[科普中国]-锂辉石

简介

锂辉石是最主要的理工业矿物来像川,是富锂花岗伟晶岩中的特征矿物,主要生成于花岗伟晶岩脉中,与其他辉石族矿物不同，锂辉石是一种伟晶岩矿物，常与水晶、电气石、绿柱石等伴生。2

锂辉石的化学组成LiAl[Si2O6],其中Li2O的理论含量高达8.03%.锂辉石精矿一般含Li2O为6.3~7.5%。实际上通常含t在2.91~7.66%范围,这可能是由于钠钾置换锂的缘故。2

锂辉石是主要含锂矿物之一，又称2型锂辉石。玻璃光泽，条痕无色。硬度6.5～7，密度3.03～3.22g/cm3 。锂辉石主要产于富锂花岗伟晶岩中，共生矿物有石英、钠长石、微斜长石等。晶体在加热或被紫外线照射时会改变颜色，在阳光作用下也会失去光泽。焙烧至1000℃左右时迅速转变为β型锂辉石，并具热裂性质。

作为锂族主要来源的工业矿石——锂辉石在陶瓷、冶金、摘瓷、特种玻璃、化工等方面的应用迅速发展并日益扩大。锂辉石按用途、化学成分和冶炼工艺要求分为三类：化工用锂辉石、陶瓷用锂辉石、低铁锂辉石。2

锂辉石为单斜辉石族矿物，化学式LiAl[Si2O6]。常有微量的钠、钙、镁，偶尔还有铬、稀土、氦和铯等混入。晶体呈短柱状或板状，直立晶面有晶面条纹。时而可见有巨大晶体，已见报导的有长16米。集合体呈板棒状，也有致密的隐晶块体。白、浅绿、绿、黄绿、黄褐、粉红、紫、蓝绿、蓝等色均有。透明－微透明。玻璃光泽，解理面微带珍珠状变彩。二轴正晶，+2v=50o～70 o。2

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。多色性显著。粉红色晶体为：无－淡绿色－淡紫－紫－紫罗兰色。绿色晶体：无色－淡绿色－蓝绿色－绿色。色散0．017。于紫外光下，紫色者有桃红－橙色荧光。黄绿色者有橙黄色荧光，翠绿锂辉石没有荧光，但在x光下有橙色磷光。具辉石型解理完全或中等，有沿的裂开。断口参差状－裂片状。2

鉴定特征化学成分及晶形常见的锂辉石呈板状、柱状或不规则状,柱面纵纹发育。化学成分主要为Li2O、Al2O3和SiO2,另有Na+、Mg2+、K+、Ca2+、Fe2+、Cr3+、Mn2+、Zn2+等微量离子。不同的微量离子使锂辉石具不同的颜色,例如翠绿色锂辉石是由Cr3+和Fe2+所致,而Mn2+则使锂辉石变成紫色。3

物理性质以无色、玫瑰色、淡黄绿色为主,少量呈翠绿色,透明度由不透明到透明。不透明者颜色多显浅淡色,矿物成分复杂。具纤维状结构。丝绢光泽;参差状断口;折射率和比重由于蚀变矿物含量不同而异。一般分别为1.62和2.998。透明状锂辉石则呈浅蓝绿色到翠绿色,玻璃光泽,贝壳状断口,折射率为1.660～ 1.675,比重为3.168,多色性明显,甚至肉眼可辨:玫瑰色样有紫、红深紫和无色;翠绿色可显淡黄绿、绿及淡蓝绿色。两组近于相互垂直的{110}解理发育。在查尔斯滤色镜下,翠绿色锂辉石呈绿色。3

在长短波紫外光中,不同颜色的锂辉石显示强弱不同的荧光,一般紫色锂辉石在长、短波紫外光中产生橙色荧光;黄绿色品种则显弱的橙—黄色荧光(长波)和无或弱荧光(短波)。3

在分光镜下,翠绿色锂辉石在红区有双线,在红区和橙区有两条较弱的线,有以橙区为中心的一宽带,紫区中普遍吸收;而淡黄绿色仅在紫区有两条窄带。3

红外吸收光谱不同颜色、不同透明度的新疆锂辉石显示9个吸收峰: 1 131、1 089、1 018、920、864、639、589、540、470 cm-1。3

X射线衍射在D/Max-3A型X射线衍射仪上,其衍射谱图基本一致。以浅黄绿色为例,衍射峰d值及对应强度如下: 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)。3

工业应用锂辉石在陶瓷工业中的应用在陶瓷胚体中的应用

在陶瓷胚体中加入锂辉石,既作助熔剂,同时又是保证生成低热膨胀晶体的重要组分。

传统瓷常因石英和方石英的相转变所生产的体积变化,产生内应力而抗热振性差。在坯体中加入经锻烧后转变为β—锂辉石的原料,其晶格结构可吸纳高岭石相变游离出来的SiO2和外加的SiO2,成固溶体,而透铿长石的结构却不允许。它可使石英不断熔解于熔体中,抑制残余石英向热膨胀系数比石英高得多的方石英转化。还可降低β—石英向α—石英的晶型转变温度,使低热膨胀系数的β—石英在更宽广的温度区域内稳定。加之锉辉石有助于在较低温度下就能形成莫来石以增加坯体强度。由于这些作用使馒辉石质陶瓷具有低热膨胀性而有广泛,特殊的用途。利用其良好的抗热展性,广泛应用于窑具、感应加热部件、高温夹具、电阻丝线圈、高压输电绝缘子、家庭用耐火餐具,以及热电偶保护套等.利用其极低或零的热膨胀系数,应用于叶轮其片、喷气发动机部件、喷嘴衬片、内姗机部件以及要求尺寸很德定的高精度电子元部件。利用其高温化学稳定性,用于金属浇铸桶,实脸室用燃烧舟和燃烧管,以及酸授柑等。24

用锂辉石与钾长石(或钠长石)混合制成的瓷器坯料比只用长石的坯料其吸水率低,烧成温度可降低而强度增加。试验表明,坯料内含有20%霞石正长岩及10%锂辉石时,可将坯体的烧成摄度降低为1050℃。坯体中加入怪辉石,采用普通的日用陶瓷制造工艺,可产生出的新型似质耐热陶瓷炊餐具,具有强度商、抗热振好;20℃~510℃/450℃一次热交换不裂、成本低,可用于各种热佩下炸、炒、炖、煮食品等优良性能。利用含怪矿物,采用普通日用瓷生产工艺和设备,可生产出具有低膨胀系数的日一理辉石固熔体晶相占绝对优势的低膨胀微晶陶瓷电磁灶面板闺.产品性能完全符合国家标准,可以与国外的徽品玻瑞及耐热玻瑞媲关。且与微晶玻璃比具有烧成温度低,工艺简单,成本低廉,易于推广的特点。此外,利用此徽晶肉瓷膨胀系数低,扰热振性好,电气绝缘性和化学稳定性良好的特点,在制造有色金属过滤器、热变换器等方面也有广泛应用前景。2

对于制造电工陶瓷的长石原料,其碱金属氧化物的比值有严格要求,因为它们对电工陶瓷的介电性能有极重要的影响。介电性能、机械强度和热稳定性都代表电瓷的性能。这些性能指标,取决于被采用原料的组成,性能和品位。电瓷生产最感兴趣的是含锂原料一一锂辉石精矿。用锂辉石完全代替长石生产绝缘子可大大提高机械强度和绝缘强度,降低热膨胀系数,提高热稳定性,还使烧成温度降低。24

在陶瓷砂锅中应用

在传统砂锅工艺的基础上，在材质上按一定比例加入锂辉石，利用锂辉石稳定、耐热的特性，以弥补传统砂锅干烧易裂的缺点。这类砂锅叫新一代陶瓷砂锅，砂锅烧至600℃投入20℃水中不裂。锂辉石质耐热砂锅可直接在微波炉内烧烤,也可在冰箱冷藏,在各种热源下炸、炒、炖、煮食品,经受长期的急冷急热条件下的考验仍完好无损,具有良好的热稳定性能，同时锂辉石是属于水晶类弱碱性矿石，富含多种矿物质通过加热可分解弱碱性矿物质，用加入锂辉石的陶瓷砂锅来煲煮食物可以补充身体所需微量元素，具有一定养生功效。24

在配饰的应用

锂辉石有多种色彩，可以做手链、项链或者衣服配饰。2

在其它领域中的应用锂辉石应用于玻璃和搪瓷工业中。在玻璃和搪瓷釉配方中引入锂辉石,可在较宽成分范围内获得β—锂辉石和凯石英两种低膨胀晶体,并无需引用晶核,晶种就可同时均匀结晶.从而提高机械强度和抗热振性。由于锂辉石是最主要的锂工业矿物来源,一般也用来制取化学原料的理。如用包括锻烧,热水淋滤，蒸发-结晶的工艺生产锂的氢氧化物;有的则先锻烧锂辉石,然后再与硫酸反应生成硫酸锂,或者用苏打将其转化为碳酸锂.由简单的锂化合物可用电解法制得金属锂。2

除陶瓷工业外,碳酸锂也以日益增长的速度应用于铝工业。当理加入铝的还原电解槽中时,可增加熔池的导电性,降低操作温度并使产量增加。纯净的碳酸锂还成功地用于发狂郁闷症的化学治疗。2

氢氧化锂首次用作碱性蓄电池的配料。它的掺入可增加电池的寿命.用氢氧化锂与脂肪酸作用,可生成一新型润滑脂膏,该润滑脂在很宽的温度范围内可以保持其粘度,并在水的存在条件下保持其稳定性。所以锤基润滑脂已成为军事、工业和汽车方面润滑领域上标准产品.脱水的氢氧化锂具有吸附大量二氧化碳的能力,这种性能已在“阿波罗”登月舱的空气再生系统中得到利用。2

锂的氯化和溴化物溶液具有低的蒸气压,故用于吸收冷冻系统。2

氧化锂除用于陶瓷,玻璃作熔剂外还用于焊接,铆焊中的焊接剂。2

锂有机化合物丁基锂,它用作丁二烯,苯乙烯聚合作用的催化剂,以生产具有特殊性质的聚合物.2

锂的化学制品还在环境卫生用于净化、漂白及维生素合成等方面得到利用。2