矿石科普——蓝晶石

一、蓝晶石的简介

二、蓝晶石的用途

三、产地

四，发展趋势

蓝晶石是一种耐火度高、高温体积膨胀大的天然耐火原料矿物。晶面上有平行条纹。颜色呈淡蓝色或青色、亮灰白等。属于高铝矿物。

化学组成：Al2O3 63.1%，SiO2 36.9% 。单晶体常呈平行于(100)的长板状或刀片状。天然产出的蓝晶石，往往接近于理想成分。其抗化学腐蚀性能强，热震机械强度大，受热膨胀不可逆等。是生产不定形材料、电炉顶砖 、磷酸盐不烧砖、莫来石砖、低蠕变砖的主要原料。也是一种变质矿物，主要产于区域变质结晶片岩中，其变质相由绿片岩相到角闪岩相。也常用作宝石戒面，手链，项链。瑞士、奥地利是知名产地。

一

蓝晶石的简介

蓝晶石英文名称kyanite，源于希腊语kyanos，指蓝晶石最普遍的颜色。是岛状结构硅酸盐矿物，成分为Al2[SIO4]O。与红柱石、矽线石成同质多象。属于三斜晶系，晶体呈扁平的板条状，常呈柱状晶形，可见双晶。有时呈放射状集合体。颜色有蓝色、带蓝的白色、青色。具﹛100﹜完全和﹛010﹜中等的两组解理。硬度有明显的异向性，故又名二硬石。平行晶体伸长方向上摩氏硬度为4.5，垂直方向上为6，比重3.53～3.65。可见435nm，445nm吸收光谱带。区域变质作用产物，在结晶片岩和片麻岩中出现。当加热到1300℃时，蓝晶石变为莫来石，是高级耐火材料。也可提取铝。

蓝晶石色丽透明的晶体可作宝石，以深蓝色为佳。美国北卡罗来纳州产有深蓝、绿色的宝石蓝晶石。晶体可磨制成刻面宝石或珠状，但很难琢磨和抛光。

蓝晶石矿物主要成分为蓝晶石和少量硅线石，副矿物成分为石英，次矿物为黑云母、金云母、绿泥石。

蓝晶石的理论组成是为62.93%， 为37.07%。由于蓝晶石矿物晶体往往含有少量的副生矿物成分，所以一般情况下含量是达不到理论值的。对蓝晶石矿物的精矿来说，其含量为蓝晶石和杂质矿物之和。

蓝晶石是典型区域变质矿物之一，多由泥质岩变质而成。它主要形成于中级变质作用压力较高的条件下。存在于区域变质片岩和片麻岩和相关结晶花岗岩及石英岩脉。与石榴石、十字石、云母和石英共生。

二

蓝晶石的用途

由于蓝晶石矿物的特性，故用来制造优良的高级耐火材料、耐火砂浆、水泥、铸造耐制品、塑料捣打混合料、技术陶瓷、汽车发动机的火花塞、绝缘体、球磨机球体、试验器皿，耐震物品等。并可用电热法炼制硅铝合金，应用于飞机、汽车、火车、船舶的部件上。随着钢铁工业的发展，此类矿以耐火砖，型材等形式制造热风炉、热风塔、再热炉、均热炉等的关键部位。制造窑炉设施，还可用于各种辅助性浇注和操作设备上。它们可以用于生产喷渡薄膜、制造结晶氟石和超音速飞机的前缘、宇宙飞船的金属附件，部分还可作宝石。此外可用作研磨料，作釉成分以及不滑的地板材料。

（1）利用蓝晶石高温一次永久性膨胀特性（直接加入不定形耐火材料、如浇注料、可塑料、胶泥中作高温膨胀剂）只要加入5%～15%就能提高制品的荷重软化温度耐压强度，改善烧后线变化指标，消除不定形耐火材料在高温和冷却过程中产生的收缩裂纹，剥落以及影响使用寿命等弱点#从而延长炉衬寿命。

（2）用蓝晶石高铝矿物生产的铝酸盐纤维#可用于制作汽车、宇宙飞船和雷达的零部件。

（3）用蓝晶石煅烧形成的莫来石制作高级耐火材料，用于高温炉可使其炉龄延长5～6年，并节约能源。

（4）在高铝水泥中加入5%～15%的蓝晶石#可制成蓝晶石水泥，耐火温度高达1650℃，可应用于军工建筑。

蓝晶石矿物主要用作生产耐火材料、氧化铝、硅铝合金和金属纤维等用途。

因此世界上对蓝晶石类矿物的开发利用越来越重视，特别是几个发达的国家，如在日本，蓝晶石是耐火混凝土、可塑料、高铝水泥的重要原料。美国和一些国家用蓝晶石预烧制成各种牌号的莫来石质熟料，广泛地应用于陶瓷和精密铸造等部门。苏联用蓝晶石－硅线石精矿制造的轻质砖。采用蓝晶石作膨胀剂配制的不定型耐火材料在加热炉上的试用是成功的，其表面裂纹少，使用中跑火现象也少，使用效果较好。总之蓝晶石是不定型耐火材料良好的膨胀剂。

耐火材料

(1) 在高温下体积稳定，不收缩 。

(2) 比其他高铝耐火材料生成本低。

(3) 性能好。比粘土砖损耗低压43%，耐火度高达1825°C以上。

(4) 节约能源。热容比粘土砖高12%，用于马丁炉可缩短冶炼时间，能耗少。

(5) 加入不定形耐火材料中作高温膨胀剂，使产品在高温下不收缩和剥落。主要应用于冶金、建材、机械、化工、轻工、核工业告等行业。

硅铝合金和金属纤维

（1） 比用合成法（用熔炼金属硅和电解铝）或用电热还原高岭土等方法成本低，经济效益高。

（2） 可满足制造汽车、宇宙飞船和雷达部件的特殊技术要求道的，冶金、机械、宇航等工业部门。

三

产地

美国加利福尼亚州、衣阿华州、佐治亚州；加拿大、爱尔兰、法国、意大利、瑞士、印度、巴西、朝鲜，澳大利亚等。

中国从四十年代开始对蓝晶石矿产调查以来，特别是七十年代末到八十年代初，做了大量的普查勘探工作，发现蓝晶石矿20余处，分布十几个省区。主要矿床分布：江苏沭阳的韩山、河南隐山、河北邢台、内蒙古点布斯庙、新疆布拉盖、山西繁峙、安徽岳西和霍山、辽宁大荒沟、四川汶川、云南热水塘、吉林磐石、陕西洋县傥河口等。

四

发展趋势

开发现状

随着工业利用范围的扩大，蓝晶石精矿需求量将会不断增长，其增长率一般每年为5－7%。在钢铁工业方面增长率每年为10%。预计明年中国冶金工业需用蓝晶石量可达4－6万吨。电器、无线电、化学瓷、高强瓷等行业需用蓝晶石量可达1.4万吨。若加强出口能力，约为3万吨。

蓝晶石开发利用存在产品与市场需求不对路的局面，高质量蓝晶石产品供不应求。低质量蓝晶石产品已趋饱和，造成市场缺口较大。应加强选矿技术研究，开发出经济上合理的高质量蓝晶石产品生产技术，改变供求矛盾。

趋势

（1）蓝晶石精矿在钢铁工业、制备地板和墙体耐火砖等方面的用量将有较大增长。在玻璃和陶瓷工业方面的用量将处于稳定状态。

（2）对蓝晶石精矿的要求主要是向高纯度方向发展，其制品向多种和高质量方面发展。

（3）重选及反浮选工艺用于超纯度蓝晶石精矿的生产是有发展前途的，应加强应用技术研究及生产转化。

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来源： 《碳汇环境科技TH》

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