp; 3 ～4 ?！ ∶芏?nbsp; 2.86g/cm3～3.20g/cm3?！ 」庑蕴卣?nbsp; 白云石為一軸晶，負光性;常為非均質集合體?！ 《嗌?nbsp; 無至弱，集合體無?！ ≌凵渎?nbsp; 1.505 ～1.743 ?！ ‰p折射率 0.179 ～0.184 ，集合體不可測?！ ∽贤鉄晒狻〕?、藍、綠、綠白。
Dolomite一詞主要用來紀念法國一位化學家DOLOMIEU(1750~1843)。白云石為三方晶系，化學成份為CaMg(CO3)2，主要是由碳酸鈣與碳酸鎂所組成的礦物(CaCO3與MgCO3的比例大致為1：1)，具有完整的解理以及菱面結晶。顏色多為白色、灰色、肉色、無色、綠色、棕色、黑色、暗粉紅色等，透明到半透明，具有玻璃光澤，硬度3.5-4，比重2.85-2.9。記得大學時代到花蓮出野外，在海灘上總是搞不清楚如何分辨白云石與大理石。如果身旁有一罐冷的稀鹽酸就可以搞定了。塊狀的白云石遇到冷的稀鹽酸不容易起泡泡，而大理巖卻馬上會冒出許多細小泡泡。 根據臺灣省礦物局(1996)《臺灣主要礦物與巖石》中提到，白云石存在于結晶石灰巖以及其它富含鎂的變質巖中，部分產于熱液礦脈和碳酸鹽巖石的孔穴內，偶爾作為各種沉積巖的膠結物，為碳酸鹽巖中最常見的一種造巖礦物。臺灣白云石之造成系鎂質交換石灰巖之鈣質而成，主要賦存于先第三紀大南澳片巖下部之結晶石灰巖帶，呈凸鏡體、層狀或不規則礦囊。 白云石主要產在臺灣東部宜蘭縣大濁水，花蓮縣清昌山、和平、和仁、萬榮與木瓜山等地。白云石世界其它產地有瑞士提羅爾南部及濱南索、意大利皮蒙特的雀佛斯拉、北英格蘭及墨西哥的瓜納華拖。美國產于密蘇里州加普林區，于沉積巖內形成塊狀或在巖石裂縫中呈現粉紅色鞍形結晶。 白云石可以作為煉鋼時用的轉化爐的耐火內層、造渣劑、水泥原料、玻璃熔劑、窯業、肥料、建筑與裝飾用石材、油漆、殺蟲劑與醫藥等各種用途?？捎糜诮ú?、陶瓷、玻璃和耐火材料、化工以及農業、環保、節能等領域。
有關于白云石的礦產報告可以在臺灣省礦物局《臺灣東部白云石大理石礦調查探勘報告》中詳細記載。劉新福(1980)在國立成功大學礦冶及材料科學研究所碩士論文_研究《臺灣東部白云石之潛變性質》。梁建銓(1980)在國立成功大學礦冶及材料科學研究所碩士論文研究《花蓮縣清昌山白云石礦地下開采法設計》。臺大地質科學系鄧茂華副教授在臺灣大學地質研究所碩士論文中研究《臺灣東部和平至太魯閣地區大理巖穩定碳氧同位素及礦物化學》，文中提到分析方解石大理巖碳氧同位素外，并利用白云石與方解石共生標本，分別分析白云石與方解石同位素值，用以推斷二者平衡條件。
白云石的主要成分為碳酸鎂鈣，摩氏硬度值(MOH)在3.5到4之間。
白云石礦主要成分為碳酸鈣和碳酸鎂。這種石材在外觀上看來非常接近石灰石，事實上，在發現石灰石沉積物的地區，也會經常發現白云石。大多數白云石的沉積物含有一定比例的石灰石。區別白云石的重要依據是巖石中白云石礦物質的含量不少于50%。另外，白云石是多孔性石材。因構成白云石的化學成分對酸性物質不敏感，白云石具有更佳的耐候性。 一般說來，人們通常用硬度測試法和酸性測試法這兩種方法來區別石灰石和白云石。 摩氏硬度測試法(MOH)是一種簡單的機械測試法，即用另外一種已知硬度的金屬來刮擦這種石材。由此測得白云石的硬度值介于3到4之間。而酸性測試法則是將稀釋后的鹽酸涂布到石材表面，石灰石反應強烈，而白云石反應不太明顯，表面會形成粉狀物。如果以上測試效果不明顯，則需要做實驗室分析。若能知道石材的來源礦，則礦物質種類和成分就會一清二楚了。 總的來講，大理石、石灰石和白云石這三種石材可以作為建筑材料交替使用。但即使是屬于同一類別的石材，其物理屬性也各不相同。在決定哪一種石材最適合使用前，要將石材的吸收性、密度和結構上的完整性等因素全部考慮在內?？梢越梃b其他建筑物的石材使用情況。比如，一座有100年歷史的建筑物的外墻就可以作為外墻工程的參考。 石灰石的吸收性較強，鑒于這一特點，在用石灰石鋪設地面等區域時，要將亂涂亂寫等日后易出現的污染考慮在內。在易受環境損壞、受重壓的區域要使用密度大且吸收性小的石材。 從歷史上的建筑物來看，白云石用作外墻表面，經受風化或侵蝕的能力比大理石和石灰石要強。因為其方解石含量少，所以對大氣的污染(主要以酸為主)耐候性較強。 總的來說，大理石、白云石和石灰石都屬于材質較軟的石材。因此在施工過程中以及日后的使用過程中都極易受到外界的污染，暴露出其耐污性差的弱點，如易受雨水、污垢等污染。較花崗石而言，這三種石材透水性高，更容易受到污染。為解決這一問題，更好的辦法就是對其進行防護處理。
國際上普遍使用的是石材專用滲透性防護劑，其防護原理是防護劑滲透到天然石材的內部，沉積于石材毛細孔內部的微小顆粒之間，或附著于石材表面下的個體礦物分子上，以此來阻止水、油和污物進入石材。滲透性防護劑可為水性和溶劑型，并且通常都含有硅、矽利康、甲基矽酸鹽或其他類似的硅化合物。滲透性防護劑也可分為兩類：防水型和防油型。防水型主要用來阻擋水和水劑的化學物品，像果汁飲料、咖啡、茶和蘇打水等。而防油型滲透性防護劑用來阻止水和油基液體滲入石材，如食用油、油脂和其它油類。防油型的滲透性防護劑同時具有防水功能，但防水性的產品則不一定能夠防止油性污染。 在用滲透性防護劑作防護處理時，需要考慮的一個因素是適選用了何種石材及其鋪設的位置。針對大理石、石灰石和白云石不同的性質特點，我們應根據情況采用不同的處理方法。比如說，日常使用的廚房大理石地面，選擇的防護劑一定要具有防油特性。而對于繁忙的酒店大堂地面，來往行人會留下許多腳印，很容易摩擦地面，這時為了保護表面的光澤度，除了需使用滲透性防護劑處理外，必要時還需涂布一層表面型的保護劑，甚至用拋光產品進行地面的拋光。 此外，另一個需考慮的因素則是保養方式。如果白云石或大理石地面每日擦洗，受酸性化學物質腐蝕損壞的可能性就較大。如果忽略了對地面的保養，污垢就會堵塞在石材的毛細孔中。若石材本身具有很高的亮度則光澤度有可能受到磨損。這樣，不管石材表面的防護處理效果多好，表面也會變臟、變暗。舉例來說，較繁忙的酒店大廳地面每天都定期打掃灰塵并用水擦洗，也許只需用一種可以被清除掉的表面型保護劑來處理即可。但如換成家中的客廳，則完全不需每天用清洗劑清洗，用防水性較好的滲透性防護劑作防護就可以了。 最后需要強調的是任何一種滲透性防護劑都不能在石材的最表面形成防護層，所以滲透性防護劑防護過的石材更好再進行一次表面防護處理，即需要使用表面性保護劑，這樣石材才可真正算得上是得到了"雙層保護"。因為任何一種石材的養護方式是不需要打蠟的，蠟質層既不透氣，又容易發黏，容易使石材表面顏色變黃，而使用透氣性且不含蠟性物質的表面型保護劑，即可使石材和防護層得到進一步保護，又使石材保持天然的亮麗色澤，真可謂一舉三得。 在選擇石材前，其天然的亮麗表面也是一個不可忽視的因素。但是，一定要確保石材的物理屬性才是其使用的更大價值所在。只有將石材的全部特性考慮周全，您選擇的石材才能更大限度地發揮它們的裝飾實用性和美觀性。
白云石磚由煅燒過的白云石砂制成的耐火材料制品。通常含氧化鈣(CaO)40%以上，氧化鎂(MgO)35%以上，還含有少量的氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、三氧化二鐵(Fe2O3)等雜質。天然白云石的CaO/MgO比波動較大，若磚中的CaO/MgO比小于1.39，則稱為鎂質白云石磚。白云石磚按生產工藝可分為：焦油(瀝青)結合不燒磚、輕燒油浸磚和燒成油浸磚。白云石磚含游離CaO，在空氣中易于水化崩裂，不宜長期存放。 原料白云石是碳酸鈣和碳酸鎂的復鹽，分子式為CaCO3·MgCO3，六方晶系，比重2.80～2.99，莫氏硬度3.5～4.5，理論組成為CaO30.41%、MgO21.87%、CO247.72%，CaO/MgO比為1.39。中國白云石資源豐富，品質優良，其成分見表1。21世紀以來，除采用天然白云石砂作制磚原料外，還用海水和石灰乳制得的合成鎂質白云石砂，制造優質鎂白云石磚。 中國轉爐爐襯主要使用焦油結合的白云石磚和焦油結合的鎂質白云石磚，有些工廠在易損部位使用輕燒油浸和燒成油浸鎂質白云石磚。西歐和日本等國轉爐主要使用焦油結合熱處理的和燒成油浸的白云石磚和鎂質白云石磚。此外，燒成油浸鎂質白云石磚還用作某些爐外精煉爐的內襯。
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