矿物简介
菱镁矿（Magnesite）是镁的碳酸盐，化学式为MgCO3，纯菱镁矿含MgO47.81%, CO252.19%。常含铁、锰、钙等。含9％左右FeO的菱镁矿称铁菱镁矿，更富含铁者称镁菱铁矿，含镍的亚种称河西石，系中国1964年发现，其成分中含Ni 0.77~22.18％。这种矿物有时呈类似于方解石的透明晶体出现，但非常稀少。多数菱镁矿或多或少含有铁、钙、锰的碳酸盐，其颜色从白色到略带黄、蓝、红、灰，以至棕黑色。根据结晶状态的不同，菱镁矿可分为晶质和非晶质。
晶质菱镁矿呈菱面体单晶，有完全的菱面体解理，莫氏硬度为4，密度为3.1g/cm3，常有钙、铁、锰离子呈类质同象混入其中，伴生矿物有白云石、滑石、绿泥石、透闪石、方解石、石英等。
非晶质菱镁矿呈致密坚硬的块状体，无解理，无光泽，断口呈贝壳状，莫氏硬度为3～5，常伴有蛇纹石、蛋白石、玉燧等硅质矿物，故其中SiO2含量较晶质菱镁矿为多。
中国菱镁矿资源丰富，但分布不均，大部分集中在辽宁省。仅辽东各菱镁矿储量即占全国的三分之二以上，远景储量达到30亿吨以上，其次为山东省，内蒙古自治区、山西省、重庆市等地也有菱镁矿发现。就矿石的自然类型来说，分布于辽东、胶东、甘肃，产于镁质碳酸盐岩中的晶质菱镁矿矿床，是最重要的矿床类型，都产在元古界中，与地槽中的白云质沉积建造密切相关；隐晶质菱镁矿矿床大多产于蛇纹石化超基性岩及其风化壳中，中国从前震旦纪到第三纪均有超基性岩发育，其中又以前震旦纪、加里东期和海西期的超基性岩为多，在陕、甘、内蒙古一带的超基性岩体中均已发现有菱铁矿矿床。
菱镁矿是我国非金属矿物中的优势矿种之一，生产企业众多。为了保护辽宁省镁矿资源，辽宁省专门设立了镁资源保护办公室。菱镁矿的产量也主要集中在辽东一带，其次为山东、内蒙古。产品均以作冶金耐火材料为主，其次为冶炼金属镁及制备镁的化工产品。对于菱镁矿在环保方面的应用主要使用低品位菱镁矿或者菱镁矿尾矿。
性质结构
菱镁矿石中的主要化学成分为MgCO3，次要成分为CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3。MgO的含量一般为35~47％，CaO 0.2~4％，SiO2 0.2~8％，Fe2O3和Al2O3的含量一般在1％以下。菱镁矿属于三方晶系，  ；菱面体晶胞：arh=0.566nm，α=48010′；Z=2；六方晶胞：ah=0.462nm，ch=1.499nm；Z=6。方解石型结构。复三方偏三角面体晶类，  。晶体常见单形：菱面体 ，六方柱 ，平行双面 ，复三方偏三角面体 (图1)。常呈显晶粒状或隐晶质致密块体。在风化带常呈隐晶质瓷状。
 图1 菱镁矿的晶形
菱镁矿可分为晶质菱镁矿和非晶质菱镁矿两种。晶质菱镁矿为菱面体晶形，非晶质菱镁矿为胶体形态。前者具有完全的解理，后者一般呈致密块状，硬度稍高，断口为明显的贝壳状。两种菱镁矿的物理性质见表1。
表1 菱镁矿的物理性质
| 种 类 |
密度，g/cm3 |
莫氏硬度 |
光泽 |
条痕 |
颜 色 |
形 状 |
| 晶质菱镁矿 |
2.9~3.12 |
3.5~4.5 |
玻璃 |
白色 |
白、灰、淡黄、褐色 |
粒、放射、锯齿状 |
| 非晶质菱镁矿 |
2.9~3.0 |
4~6 |
暗淡或土状 |
白色 |
白、乳、淡黄、褐色 |
致密块状、贝壳状 |
用途作用
菱镁矿的工业价值主要是其中氧化镁具有高的耐火性和粘结性，以及可提炼金属镁。因此，广泛用于冶金、建材、化工、轻工、农牧业等领域。其主要用途见表2
表2 菱镁矿的主要用途
| 应用领域 |
主 要 用 途 |
| 冶金工业 |
耐火材料，焊接冶金炉炉底、炉膛、炉衬，镁砖、铬镁砖、镁碳砖，转炉、平炉、电炉的炉衬和炉壁 |
| 建材工业 |
轻烧菱镁矿与氧化镁或硫酸镁配合成含镁水泥，隔音、隔（绝）热、耐磨等新型建材 |
| 化工工业 |
制硫酸镁及其它含镁化合物，媒染剂，干燥剂，溶解剂、去色剂和吸附剂等 |
| 轻工工业 |
制糖工业的净化剂，造纸工业纸张的硫化处理，橡胶工业硫化过程的促进剂，人造纤维、塑料、化妆品和特殊玻璃原料 |
| 农牧业 |
饲料、农肥原料 |
| 其它 |
提炼镁金属的主要原料 |
耐火材料 轻烧氧化镁可以做无定形耐火材料，用作水泥窑等结构的喷补料；重烧菱镁矿用于生产耐火度达2000℃以上的冶金镁砂、镁砖、镁铬砖、镁铝砖及硅镁砖等耐火材料，对各种熔融金属和炉渣的抗腐性强。用于炼钢平炉、电炉、转炉、有色金属冶炼炉、水泥窑炉等。熔融氧化镁可作为绝缘材料和高级耐火材料，亦可制成镁坩埚和耐火炉管供熔融冶炼金属用。
建筑材料 轻烧氧化镁与氯化镁或硫酸镁溶液混合，可制成菱镁水泥，具粘结性和可塑性好，与有机物结合力强，硬化后坚硬、美观，绝热、隔音、耐磨性能良好等性能。轻质菱镁矿也用于生产轻质建筑板材。利用轻烧菱镁矿热膨胀系数低的特点，可生产耐火度高、可承受强的机械振动和冲击的陶瓷制品。轻烧菱镁矿也可作为生产特种玻璃的原料。
我国还利用菱镁矿尾矿制备隔音隔热防盗门的内衬材料。
提炼金属镁 菱镁矿是提炼金属镁的主要原料，可通过氧化电解法、氯化法、焙烧法制得金属镁。镁是一种轻金属，可与其他金属熔炼成密度小、强度高、力学性能好的镁合金，用于军工、航天工业、飞机和精密仪器制造业。
废水处理 利用菱镁矿或者菱镁矿尾矿制备而成的轻烧镁处理酸性废水，具有反应速度较慢、反应终点容易控制等特点。近年来开发了通过在处理后的含镁废水中加入磷酸和氨，形成磷酸镁氨沉淀的形式来脱除镁盐的办法进行后续处理，为酸性废水和含氨氮废水的处理提供了新的方法。
其他用途 轻烧菱镁矿经化学处理，可制成多种镁化合物，可用作药剂、橡胶硫化过程的沉淀剂和填料、纸张的硫化处理剂。在化学工业中，菱镁矿可用于生产媒染剂、干燥剂、溶解剂、去色剂、吸附剂等；也用于生产人造纤维、肥料、塑料、化妆品等。还可以用于制备轻质透明碳酸镁和药用碳酸镁。
|
