Wollastonite: Một khoáng chất công nghiệp đa năng

Wollastonite: Một khoáng chất công nghiệp đa năng

#### 1. Tính chất cơ bản của wollastonite

Wollastonite là một khoáng chất silicat giống như chuỗi trắng tự nhiên với công thức hóa học ** casio₃ **, và thành phần lý thuyết của nó là 48,3% CaO và 51,7% SiO₂. Cấu trúc tinh thể của nó bao gồm các tứ diện silicat đơn chuỗi, với các ion canxi lấp đầy các không gian kẽ giữa các chuỗi, cung cấp nó với các tính chất vật lý và hóa học độc đáo:

-** Tính chất vật lý **: Nó thường xuất hiện dưới dạng tinh thể giống như kim hoặc sợi, với độ cứng MoHS 4,5-5, mật độ 2,8-3,1 g/cm³ và điểm nóng chảy khoảng 1540 ° C. Nó có tính năng hấp thụ nước thấp, độ trắng cao (trên 90%) và độ ổn định nhiệt tuyệt vời.

- ** Tính chất hóa học **: Nó có khả năng chống ăn mòn axit và kiềm (đặc biệt ổn định trong môi trường axit và kiềm yếu), có hiệu suất cách nhiệt tốt và có thể phản ứng với các oxit kim loại như nhôm và magiê ở nhiệt độ cao để tạo thành pha thủy tinh.

#### 2. Khám phá và đặt tên

Wollastonite được phát hiện lần đầu tiên ở bang New York, Hoa Kỳ vào năm 1818 bởi nhà hóa học người Anh William Hyde Wollaston, và được ông đặt tên theo ông. Sự hình thành của nó chủ yếu liên quan đến sự biến chất tiếp xúc và nó thường được tìm thấy trong các vùng tiếp xúc giữa đá vôi và đá lửa như đá granit.

#### 3. Các lĩnh vực ứng dụng công nghiệp

Wollastonite, với các đặc tính độc đáo của nó, đã trở thành một nguyên liệu thô quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại:

- ** Công nghiệp gốm ** (chiếm khoảng 50%):

Là một dòng chảy, nó làm giảm nhiệt độ bắn của cơ thể (giảm mức tiêu thụ năng lượng 15% - 20%), rút ​​ngắn chu kỳ bắn; Cấu trúc giống như kim giúp tăng cường sức mạnh của cơ thể gốm và giảm vết nứt co ngót khô.

- ** Nhựa và Cao su **:

Thay thế 30% - 50% sợi thủy tinh hoặc canxi cacbonat, tăng cường độ bền kéo của vật liệu composite (20% - 30%) và độ ổn định kích thước, đồng thời giảm chi phí sản xuất.

- ** Lớp phủ và giấy tờ **:

Nó phục vụ như một chất độn chức năng trong các lớp phủ để tăng cường khả năng chống mài mòn và khả năng chống thời tiết của lớp phủ; Trong ngành công nghiệp sản xuất giấy, nó được sử dụng để cải thiện độ trắng và độ mờ của giấy.

- ** X tam bảo vệ luyện kim **:

Nó điều chỉnh độ nhớt của xỉ nóng chảy trong quá trình đúc liên tục, hấp phụ tạp chất trong thép nóng chảy và cải thiện chất lượng bề mặt của thép.

- ** Trường bảo vệ môi trường **:

Nó được sử dụng trong xử lý nước thải (hấp phụ các ion kim loại nặng như Pb²⁺ và Cd²⁺, với tỷ lệ loại bỏ hơn 85%), và như một chất khử lưu huỳnh để giảm lượng khí thải do đốt than.

- ** Ứng dụng mới nổi **:

-** Biomedical **: Chuẩn bị gốm sứ sinh học CA-P-SI để sửa chữa xương (khả năng tương thích tuyệt vời với xương người).

- ** Vật liệu ma sát **: Thay thế amiăng trong miếng phanh, với khả năng chống nhiệt độ cao và không có nguy cơ gây ung thư.

- ** Vật liệu in 3D **: Được sử dụng làm pha gia cố trong vật liệu tổng hợp ma trận gốm/kim loại.

#### 4. Phân phối và khai thác tài nguyên toàn cầu

- ** Khu vực sản xuất chính **:

Hoa Kỳ (New York, California), Trung Quốc (Lishu, Jilin; Shanggao, Jiangxi; Yunnan, v.v.), Ấn Độ (Rajasthan), Mexico và Phần Lan. Trung Quốc có dự trữ ước tính khoảng 130 triệu tấn, chiếm hơn 50% tổng số toàn cầu, với sản lượng hàng năm vượt quá 700.000 tấn (dữ liệu từ năm 2022).

- ** Công nghệ xử lý khoáng sản **:

Một quá trình phân tách và tuyển nổi kết hợp được áp dụng để chiết xuất tập trung độ tinh khiết cao (SiO₂ 50%, CAO 45%) với hàm lượng sắt thấp (Fe₂O₃ 0,2%).

#### Phần kết luận

Từ gốm sứ truyền thống đến vật liệu sinh học tiên tiến, Wollastonite đã liên tục mở rộng ranh giới ứng dụng của nó nhờ vào hiệu suất và lợi thế môi trường của nó. Với sự tiến bộ của các mục tiêu trung lập carbon, tiềm năng của nó trong các vật liệu tiết kiệm năng lượng, công nghệ cô lập carbon và các trường khác vẫn còn được khai thác. Trong tương lai, nó có thể trở thành một trong những khoáng sản quan trọng trong ngành công nghiệp xanh.