硅灰石,硅灰石中国最丰富的国家资源硅灰石产地硅灰石的用途

本文目录一览：

• 1、硅灰石的作用及相关介绍
• 2、硅灰石是什么
• 3、硅灰石成分及其应用领域介绍
• 4、硅灰石（Wollastonite）
• 5、　硅灰石（Wollastonite）
• 6、硅灰石中国最丰富的国家资源硅灰石产地硅灰石的用途
• 7、什么是硅灰石（Wollastonite）？
• 8、硅灰石的用途有哪些？
• 9、硅灰石的主要特点
• 10、硅灰石粉的用途性能

硅灰石的作用及相关介绍

　　不知道大家在日常生活中见没见到过硅灰石，它是一种晶体，而且硅灰石粉作为具有针状，较高百度的物理化学性能的工业材料，而且有玻璃光泽的它被广泛运用在陶瓷等等行业，那么不知道大家了不了解硅灰石的作用呢，今天小兔就为大家在网上搜寻了一些关于硅灰石的作用的相关资料，今天在这里发出供大家参考。
　　
　　硅灰石粉具有针状、纤维状晶体形态及较高的白度和独特的物理化学性能，广泛应用于陶瓷、油漆、涂料、塑料、橡胶、化工、造纸、电焊条、冶金保护渣以及作为石棉代用品等。
　　在塑料行业中硅灰石粉不仅起到填充作用，而且还能部分取代石棉和玻璃纤维用于增强材料。目前，它已在环氧、酚醛、热固性聚酯、聚烯烃等各种塑料中获得应用。硅灰石粉深加工产品的塑料中有大量使用。它作为塑料填料，主要用来提高拉伸强度和挠曲强度，降低成本。
　　
　　在橡胶行业中，天然硅灰石粉具有特殊的针状结构，白色、无毒，经超细粉碎、表面改性后是橡胶的理想填料，不仅可降低橡胶制品的生产成本，而且能提高橡胶的力学性能，赋予橡胶自身所没有的特殊功能。
　　在涂料行业中，硅灰石粉作油漆、涂料的填料，可改进产品的物化性能，持久性耐候性，减少油漆的光泽度，增强涂料的扩张能力，减少裂纹，而且还可以减少吸油量，增强抗腐能力。硅灰石色泽光亮，反射率高，适于生产高质量的白漆和清亮透明的有色漆。针状硅灰石粉有很好的平光性，颜色覆盖率高且分布均匀，具有抗紫外线的特性。在内墙涂料、外墙涂料、特种涂料以及乳胶漆中得到广泛的应用。粒度超细，白度、PH值越高，油漆色泽和涂敷性越好，且油漆显碱性可用作钢材等金属设备的防腐涂层。
　　
　　在造纸行业中，硅灰石粉可作填料和植物纤维复合成造纸复合纤维替代部分植物纤维。减少木浆用量，降低成本，改善纸品性能，提高纸品的平滑度，不透明度，改善纸品的匀度，消除纸的静电，纸品收缩率少，适印性好，并能减少植物纤维制浆过程中的污染排放。
　　
　　那么以上就是硅灰石作用的全部资料了，那么硅灰石粉种类繁多，例如涂料级，摩擦级或者塑料橡胶级硅灰石等等，他们不同的种类会有不同的物理化学性能，例如塑料橡胶级的硅灰石就具有绝缘性，而摩擦级具有耐摩擦性，耐热性。那么希望大家通过小兔的这篇硅灰石作用的相关资料，能够对大家产生一个参考价值的作用，如果这篇文章帮助到大家的话，就请大家继续关注土巴兔。
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硅灰石是什么

硅灰石（wollastonite）的分子式是Ca3〔Si3O9〕。三斜晶系，属于单链硅酸盐矿物。通常呈片状、放射状或纤维状集合体。白色微带灰色。玻璃光泽，解理面上珍珠光泽。硬度4.5～5.0。解理平行{100}完全，平行{001}中等，两组解理面交角为74°。密度2.78～2.91克/立方厘米。主要产于酸性侵入岩与石灰岩的接触变质带，为构成矽卡岩的主要矿物成分。此外，还见于某些深变质岩中。用作：造纸、陶瓷、水泥、橡胶、塑料等的原料或填料；气体过滤材料和隔热材料；冶金的助熔剂等。
2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，硅灰石在3类致癌物清单中。[1]
中文名
硅灰石
外文名
wollastonite
别 称
矽酸钙
类 别
硅酸盐
化学式
CaSiO3
颜 色
白色微带灰色
光 泽
玻璃光泽
透明度
不透明
晶 系
三斜晶系
解 理
{001}和{102}
硬 度
4.5～5.0
脆 性
脆
比 重
2.86～3.09克/立方厘米
溶解度
完全溶于浓盐酸
应 用
造纸、陶瓷、水泥、橡胶、塑料等
成 分
CaSiO3或CaOSiO2
CAS号
1344-95-2；10101-39-0；
结构式
Ca3Si3O9
硬 度
4.5-5.0
硅灰石是一种三斜晶系，细板状晶体，集合体呈放射状或纤维状。颜色呈白色，有时带浅灰、浅红色调。玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽。硬度4.5～5.5,密度2.75～3.10g/cm3。完全溶于浓盐酸。一般情况下耐酸、耐碱、耐化学腐蚀。吸湿性小于4%。吸油性低、电导率低、绝缘性较好。硅灰石是一种典型的变质矿物,主要产于酸性岩与石灰岩的接触带,与符山石、石榴石共生。还见于深变质的钙质结晶片岩、火山喷出物及某些碱性岩中。硅灰石是一种无机针状矿物，其特点无毒、耐化学腐蚀、热稳定性及尺寸稳定良好，有玻璃和珍珠光泽，低吸水率和吸油值，力学性能及电性能优良以及具有一定补强作用。硅灰石产品，纤维长而易分离，含铁量低，白度高。该产品主要用作高聚物基复合材料的增强填料。如塑料、橡胶、陶瓷、涂料、建材等行业。
硅灰石属于一种链状偏硅酸盐，又是一种呈纤维状、针状硅酸盐。由于其特殊的晶体形
态结晶结构决定了其性质，硅灰石具有良好的绝缘性，同时具有很高的白度、良好的介电性能和较高的耐热、耐候性能。因硅灰石广泛地应用于陶瓷、化工、冶金、造纸、塑料、涂料 等领域。
硅灰石的化学分子式为CaSiO3，[3] 结构式为Ca3[Si3O9]，理论化学成分：CaO 48.25%、SiO251.75%，玻璃质感或珍珠质感的透明脆性晶体。自然界中纯硅灰石罕见，在其形成过程中，Ca有时被Fe、Mn、Ti、Sr等离子部分置换而呈类质同象体，[4] 并混有少量的Al和微量K、Na，因此具有白色，灰白色，浅绿色，粉红色，棕色，红色，黄色等多种颜色，夹杂白色条纹。由于硅灰石形成时的温度、压力等条件不同，可能出现3种同质多象体：
①三斜链状结构的Tc型硅灰石，通称低温三斜硅灰石(α-CaSiO3)；
②单斜链状结构的ZM型副硅灰石，通称副硅灰石(α′- CaSiO3)；
③三斜三元环状结构的假硅灰石，通称假硅灰石(β-CaSiO3)。[5]
广泛用作工业矿物原料的主要是低温三斜硅灰石。
低温三斜硅灰石为三斜晶系，大多呈针状、纤维状或片状，常簇集呈扇形、辐射形集合体，有的呈细小的颗粒状。白色微带灰、红色，玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽，解理平行 中等，两组解理面交角为74°。密度2.78～2.91 g/cm3，硬度4.5～5，熔点1540℃。热膨胀系数低，在25～800℃时热膨胀系数为6.5×10-6 mm/(mm·℃)，PH值9.9，具有优良的耐热，耐腐蚀，耐候性。；在1125℃左右时可转化为假硅灰石，这时热膨胀系数增加，并由于释放出Fe、Sr等杂质，因此颜色由白色变为奶油色、红色或褐色。 硅灰石矿石自然类型通常有夕卡岩型矿石和硅灰石-石英-方解石型矿石两类。前者主要产于夕卡岩型矿床中，矿物组分复杂，常伴生石英、方解石及透辉石、石榴子石等夕卡岩矿物；后者主要产于接触变质和区域变质型矿床，矿物组分简单，又可分为：硅灰石-石英、硅灰石-方解石和硅灰石-石英-方解石型3个亚类。硅灰石矿石的结构构造通常也有两种：致密块状矿石具细粒花岗变晶或纤维变晶结构，致密块状构造，硅灰石呈细小粒状、柱状或纤维状集合体，个别极细粒致密者呈玉状；粗晶硅灰石矿石具纤维变晶结构，块状、似角砾状、巨斑状或条带状构造，硅灰石晶体粗大，呈板柱状，束状或放射状(菊花状)。

硅灰石成分及其应用领域介绍

　　提起硅灰石，也许很多朋友们比不知道这是什么。但是，大家知不知道我们家里面的瓷器是用什么成分做出来的呢?是的，就是含有硅灰石成分的黏土做成的，讲到这，大家对硅灰石是不是有了一种熟悉的感觉呢，其实硅灰石并不仅仅是应用在陶瓷方面的，它还应用在很多的方方面面。接下来，小编就给大家详细介绍一下硅灰石的成分以及应用领域。
　　硅灰石(wollastonite)成分Ca3〔Si3O9〕。含SiO251.75%、CaO48.25%。常含铁、锰、镁。属于三斜晶系。通常呈片状、放射状或纤维状集合体。白色微带灰色。玻璃光泽，解理面上珍珠光泽。硬度4.5~5.0。解理平行{100}完全，平行{001}中等，两组解理面交角为74°。密度2.78~2.91克/立方厘米。主要产于酸性侵入岩与石灰岩的接触变质带，为构成矽卡岩的主要矿物成分。
　　一般情况下耐酸、耐碱、耐化学腐蚀。吸湿性小于4%。吸油性低、电导率低、绝缘性较好。硅灰石是一种典型的变质矿物,主要产于酸性岩与石灰岩的接触带,与符山石、石榴石共生。还见于深变质的钙质结晶片岩、火山喷出物及某些碱性岩中。硅灰石是一种无机针状矿物，其特点无毒、耐化学腐蚀、热稳定性及尺寸稳定良好，有玻璃和珍珠光泽，低吸水率和吸油值，力学性能及电性能优良以及具有一定补强作用。
　　接下来介绍一下硅灰石应用领域:
　　涂料级硅灰石粉具有一种良好的补强性，既可以提高涂料的韧性和耐用性，又可以保持涂料表面平整与及良好的光泽度。而且提高了抗洗刷和抗风化性能，还可减少涂料与油墨的吸油量并保持碱性，具有抗腐蚀能力。可以得到高质量颜色明亮的涂料，并具有良好的均涂性和抗老化性能。使涂料可以得到更好的机械强度、增加耐久性、增强粘附力和抗腐蚀性能。还有良好的覆盖率、附着力。
　　塑料橡胶级硅灰石具有独特的针状纤维，具有良好的绝缘性、耐磨性，以及较高的折光率。是塑料、橡胶制品较好的填充材料。特点与性能：硅灰石粉可以提高冲击强度、增强流动性以及改善抗拉强度、冲击强度、线性拉伸及模收缩率。
　　摩擦级硅灰石粉是一种特殊的针状结构，同时硅灰石独有的物理机械效能。大大增强了成品的耐摩擦性、耐热性。当产品填充到里面，可以提高摩擦灵活性与及稳定性等特点。
　　造纸级硅灰石粉经过特殊加工工艺后仍能保持其独特的针状结构，使添加了硅灰灰石粉的白板纸，提高其白度,不透明度(面层遮盖度),平整度,平滑度,适应性，减少定量横差和纸板湿变形,提高印刷适应性,并且可大幅度降低其他各种原材料的使用量，从总体上降低纸制品成本。
　　建材级硅灰石粉是一种无毒、无味、无放射性等优点逐渐取代了对人体健康有害的石棉，成为新世纪环保建材的新原料。经过特殊加工工艺后仍能保持其独特的针状结构,使添加了硅灰石针状粉的硅钙板、防火板等材料的抗冲击性、抗弯折强度、耐磨强度均大大提高。在建筑材料领域，硅灰石将被更加广泛的应用!
　　陶瓷级硅灰石粉在陶瓷原料中加入适量的硅灰石粉，可以大幅度降低烧成温度，缩短烧成时间，实现低温快速一次烧成。大量节约燃料，明显降低产品成本;同时提高产品的机械性能、减少产品的裂缝和翘曲、增加釉面光泽、提高胚体强度,进而提高产品的合格率。
　　通过以上小编对硅灰石的成分以及应用领域的介绍，大家对硅灰石是不是有了进一步的了解呢?以后在生活中，如果大家再碰见硅灰石大家一定就不会再陌生了，而且对于硅灰石的应用领域有了更深的了解，希望大家通过小编的介绍可以在自己的生活中也可以更好的去应用它了。如果大家还想继续了解更多的关于这方面的知识，大家一定要继续关注小兔。
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硅灰石（Wollastonite）

【化学组成】Ca3［Si3O9］。CaO含量为48.3%，SiO2含量为51.7%。常含类质同象混入物Fe，Mn，Mg等；当达一定量时，可形成铁硅灰石、锰硅灰石等变种。
【晶体结构】三斜晶系；沿b轴延伸的三重单链状结构（见图19-4b，图19-41）；空间群 ；a0=0.794nm，b0=0.732nm，c0=0.707nm；a=90°18′，β=95°24′，γ=103°24′；Z=2。有3种同质多象变体。
图19-41 硅灰石的晶体结构
以3个［SiO4］四面体为一重复单位的［Si3O9］单链平行b轴延伸，链与链平行排列；链间的空隙由Ca所充填，形成平行b轴共棱相连的［CaO6］八面体链，其中两个［CaO6］八面体的长度等于四面体链的重复单位（约0.72nm）
图19-42 硅灰石的晶体形态
（据潘兆橹等，1993）
平行双面a｛100｝，c｛001｝，h｛110｝，v｛101｝，t｛ ｝
【形态】对称型 。沿b轴延长的板状（图19-42）；依｛100｝或｛001｝成双晶；片状、放射状或纤维状集合体。
【物理性质】白色，可带灰、红色调；玻璃光泽，解理面可见珍珠光泽。硬度4.5～5.5；解理｛100｝完全，｛001｝和｛102｝中等，（100）∧（001）=74°。相对密度为 2.75～3.10。已知含0.2%～0.1% MnO者具黄色阴极强荧光。熔点1540℃。
【成因产状】典型变质矿物，常出现在钙质矽卡岩中与钙铝榴石、透辉石、符山石共生。还见于钙质结晶片岩、碱性火山岩中。我国吉林磐石为著名产地。
【鉴定特征】形态、颜色、共生矿物。与透闪石区别是硅灰石质较软，不似透闪石性脆易折；与矽线石的区别是产状不同，易溶于酸。
【主要用途】广泛用于陶瓷工业。

　硅灰石（Wollastonite）

一、概述
硅灰石是一种天然产出的偏硅酸钙（Ca3[Si3O9]），理论化学成分CaO48.3%、SiO251.7%。其中的Ca2+离子易被少量的Fe2+、Mn2+、Mg2+、Sr2+等离子呈类质同象形式替代。硅灰石有三种同质多象变体：两种低温相变体，即三斜晶系硅灰石和单斜晶系副硅灰石；一种高温相即假硅灰石。硅灰石与假硅灰石的转化温度为（1120±20）℃，转化较缓慢，随着温度升高，转化时间将明显缩短。自然界常见的硅灰石主要是低温三斜硅灰石，其他两种象变体很少见。
硅灰石晶体沿b轴多发育为柱状、针状，其长度与直径比值即长径比为（10～7）:1，比值高的可达（15～13）:1。硅灰石热膨胀特点是沿b轴膨胀系数（25～800℃为6.5×10-6℃-1）低，膨胀随温度改变呈线性变化。假硅灰石的热膨胀系数为11.8×10-6℃-1，明显高于硅灰石的热膨胀系数。因此在硅灰石质陶瓷的烧成过程中应避免硅灰石向假硅灰石的转变。硅灰石的物理－化学性质见表3-6-1。
表3-6-1　硅灰石的主要物化性质
在高温加热条件下，硅灰石的化学性质活泼，可与高岭石等矿物发生固相反应，与陶瓷工业有关的反应包括：
河南省非金属矿产开发利用指南
河南省非金属矿产开发利用指南
由于硅灰石具有针状晶体、低热膨胀系数、低吸油率、色白、绝缘性好、高温化学性质活泼等特点，使其应用在陶瓷工业、填料工业等领域中。
二、资源概况和矿石类型
1.资源概况
硅灰石的成因类型有五种，其中有工业价值的是接触变质类型和区域变质作用类型。接触变质生成的硅灰石产于岩浆侵入体与碳酸盐岩的接触带，由SiO2和CaCO3反应而成。区域变质作用生成的硅灰石是由含钙质的岩层如石灰岩、大理岩经区域变质作用形成。
目前世界各国已查明的硅灰石储量约2亿吨，远景储量约4亿吨。在20多个硅灰石产出国中，美国、印度和墨西哥三国硅灰石矿总储量约占世界已探明总储量（不包括中国）的三分之二。
美国纽约州阿迪龙朗克山北东侧是世界硅灰石重要产地，在该州的威尔斯博罗地区有福克斯诺尔、刘易斯和狄尔赫德三个主要矿床。
墨西哥的硅灰石矿床主要产在萨卡特卡斯和恰帕斯两个州。
印度的硅灰石主要产在拉贾斯坦邦和中央邦，其中有的矿床矿石品位高达96%～97%。
我国的硅灰石矿资源丰富，远景储量为0.5亿～1.0亿吨，探明储量仅次于印度，居世界第二位。我国硅灰石产地比较集中，主要分布在吉林省，占全国总储量44.7%，江西省占17%，青海占13.4%，辽宁占10.3%，其他主要分布在湖北、安徽、浙江、江苏、云南、福建等省。我国硅灰石矿成矿条件好，矿体规模大，成分简单，较富。吉林梨树大顶山硅灰石矿床是我国目前规模最大的矿床。此外，吉林磐石长崴子硅灰石矿床，湖北大冶小箕铺硅灰石矿床规模也较大。
硅灰石矿床的一般工业要求见表3-6-2，开采技术条件见表3-6-3。
表3-6-2　硅灰石矿床一般工业指标
注：①视矿石质量优、差取上、下限；②手选矿石块度要求，暂按直径≥4cm计。
表3-6-3　硅灰石矿床开采技术条件
2.矿石类型
硅灰石矿石类型主要有大理岩型和夕卡岩型两大类。美国的威尔斯鲍罗、刘易斯、格尔赫德硅灰石矿，印度别尔卡巴赫硅灰石矿等是夕卡岩型。墨西哥拉布兰卡硅灰石矿，芬兰拉彭兰塔硅灰石矿等是大理岩型。我国主要硅灰石矿石类型见表3-6-4。国内外部分硅灰石的化学成分分析见表3-6-5。
表3-6-4　我国主要硅灰石矿石类型
三、硅灰石的主要用途及质量标准
由于硅灰石具有许多优异的物化性质，使其被广泛应用于陶瓷工业、化学工业、冶金工业等各工业部门（见表3-6-6）。
迄今为止，硅灰石主要应用于陶瓷工业。其中又以作釉面砖为主，以及生产特种的无线电陶瓷和低介电损耗绝缘体陶瓷等。硅灰石之所以成为陶瓷的重要原料，是由下列因素决定的。
在传统生产陶瓷工艺中，是以铝硅为主要体系的原料，生成的物相以莫来石为主。需采用高温（1250～1300℃）、长周期（30h以上）的烧成工艺。在坯体中加入一定量的硅灰石，构成了以硅－铝－钙为主要成分的低共熔体系，生成的物相主要是钙长石。硅灰石同时是助熔剂，降低了坯体的老化点，整个坯体的快速烧结物均匀一致。因此，硅灰石降低了陶瓷生产的烧成温度，缩短了烧成时间。
表3-6-5　国内外部分硅灰石的化学成分分析
表3-6-6　硅灰石的主要用途
硅灰石的针状晶体为生坯提供水分快速排出的通道，干燥速度加快，从而易压制成型，不分层。焙烧时，硅灰石针状体的不熔残渣构成了阻止坯体体积变化的致密骨架，冷却时，烧结料结晶将它们之间的针状体牢固粘接。坯体具有多孔和网状结构。硅灰石低的热膨胀系数和线性膨胀的特点，有利于坯体抗热冲击。
美国、原苏联等国都已对硅灰石在釉面砖上的应用进行了大量的研究工作。美国年产硅灰石约6万～7万t，其中一半用于釉面砖生产。以硅灰石为主要原料的釉面砖，实现低耗能低温快烧的新工艺，可节省燃料约30%～50%，被誉为节能原料。
在冶金工业中，硅灰石主要用作生产模铸硅钢保护渣和板坯连铸保护渣。武汉钢铁公司钢铁研究所等单位研制的以硅灰石为主要原料的保护渣，可替代从日本进口的“浮光40”保护渣。以天然硅灰石为基料板坯连铸粉状和颗粒状保护渣，具有化学性质十分稳定，含Al2O3很低的特征，能起到稳定连铸操作和改善连铸坯质量的作用。
硅灰石作为电焊条药皮配料，在电焊工业中得到应用，特别适合用来制造高钛型低炭钢电焊条。硅灰石微粉和超细微粉被用于塑料、橡胶、造纸、油漆工业中作填料和涂料，不仅降低了产品成本，而且明显改善了产品的物理－化学性能，尤其是机械力学性能。预计今后作工业填料和涂料用的硅灰石微粉和超细微粉用量将以每年10%的速度增加。
目前我国仅国家建材局于1994年颁布了硅灰石产品质量标准，标准号为JC/T535-94。一些主要的硅灰石产区或企业根据用户要求制定了一些地方或企业标准。
陶瓷、油漆、涂料、冶金、电焊条等应用领域对硅灰石产品质量要求分别见表3-6-7～表3-6-10。
吉林梨树硅灰石矿业公司出口硅灰石块矿和针状硅灰石粉质量标准见表3-6-11和表3-6-12。
表3-6-7　陶瓷工业用硅灰石产品的质量要求
注：建筑陶瓷用硅灰石，一般要求硅灰石矿物含量＞60%。
表3-6-8　油漆、涂料用硅灰石产品质量要求
表3-6-9　冶金保护渣用硅灰石产品质量要求
表3-6-10　电焊条工业对硅灰石产品质量要求
表3-6-11　吉林梨树硅灰石矿业公司出口硅灰石块矿质量标准
表3-6-12　H-G系列针状硅灰石粉
吉林四平市硅灰石企业标准（吉Q/SS124-85）适用于油漆涂料、塑料、橡胶、陶瓷等行业，见表3-6-13～表3-6-15。
表3-6-13　吉林四平市硅灰石产品规格
表3-6-14　吉林四平市硅灰石的技术要求
表3-6-15　吉林四平市涂料级硅灰石粉的技术要求
注：以上产品指标，可根据用户特殊要求，双方协商。
湖北大冶非金属矿公司的硅灰石产品质量标准见表3-6-16。国外硅灰石一般工业要求见表3-6-17。美国出售硅灰石的粒度要求见表3-6-18。
表3-6-16　湖北大冶非金属矿公司硅灰石产品质量标准
表3-6-17　国外硅灰石一般工业要求
表3-6-18　美国出售硅灰石的粒度要求
四、硅灰石矿石的选矿和超细粉碎
1.硅灰石矿石的选矿提纯
硅灰石属接触变质矿物，与其共生的主要矿物有方解石、透辉石、石榴子石、透闪石、符山石、石英、黄铜矿、斑铜矿等，硅灰石的选矿方法随着矿石类型不同而有所不同。手选、光电拣选、磁选、浮选、重选等方法广泛应用于硅灰石的加工工艺中。硅灰石的主要选矿方法和原则流程见表3-6-19和表3-6-20。
列举两个实例说明硅灰石矿石的选矿。
表3-6-19　硅灰石的主要选矿加工方法
表3-6-20　硅灰石的主要选矿工艺原则流程
例1　梨树硅灰石矿的选矿工艺
该矿位于吉林省梨树县内。矿石中硅灰石含量为46.50%，方解石41.23%，透辉石3.49%，石英6.67%。在矿石中，硅灰石晶体内有透辉石和石英包体，方解石则呈不规则状分布于硅灰石颗粒及其裂隙之间。根据原矿性质，采用单一浮选流程选别硅灰石。根据硅灰石与方解石、石英的可浮性不同，采用反浮选方法对硅灰石进行选别，选矿流程见图3-6-1。
图3-6-1　梨树硅灰石矿连选试验流程
方解石精矿含方解石95.71%，产率38.78%；硅灰石精矿含硅灰石87.20%，产率44.48%。
例2　威尔斯鲍罗硅灰石选矿厂
选矿厂位于美国纽约州威尔斯鲍罗。矿石主要矿物组成为硅灰石、钙铁石榴子石、透辉石、少量方解石。矿石中硅灰石含量为55%～65%，钙铁石榴子石和透辉石的含量为10%～20%。根据矿石性质，采用单一强磁选工艺流程使硅灰石和钙铁榴石及透辉石分离。工艺流程见图3-6-2。
2.硅灰石的超细粉碎
图3-6-2　威尔斯鲍罗硅灰石选矿流程
硅灰石作为高档无机工业填料，必须深加工成针状超细粉料。国外多采用气流磨对硅灰石精矿进行超细粉碎，产品中高长径比、高比表面的粉量增多。80年代末，吉林梨树硅灰石矿业公司从Alpine公司引进两台630AFG流化床式气流粉碎机，用于生产-10μm的硅灰石超细微粉。随后，该公司与武汉工业大学合作，实现了这种设备国产化，研制成与630AFG性能相同的LPM-680气流磨，并建成了年产200t的超细硅灰石粉生产线，生产线工艺流程见图3-6-3。给料粒度325目，产量280.6kg/h,10μm通过率97.7%。
硅灰石超细粉碎产品有800、1250、2500目等。也可以根据用户的需要加工出平均粒度为10、5、2、1μm级的产品。
五、硅灰石粉料的表面改性
图3-6-3　超细硅灰石生产线工艺流程
1—颚式破碎机；2—传送带；3—颚式破碎机；4—除尘器；5—提升机；6—料仓；7—风机；8—提升机；9—料仓；10—磨机；11—旋流分级机；12一风机；13—提升机；14—料仓；15—风送系统；16—料仓；17—螺旋输送机；18—空压机；19—冷凝器；20—储气罐；21—LPM气流磨；22—收集器；23—风机
粉体表面改性（Surface modification or Surface treatment）是指用物理、化学、机械等方法对粉体物料表面进行处理，根据应用的需要有目的地改善或完全改变物料的物理技术性能或表面物理化学性质，如表面晶体结构和官能团、表面能、表面润湿性、表面吸附和反应特性等，以满足现代新工艺和新技术发展对新材料的需要。粉体的表面处理改性既是一门新技术，又是一门新学科。对于非金属矿物，表面改性能提高其使用价值和开拓应用领域，是最重要的深加工技术之一。
在塑料、橡胶、胶粘剂等高分子材料工业及复合材料领域中，无机矿物填料占有很重要的地位，不仅可以降低生产成本，而且明显改善产品的物理化学性能，如机械力学性能、阻燃性、绝缘性等。但是由于无机矿物与基质，即有机高聚物或树脂等具有不同的膨胀系数、表面张力、抗弯模数等性质，在二者接触处，明显表现出不相容性，因此接触界面是最薄弱的部位，易发生分离。由于相容性差，无机矿物填料难以在基质中均匀分散，直接或过多地填充往往容易导致产品的某些力学性能下降以及易脆化等缺点。因此，用无机矿物作填料，除了对其粒度、粒度分布、颗粒形状有要求外，还必须对矿物填料表面进行改性，提高其与基质，即有机高聚物或树脂的相容性和分散性，以增强产品的机械强度和综合性能。
用来对矿物表面进行改性的化学试剂称为表面改性剂。表面改性剂分为无机试剂和有机试剂两大类。无机试剂主要是一些无机颜料，如铁、钛、铬等的氧化物或含氧盐等。有机表面改性剂的种类较多，主要包括偶联剂类、脂肪酸（或胺）类、烯烃低聚物类以及各种树脂类等。由于矿物填料的种类不同，改性目的不同，所选用的表面改性剂亦不同。
1.矿物填料的有机表面改性剂
1）偶联剂
又称为架桥剂，是一种具有两性结构的物质。它们分子中的一部分基团可与矿物填料表面的各种化学基团反应，形成强有力的化学键合；另一部分基团则有亲有机物的性质，可与有机高分子发生化学反应或形成物理缠绕，在无机矿物与有机高分子之间形成具有特殊功能的“分子桥”，从而把两种性质差异很大的材料牢固结合起来，形成新型的复合材料。
偶联剂是目前应用最广泛的表面改性剂，它适用于各种不同的有机高分子和无机矿物填料的复合材料体系。经偶联剂进行表面处理的无机矿物填料，抑制了填充体系“相”的分离，即使增加填充量，仍可较好地均匀分散，从而改善了制品的综合性能，特别是抗张强度、冲击强度、柔韧性和挠曲强度等。按偶联剂的化学结构可分为硅烷类、钛酸酯类、锆类和有机铬络合物四大类。下面简要介绍前三类。
（1）硅烷偶联剂　硅烷偶联剂是研究得最早应用最广的偶联剂，是由美国联合碳化物公司为发展玻璃纤维增强塑料而开发出来的，至今已有40年的历史。
硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物。其通式为RSiX3，式中R代表与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团，如氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基、甲基、丙烯酰氧基等；X代表能够水解的烷氧基（如甲氧基、乙氧基）或氯。在进行偶联时，X基首先水解形成硅醇，然后再与矿物表面上的羟基反应，形成氢键并缩合成—SiO—M共价键（M表示无机矿物填料表面）。同时，硅烷各分子的硅醇又相互缔合齐聚，形成网状结构的膜覆盖在填料表面，使无机填料有机化。现以甲氨基硅烷偶联剂为例，其偶联作用过程为：
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偶联剂的另一端的R可与聚合物发生反应形成牢固的化学键合。这种化学反应取决于R基的性质和树脂的种类。以环氧硅烷为例，与环氧树脂反应
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硅烷偶联剂可用于许多无机矿物填料的表面改性，其中对含硅酸成分较多的石英粉、玻璃纤维、白碳黑等的效果最好，对高岭土、水合氧化铝效果也较好，对不含游离酸的碳酸钙效果欠佳。硅烷偶联剂产品牌号和品种分类见表3-6-21。
表3-6-21　硅烷偶联剂产品牌号和品种分类
续表
续表
（2）钛酸酯偶联剂　钛酸酯偶联剂是美国肯里奇（Kenrich）石油化学公司70年代开发成功的一类新型偶联剂。它有独特的结构，对热塑性聚合物与干燥填料有良好的偶联效能。
钛酸酯偶联剂的分子结构分为6个功能区，每个功能区都有其特点，在偶联过程中发挥各自的作用。
钛酸酯偶联剂的通式和6个功能区：
偶联无机相·亲有机相
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式中：1≤M≤4,M+N≤6；R—短碳链烷烃基；R′—长碳链烷烃基；X—C、N、P、S等元素；Y—羟基、氨基、环氧基、双键等机团。
各功能区说明如下：功能区1[（RO）M—]—与无机填、颜料偶联作用的基团；
功能区2（Ti—O……—）—酯基转移和交联功能；
功能区3（X—）—联结钛中心带有功能性的基团；
功能区4（R—）—长链的纠缠基团——适用于热塑性树脂；
功能区5（Y—）一固化反应基团——适用于热固性树脂；
功能区6（N—）—非水解基团数。
（RO）M为钛酸酯与矿物填料进行化学键合的官能团，它可与矿物表面结构水和H+作用，形成包围矿物的单分子层。Ti—O部分为钛酸酯的有机骨架，可与聚合物的羧基之间进行相互交换，起酯基和烷基转移和交联作用。X部分是和分子核心钛结合的基团，对钛酸酯的性质有重要影响，具体可分为磷酸酯、五磷酸酯、羧基酸、磺酸基等。
钛酸酯偶联剂按其化学结构可分为三种类型：单烷氧基型、螯合型和配位型。
单烷氧基型　这一类品种最多，价格适中，广泛应用于塑料、橡胶、涂料、胶粘剂工业。这类偶联剂的典型是三异硬脂酰基钛酸异丙酯（TTS）。除含乙醇胺基和焦磷酸酯基的单烷氧基型外，大多数品种耐水性差，适用于不含游离水，仅含化学键合水和物理键合水的干燥矿物填料体系，如碳酸钙、水合氧化铝等。单烷氧基钛酸酯与无机填料的作用机理见图3-6-4。
图3-6-4　单烷氧基钛酸酯与无机填料的作用机理
焦磷酸型钛酸酯偶联剂耐水性好，适用于中等含水的无机填料，如高岭土、滑石粉等。焦磷酸型钛酸酯处理湿填料的吸湿机理见图3-6-5。
图3-6-5　焦磷酸型钛酸酯处理湿填料的吸湿机理
螯合型　这类偶联剂适用于高湿无机填料和含水聚合物体系，如高岭土、滑石粉、水处理玻璃纤维、炭黑等。一般的单烷氧基型钛酸酯水解稳定性差，在高湿体系中偶联效果差。螯合型钛酸酯偶联剂具有极好的水解稳定性，适于在高湿状态下使用。根据螯合环的不同，这类偶联剂分为两种基本类型：螯合100型和螯合200型。前者螯合基为氧代乙酰氧基；后者螯合基为二氧乙撑基。它们的偶联机理见图3-6-6和图3-6-7。
图3-6-6　螯合100型与填料的偶联机理
图3-6-7　螯合200型与填料的偶联机理
配位体型　四价钛酸酯在一些体系中存在副反应，如在环氧树脂中与羟基反应，在聚酯中的酯交换反应等。配位体型钛酸酯中的钛原子由4价键转变为6价键，降低了钛酸酯的反应活性，提高了耐水性。因此，配位体型钛酸酯偶联剂可在溶剂型涂料或水性涂料中使用。配位体型钛酸酯偶联剂与填料的偶联机理见图3-6-8。
图3-6-8　配位型偶联剂与填料的作用机理
国内外钛酸酯偶联剂主要品种见表3-6-22。
表3-6-22　国内外钛酸酯偶联剂主要品种对照
（3）锆铝酸盐偶联剂　锆类偶联剂是美国Cavedon化学公司于80年代开发的一类新型偶联剂，其商品名称为“CavcoMod”，它是以水合氯化氧锆（ZrOCl2·8H2O）、氯醇铝（Al2OH5Cl）、丙烯醇、羧酸等为原料合成的。锆铝酸盐偶联剂分子中含有两个无机部分和一个有机功能配位体。由于分子中无机特性部分的比重大，因此具有更多的无机反应点，使偶联剂有良好的羟基稳定性和水解稳定性。根据分子中的金属含量（即无机特性部分的比重）和有机配位基的性质，将已商品化的锆铝酸盐偶联剂分为7类（见表3-6-23），分别适用于聚烯烃、聚酯、环氧树脂、尼龙、丙烯酸类树脂、聚氨酯、合成橡胶等不同的聚合物，对于矿物填料，可用于碳酸钙、二氧化硅、高岭土、三水合氧化铝、氧化钛等的偶联改性。锆铝偶联剂性能较好，价格较便宜，在很多情况下可代替硅烷偶联剂。
表3-6-23　锆类偶联剂（Cavco Mod）的品种
2）高级脂肪酸及其盐类改性剂
（1）高级脂肪酸及其盐类　高级脂肪酸属于阴离子表面活性剂，其分子通式为RCOOH。分子的一端为长链烷基（C16～C18），这种结构与聚合物分子结构相近似，尤其是与聚烯烃分子结构相近，因而与聚合物基料有一定的相容性。分子的另一端为羧基或其金属盐，可与矿物填料表面发生一定的化学反应和物理吸附。因此，用高级脂肪酸及其金属盐处理矿物填料时，具有类似于偶联剂的作用。
常用的高级脂肪酸及其金属盐类的表面改性剂有硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌等。高级脂肪酸的胺类、酯类与其金属盐类近似，亦可作表面改性剂。
（2）不饱和有机酸类　不饱和有机酸分子具有一个或多个不饱和双键及一个或多个羟基，碳原子数一般在10个以上。常见的不饱和有机酸有丙烯酸、马来酸、衣康酸、醋酸乙烯、醋酸丙烯等。带有不饱和双键的有机酸，对含碱金属离子的矿物填料进行表面改性，具有良好的处理效果。由于分子中存在不饱和双键，在和基体树脂复合时，在残余引发剂或热能、机械能作用下，双键打开，与基体树脂发生“接枝”、交联等一系列化学反应，使矿物填料与树脂较好地结合在一起，提高了产品的物理机械性能。
3）有机低聚物
（1）聚烯烃低聚物　聚烯烃低聚物主要品种有无规聚丙烯和聚乙烯蜡。聚烯烃低聚物有较高的粘附性能，可以和无机填料较好地浸润、粘附、包裹。同时因为基本结构和聚烯烃相似，能与聚烯烃很好地相容结合。因此，聚烯烃低聚物广泛应用于聚烯烃类复合材料中无机填料的表面处理。
（2）聚乙二醇　用聚乙二醇包覆处理硅灰石可显著改善聚丙烯（PP）缺口的冲击强度和低温性能。
2.表面改性剂的选择及用量
目前市场上已有几百种表面改性剂供选择，其选择过程是一个复杂的过程。对于同一种无机矿物填料，影响其填充效果的主要因素有颗粒的形状、粒径大小和粒度分布、填料表面性质等。填料的粒径越小，其补强效果越好。如用325目和2500目碳酸钙作半硬质PVC填料，后者比前者强度提高30%。纤维状、片状填料有助于提高制品的机械强度。在填料粒径、形状确定的情况下，考查填料表面改性效果的主要判据是填料与有机聚合物基体结合的牢固程度、填加量的多少，产品的各种物理－化学性能是否提高了等。这些与表面改性剂的选择和表面改性工艺过程有关。表3-6-24列出了各种表面改性剂的适用范围。
表3-6-24　表面改性剂的适用范围
表面改性剂的用量一般为无机填料量的0.5%～3%。对于某些偶联剂类，可通过计算得到理论加入量。以硅烷偶联剂为例，计算公式为：
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式中：W为硅烷偶联剂用量（g）；W1为欲改性的矿物填料重量（g）；S1为矿物填料的比表面积（m2/g），可实测获得；S2为偶联剂的最小包裹面积（m2/g），由生产厂家提供。
表3-6-25给出了KH系列硅烷偶联剂的最小包覆面积。
表3-6-25　KH系列硅烷偶联剂最小包覆面积
在生产和试验中主要采用“活化指数”来表征表面处理的效果。无机矿物填料或颜料粉体相对密度较大，而且表面呈极性状态，在水中自然沉降。经表面改性处理后的无机填料粉体表面由极性变为非极性，对水呈现出较强的非浸润性，不沉降。根据上述现象，提出“活性指数”，用H表示，其含义为：
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由上式可见：未经表面活化处理的无机粉体，H=0，活化处理最彻底时，H=1.0,H变化范围为0～1.0。将改性样品放入清水中搅拌10min，然后观察是否有沉淀和沉淀多少，如果在2天内无沉淀或沉淀很少，说明改性成功。改性剂的用量可根据“活化指数”来确定。最佳用量应是表面改性剂在颗粒表面上覆盖单分子层的用量。大于此量，则将形成多层物理吸附的界面薄弱层，从而导致填充物的强度下降；低于最佳用量，则填料颗粒表面改性处理不完全。
液态表面改性剂使用前应稀释，固态表面改性剂应配制成溶液。由于硅烷偶联剂与水的作用是偶联作用的基础，大部分硅烷经水解后成为水溶液。因此，常用水作稀释剂配成溶液使用。一般采用酸性溶液水解硅烷，常用的酸有盐酸、醋酸、月桂酸等。对于水解产物易缩合的硅烷，其水溶液应在使用前临时配制。
钛酸酯偶联剂用惰性溶剂，如白油、石油醚、变压器油等稀释，配成一定浓度的溶液。
锆类偶联剂的溶剂见表3-6-23。
用丙酮溶解硬脂酸制成溶液。
3.矿物填料表面改性工艺及设备
对矿物填料表面进行改性的方式有两种。一种是矿物填料预先涂敷处理改性工艺，在填料与树脂基料混合之前，先对矿物填料表面改性。另一种是所谓的整体处理工艺，将矿物填料和改性剂一起加入到树脂基料中进行混合处理。
预先涂敷处理改性工艺所用的主要设备是高速混合（捏合）机（图3-6-9）。
图3-6-9　高速混合（捏合）机结构
1—回转盖；2—混合锅；3—折流板；4—搅拌叶轮；5—排料装置；6—驱动电机；7—机座
高速混合机工作时，高速旋转的叶轮使物料连续地螺旋状上、下运动，物料运动速度很快。快速运动着的颗粒之间相互碰撞、摩擦，使团块破碎，物料温度相应升高，使物料均匀分散和对改性剂均匀吸附。工作原理见图3-6-10。
高速混合机的改性效果主要与叶轮的形状和回转速度、物料的温度、物料在混合室内的充满程度（即填充率）、混合时间、改性剂的加入方式和用量等因素有关。
填充率一般为0.5～0.7，对于高位式叶轮，填充率可达0.90
温度是影响最终改性效果的重要因素之一，对于不同的矿物填料和所用的表面改性剂，加热温度高低也不同。
图3-6-10　高速混合（捏合）机的工作原理
1—回转盖；2—外套；3—折流板；4—叶轮；5—驱动轴；6—排料口；7—排料气缸；8—夹套
部分国产高速混合机主要技术参数见表3-6-26。
表3-6-26　部分国产高速加热混合（捏合）机主要技术参数及生产厂家
4.硅灰石填料
重碳酸钙、重晶石、滑石、硅灰石等被称为白色非金属矿物颜料、填料。其中，由于硅灰石具高长径比和色泽白的特点，使其成为白色非金属矿物填料的佼佼者。用经硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂表面改性的硅灰石粉料作填料，可明显改善产品的性能。如作聚碳酸脂填料，其弹性模量是未填充时的3倍，强度大约增加15%，填充到聚乙烯、聚丙烯中，产品的拉伸强度、弯曲强度等机械力学性能明显提高。表3-6-27和表3-6-28列出了硅灰石充填PVC硬板和尼龙1010的性能。
表3-6-27　硅灰石充填PVC硬板性能
表3-6-28　不同矿物填充尼龙1010性能对比
西北油漆厂用硅灰石粉代替部分钛白粉或滑石粉，成功地应用到涂料中。
主要参考文献
[1]　《非金属矿工业手册》编辑委员会，非金属矿工业手册（上、下册），冶金工业出版社，1992。
[2]　郑水林，粉体表面改性.中国建材工业出版社，1995。
[3]　李英堂等，应用矿物学，科学出版社，1995。
[4]　孙宝岐等，非金属矿深加工，冶金工业出版社，1995。
[5]　《矿产资源综合利用手册》编辑委员会，矿产资源综合利用手册，科学出版社，2000。
[6]　刘伯元，硅灰石深加工及其产品在塑料中的应用，非金属矿，1997.3期，P21～24。
[7]　李晓琴等，硅灰石质瓷质坯体焙烧过程物相变化研究，非金属矿，1999.1期，P12～13。

硅灰石中国最丰富的国家资源硅灰石产地硅灰石的用途

硅灰石是一种三斜晶系，细板状晶体，集合体呈放射状或纤维状。我国硅灰石资源丰富，那么目前我国主要的硅灰石产地都有哪些呢？下面小编为大家介绍硅灰石的产地等相关知识。硅灰石产地：我国硅灰石产地分布广、储量大，个别产地硅灰石矿质量较好，具有良好的发展潜力。目前我国在17个省、自治区发现硅灰石产地百余处，估计资源量近2亿吨。截至1996年底止，在14个省、自治区中已有探明储量的矿产地31处，保有矿石储量13265万吨，位居世界前列。保有储量最多的是吉林省，占全国总保有矿石储量的40%；其余依次为云南、江西、青海、辽宁4省，共占全国保有矿石储量的49%；浙江、湖南、安徽、内蒙古、广东5省区共占全国保有储量的10%；江苏、广西、湖北、黑龙江4省区共占全国保有矿石储量的1%。其中吉林梨树硅灰石矿业公司是中国最大的硅灰石生产企业，其拥有10座矿山和加工厂，硅灰石年生产能力达8万吨。中国其他比较大的硅灰石生产公司有：吉林省梨树县大顶山硅灰石矿业公司、江西省新余市南方硅灰石实业公司、浙江长兴硅灰石矿业有限公司和安徽省广德县下寺庙西硅灰石矿业公司等。近两年来，企业的科研能力、采矿装备、加工技术、检测水平较前几年有了很大的提高，新产品不断增加，针状粉、超细粉及改性粉的加工技术不断创新，达到了国际先进水平，深加工能力猛增，彻底改变了以卖原矿为主的经营方式，企业活力大大增强。不但梨树硅灰石矿业公司、长兴硅灰石公司等老企业取得长足发展，一些新兴企业如云南超微细新材料有限公司、辽宁金岗硅灰石公司、江西新余南方硅灰石公司、江西华杰泰公司、磐石环宇硅灰石公司、黄士鑫溢矿产公司、大连环球矿产公司等发展势头也很强劲，在国内外市场的竞争力不断提升。国内硅灰石产量不断增长。目前中国已成为世界粉末级硅灰石的主要生产国。硅灰石目前主要应用于陶瓷工业，约占总用量的50%。这是由于硅灰石釉面砖具有烧成温度低、时间短、白度高、成本低等特点。而且国内不少陶瓷厂都建成了用硅灰石作基料生产釉面砖的流水线。可以说硅灰石作为釉面砖原料为我国建陶工业找到了一条多、快、好、省的捷径。硅灰石的用途：硅灰石属于一种链状偏硅酸盐，又是一种呈纤维状、针状。由于其特殊的晶体形态结晶结构决定了其性质，硅灰石具有良好的绝缘性，同时具有很高的白度、良好的介电性能和较高的耐热、耐候性能。因硅灰石广泛地应用于陶瓷、化工、冶金、造纸、塑料、涂料等领域。①油漆料工业优等硅灰石粉用于油漆涂料一些产品中，取代立德粉及部分钛白粉、进口P820做为充填剂，能改善涂层的流平性。硅灰石的粒子形状是涂料的很好悬浮剂，其沉淀物柔软分散，可做清洁型涂料的增强剂。由于它吸油量低。有很高的充填量，减少粘结物质的消耗，因而涂料的成本大幅度下降。硅灰石偏碱性，非常适用于聚乙酸乙烯涂料，使着颜色料分散均匀，它可以把适用酸性介质的颜料连接起来，也可以制成鲜艳的彩色涂料，表面有均匀分布的性能，喷涂性能良好。它做充填料，能改进钢涂层耐腐蚀能力。除用于水性涂料、聚乙烯醇缩甲醛外，还可用于底漆、中间涂层、油性涂料、路标涂料、隔音涂料、耐火涂料等。它在沥清涂料中可以取代石棉，在自净漆中，可用硅灰石作为一种加固剂。硅灰石粉用于油墨行业，代替部分钛白粉、立德粉，也取得了理想的效果。②在橡胶塑料中的应用硅灰石粉已被应用在硫化橡胶，铺地沥清乙烯基砖、乙烯基树脂、聚乙醚环氧树脂乙烯塑板、苯酚模型中。生产环氧树脂时采用50％的硅灰石粉做填充色剂，在非凝固状态时具有吸水率低的特点。硅灰石可以改进聚合物质的性质，做弹性物质的填充料，可降低价格。这种合成物质热稳定性高，介电指数和吸水性低、机械性能稳定。硅灰石广泛用于聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯基氯化物、聚乙烯中的填料，与其它填料相比，硅灰石具有优良的电学、机械和热力学的性质。在聚苯乙烯树脂合成物中加入硅灰石，可降低昂贵色料的用量，而不影响质量。在聚丙化合物中应用硅灰石亦可节省费用。由于硅灰石水份含量低，颜色浅具有光泽，形状稳定，有加固性质，所以常常又被应用在尼龙模压材料中。硅灰石粉应用在胶鞋行业的鞋底中，取代部分钛白粉、白炭黑、陶土等，效果佳。用于胶管、胶带中、产品质量提高，而成本明显降低。③在冶金、耐火行业中应用硅灰石的化学成分稳定，其碱度值近于1，正是冶金保护渣的理想原料。在80年代初期，我国已开始利用硅灰石生产冶金保护渣，并逐渐扩大品种，现已广泛应用在模铸、连铸（板坯、方坯）、合成渣及不锈钢连铸等许多品种。保护渣用低档次硅灰石即可，因而成本低廉。近年来，硅灰石在冶金行业的应用又有新发展，在金属铸模涂料、喷吹精炼钢水、耐火砖、耐火绝缘器、陶瓷绝缘泡沫等行业都大量应用硅灰石，因此，国外有的专家认为，硅灰石应是耐火材料。④在陶瓷工业的应用在陶瓷原料中加入适量的硅灰石（中、低档即可），可以大幅度地降低烧成温度，缩短制品的烧成时间，实现低温快速一次烧成，节约大量燃料，明显降低产品成本。由于硅灰石制品中不含碱金属，所以它具有良好的电绝缘性质，且高抗冲击强度和外形稳定性兼备，这种特性使得硅灰石在精密陶瓷业、工艺陶瓷业得到了应用。在釉泥原料中，用硅灰石代替白色颜料，可增加釉的光泽，减少釉泥的粘度，大大地降低成本。硅灰石在陶瓷制品中，可以防止瓷器的破裂、微裂、破损和瓷釉缺陷。由于硅灰石具有线性热膨胀性质。因而可以降低产品挠曲度程度。釉中加入1％的硅灰石所降低的热膨胀足以使得釉暴露于空气后不会产生裂纹。⑤在电器绝缘材料中应用硅灰石形成不导电的结晶时，具有很高的绝缘率，这种性能在高质量的电力设备中是宝贵的材料。美国公司在制造电气陶瓷中，加入20％硅灰石，使得该类产品价格下降20倍。绝缘材料容许通过极少量的电，因此，硅灰石被用在无线电陶瓷、低介电损耗的绝缘体、日用绝缘器的陶瓷绝缘泡沫、建筑绝缘陶瓷等行业。对超高频专门电子仪器，如高温瓷元件，高压断路器，酚醛粘合电阻器，以及在制造温度500℃以上的无机绝缘材料方面，硅灰石也是特别有用的。⑥在电焊条行业硅灰石用于焊条涂层，加速熔融速度，在国外已有多年应用历史。硅灰石用于焊条涂层，具有节能，抗气孔，增强焊缝强度，促使焊缝表面光滑，改善熔滴过渡，加速涂层熔化速度等优点。特别是我公司硅灰石含杂低、质量优良，适一于做特种焊条、埋张焊剂。⑦硅灰石代替短纤维石棉及纤维滑石由于石棉制品加工中极易导致人们产生癌症，这在美国、日本等工业发达国家已形成共识，所以目前他们开始淘汰石棉及其制品的使用，而以针状硅灰石代替短纤维石棉、玻璃纤维，投入工业化生产。我公司所产针状硅灰石，是加工针状硅灰石粉的理想原料，具有广阔的发展前途。⑧其它用途a、硅灰石用于造纸，是非常有前途的行业，根据国外专家的预测，硅灰石远景需要量每年75万吨，其中造纸用量占40％。b、由于硅灰石烧失量低，使它成为几乎不产生气泡的天然玻璃原料，并能降低熔化温度、缩短熔烧时间，节约大量能源。c、硅灰石用在瓷粘结磨料和砂轮生产中会大大提高熔融速度和高温防震性能。有的也被用在细磨砂轮粘合材料填料中。d、玻璃钢行业，用硅灰石代替树脂中的填料，能大幅度降低产品成本。e、硅灰石粉可做矿渣水泥块复层涂料。f、硅灰石可做石棉－水泥基质产品。g、硅灰石还应用于粘结陶瓷制品、层压塑料、标记材料、火柴、虑油纸、胶合板、人造橡胶、壁板等。h、在国外用于陶瓷粘结的研磨工具、铸造产品、电器设备、舰船间墙壁、金属制品、珐琅涂层、钢筋混凝土块的涂层、白水泥、制动器结构的垫衬、压容器、油腻子、蓄电池的隔板等都是硅灰石的应用领域。

什么是硅灰石（Wollastonite）？

硅灰石化学成分为Ca3（Si309），三斜晶系。通常呈片状、放射状或纤维状集合体。白色微带灰色。玻璃光泽，解理面为珍珠光泽。摩氏硬度为4.5～5.0，密度为2.78～2.91g/cm3。主要产于酸性侵入岩与石灰岩的接触变质带，为构成矽卡岩的主要矿物成分。硅灰石也是参与形成菊花石“花”的重要组成矿物（图3.8）。

硅灰石的用途有哪些？

硅灰石粉的用途性能：
1、硅灰石添加剂的用途
硅灰石用作添加剂在很多行业，如磨具磨料用针状硅灰石粉添加剂、水泥混凝土添加剂、玻璃原料添加剂、油漆涂料添加剂等。
2、硅灰石的造纸用途
全球造纸用木材资源匮乏日趋严重，填料的加入能够降低纸张的制造成本，同时还可赋予纸张不透明度和印刷适印性等一些特殊的性能，所以，造纸用硅灰石填料越来越受到人们的重视。
3、硅灰石粉耐磨用途
用硅灰石粉超细、硅灰石粉超长、高活性硅灰石矿物纤维制备耐磨地坪，提升地坪耐磨与耐腐蚀性能。
4、硅灰石在塑料中的用途
硅灰石在塑料中的用途典型用于丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、丁橡胶等生产，提高耐磨和抗划伤性能；提高抗冲击强度、良好的电、热绝缘体；提高热稳定性和尺寸稳定性；提高表面光洁度；补强作用，并能提高增白效果；提高拉伸强度、撕裂强度、披断伸长率、耐磨耗等性；改善润湿和分散性能，可参与硫化，增强交联和补强作用。
5、硅灰石粉在涂料的用途
硅灰石粉用于防腐涂料、隔热涂料、建筑漆、船舶漆、电气绝缘漆等。具有耐磨、耐腐蚀、抗紫外线；提高表面光泽度、放水侵蚀和缓冲PH值的性能；遮盖、增量作用、防开裂；抗老化、延长涂膜寿命；提高热稳定性；减少粘结物质的消耗。

硅灰石的主要特点

硅灰石属于一种链状偏硅酸盐，又是一种呈纤维状、针状。由于其特殊的晶体形态结晶结构决定了其性质，硅灰石具有良好的绝缘性，同时具有很高的白度、良好的介电性能和较高的耐热、耐候性能。因硅灰石广泛地应用于陶瓷、化工、冶金、造纸、塑料、涂料 等领域。硅灰石的化学分子式为CaSiO3， 结构式为Ca3[Si3O9]，理论化学成分：CaO 48.25%、SiO2 51.75%。自然界中纯硅灰石罕见，在其形成过程中，Ca有时被Fe、Mn、Ti、Sr等离子部分置换而呈类质同象体， 并混有少量的Al和微量K、Na。由于硅灰石形成时的温度、压力等条件不同，可能出现3种同质多象体：①三斜链状结构的Tc型硅灰石，通称低温三斜硅灰石(α-CaSiO3)；②单斜链状结构的ZM型副硅灰石，通称副硅灰石(α′- CaSiO3)；③三斜三元环状结构的假硅灰石，通称假硅灰石(β-CaSiO3)。广泛用作工业矿物原料的主要是低温三斜硅灰石。低温三斜硅灰石为三斜晶系，大多呈针状、纤维状或片状，常簇集呈扇形、辐射形集合体，有的呈细小的颗粒状。白色微带灰、红色，玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽，解理平行 中等，两组解理面交角为74°。密度2.78～2.91 g/cm3，硬度4.5～5，熔点1540℃。热膨胀系数低，在25～800℃时热膨胀系数为6.5×10-6 mm/(mm·℃)；在1125℃左右时可转化为假硅灰石，这时热膨胀系数增加，并由于释放出Fe、Sr等杂质，因此颜色由白色变为奶油色、红色或褐色。 硅灰石矿石自然类型通常有夕卡岩型矿石和硅灰石-石英-方解石型矿石两类。前者主要产于夕卡岩型矿床中，矿物组分复杂，常伴生石英、方解石及透辉石、石榴子石等夕卡岩矿物；后者主要产于接触变质和区域变质型矿床，矿物组分简单，又可分为：硅灰石-石英、硅灰石-方解石和硅灰石-石英-方解石型3个亚类。硅灰石矿石的结构构造通常也有两种：致密块状矿石具细粒花岗变晶或纤维变晶结构，致密块状构造，硅灰石呈细小粒状、柱状或纤维状集合体，个别极细粒致密者呈玉状；粗晶硅灰石矿石具纤维变晶结构，块状、似角砾状、巨斑状或条带状构造，硅灰石晶体粗大，呈板柱状，束状或放射状(菊花状)。

硅灰石粉的用途性能

硅灰石粉具有针状、纤维状晶体形态及较高的白度和独特的物理化学性能。硅灰石粉广泛应用于陶瓷、油漆、涂料、塑料、橡胶、化工、造纸、电焊条、冶金保护渣以及作为石棉代用品等。
硅灰石粉的用途 硅灰石粉在塑料行业中不仅起到填充作用，而且还能部分取代石棉和玻璃纤维用于增强材料。它作为塑料填料，主要用来提高拉伸强度和挠曲强度。
硅灰石粉在涂料行业中，硅灰石粉作油漆、涂料的填料，可改进产品的物化性能，持久性耐候性，减少油漆的光泽度，增强涂料的扩张能力，减少裂纹等。
在造纸行业中，硅灰石粉可作填料和植物纤维复合成造纸复合纤维替代部分植物纤维。减少了木浆用量，降低成本，改善纸品性能等。