滑石是一種具層狀構造的含水的鎂質(zhì)硅酸鹽礦物,化學(xué)式為Mg3[Si4O10](OH)2,以氧化物表示為3MgO·4SiO2·H2O。由于其質(zhì)軟,有很強的滑膩感而得名?;哂休^高的電絕緣性、絕熱性、高熔點(diǎn)和對油類(lèi)有強烈的吸附性能,因此在工業(yè)上有廣泛的用途。而且隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展,用量不斷增加,應用范圍日益擴大。中國年產(chǎn)量近100萬(wàn)t,用于造紙工業(yè)約占總產(chǎn)量的60%,油氈工業(yè)約占15%。此外廣泛用于醫藥、化工、紡織、陶瓷、雕塑等許多領(lǐng)域。因此,滑石礦在國民經(jīng)濟中是占有重要地位的礦種之一。
一、 礦石礦物原料特點(diǎn)
滑石礦物的理論成分為MgO=31.72%,SiO2=63.12%,H2O=4.76%。所含的硅有時(shí)被鋁或鈦替代(鋁可達2%,鈦可達0.1%),鎂則經(jīng)常被鐵、錳、鎳及鋁替代。含FeO可達5%,含Fe2O3達4.2%,NiO達1%。有的含有少量鉀、鈉、鈣。經(jīng)類(lèi)質(zhì)同象替代可形成不同成分的滑石變種,如鐵滑石Fe3[Si4O10](OH)2、鈣滑石Ca3[Si4O10](OH)2、鎳滑石Ni3[Si4O10](OH)2等。
滑石屬于斜方柱晶類(lèi)。微細晶體呈六方或菱形板狀,但很少見(jiàn)。通常呈致密塊狀、葉片或鱗片狀集合體。
純凈的滑石呈白色或微帶淡黃、粉紅、淡綠、淡褐色調。帶較深顏色的滑石乃是含有雜質(zhì)元素所致。玻璃光澤。致密塊狀滑石呈貝殼狀斷口。硬度為1,密度2.58~2.83g/cm3?;挥谢伕?,有較高的電絕緣性。
根據用途將滑石礦物原料分為兩類(lèi),即塊狀滑石和滑石粉。雕刻工藝品用的塊狀滑石的顏色可起到美化作用,因此雜質(zhì)致色元素在此則是有益組分。造紙及化工用的滑石粉則要求潔白。因此,所含有的鐵、錳、鎳及鈦等致色元素雜質(zhì)則是有害的組分。
純凈的滑石礦石很少,通常有其他礦物伴生,例如綠泥石、菱鎂礦、透閃石、白云石、菱鐵礦、石英、黃鐵礦等。這些礦物改變了礦石的化學(xué)組成,使礦石帶色,并明顯地影響礦石的物理性質(zhì),使之相應的降低其工業(yè)品級。
滑石的礦石類(lèi)型在國外一般分為四類(lèi):
(1) 塊滑石 致密塊狀,可以加工成一定大小的不同形狀塊體。雜質(zhì)少,滑石含量在70%以上。
(2) 片狀軟滑石 為碳酸鎂質(zhì)巖石的一種蝕變產(chǎn)物,常見(jiàn)的伴生礦物是綠泥石。這是一種用途最廣泛的礦石。
(3) 透閃石滑石 有時(shí)稱(chēng)為硬滑石,乃是塊狀或層狀的一種巖石。含有不同量的透閃石、直閃石、方解石、白云石、蛇紋石等伴生礦物。這種礦石的特點(diǎn)是氧化鈣含量較高,達6%~10%。
(4) 混合滑石 是一種含有滑石、白云石、方解石、蛇紋石、綠泥石等的片狀巖石,色白,易碎。
在國內按滑石含量不同分為塊滑石和滑石巖,后者滑石含量低于70%,需經(jīng)選礦才能利用?;瘞r主要有滑石綠泥石巖和滑石碳酸鹽巖?;G泥石巖除含有綠泥石和滑石外,還常伴有蛇紋石、輝石等,顏色大多數為綠色?;妓猁}巖中與滑石伴生的為菱鎂礦或白云石,顏色多為淡灰色。
二、 用途與技術(shù)經(jīng)濟指標
滑石用途很廣泛,除作為輕工業(yè)產(chǎn)品的原料外,還用于農業(yè)、化妝品以及醫藥。其主要用途及其質(zhì)量要求簡(jiǎn)述于下。
(一) 塊滑石的用途及質(zhì)量要求
塊滑石根據用途分為兩類(lèi),即工業(yè)滑石及化妝品滑石,各有相應的質(zhì)量要求。
1.工業(yè)滑石
據國家標準BG1534-94,工業(yè)滑石按塊度長(cháng)、寬、厚的任何一個(gè)最大尺寸,劃分為三種規格:
大塊滑石:最大邊的尺寸應大于200mm;
中塊滑石:最大邊的尺寸為20~200mm;
小?;?最大粒徑小于20mm。
其中小?;賱澐譃?號、2號及3號三個(gè)質(zhì)量等級。工業(yè)滑石的物理化學(xué)性能應符合表4.15.1規定。塊滑石用來(lái)制造滑石瓷、制耐火磚和電盤(pán)、雕刻工藝美術(shù)品以及填加于化妝品、食品中。
表4.15.1工業(yè)滑石的物理化學(xué)性能含量(%)
2.化妝品滑石
化妝品級塊滑石對質(zhì)量要求很高,對物理化學(xué)性能有嚴格要求。例如礦石中無(wú)砂性顆粒,且有潤滑感。細菌總數小于或等于500個(gè)/g,霉菌小于或等于100個(gè)/g,不得檢出如大腸桿菌、葡萄球菌、綠膿桿菌等致病菌。當磨成滑石粉時(shí)細度大于或等于75μm,通過(guò)率98.0%。重金屬含量小于或等于40×10-4。
(二) 滑石粉的用途及技術(shù)經(jīng)濟指標
滑石粉用途十分廣泛,用量最大的為造紙工業(yè),其次是防水材料工業(yè)。
1.造紙工業(yè)
滑石粉在造紙工業(yè)中主要有三種用途,即用作填料、涂料和紙漿的樹(shù)脂控制劑?;墒辜垙垐怨虧嵃?,增加不透明度和亮度,增強對油墨的吸附能力?;瘜︻伭嫌休^強的固著(zhù)力,使彩色印刷品獲得良好的色彩效果。
滑石的凹面磨耗值很低,因而對造紙設備和印刷設備磨損甚小。再者滑石密度小于二氧化鈦(TiO2),因此作為填料比二氧化鈦優(yōu)越。而滑石粉的價(jià)格遠低于二氧化鈦,使之更具有競爭性。
滑石粉已成功地用于廢紙脫墨工藝中,可有效地使廢紙在浮選和洗滌中脫墨。
造紙級滑石粉的物理化學(xué)性能指標見(jiàn)表4.15.2。
表4.15.2 造紙級滑石粉的物理化學(xué)性能指標(%)
2.防水材料
滑石既可以用作屋面制品——油氈、屋面紙、瀝青瓦、屋面板等的填充料,又可以用作屋面材料的防粘粉劑。當用作填充料時(shí),滑石在熔融的瀝青組分中起穩定劑作用,增加屋面材料的穩定性和抗風(fēng)化能力。當滑石粉噴灑在瀝青瓦或成卷的屋面材料表面時(shí),可以防止其在制作和存放期間發(fā)生粘連。
防水材料工業(yè)可使用低等級的帶色和不純的粗磨滑石粉,其技術(shù)要求(BG15342-94)列于表4.15.3。
表4.15.3 防水材料級滑石粉的物理化學(xué)性能指標(%)
3.其他工業(yè)
滑石在塑料工業(yè)、橡膠工業(yè)、電纜工業(yè)、陶瓷工業(yè)、涂料工業(yè)及紡織工業(yè)皆有重要用途,其技術(shù)要求見(jiàn)BG15342-84。其他方面的用途暫未訂國家標準。
三、 礦業(yè)簡(jiǎn)史
中國開(kāi)采和利用滑石有悠久的歷史,早在原始社會(huì )時(shí)期就用來(lái)進(jìn)行雕刻,例如遼寧東溝縣后洼屯發(fā)掘一件滑石塊雕成的半身人像,屬于新石器時(shí)代文化遺址,距今五至六千年之久。1 000多年前的唐朝時(shí)期,除用滑石原料雕刻藝術(shù)品外,還制成鍋釜等器皿。據《舊唐書(shū)·地理志》記載,“容州北流,其土少鐵,以螢石(即滑石)燒為器,以烹魚(yú)鮭”。明朝李時(shí)珍所著(zhù)《本草綱目》記載了滑石的藥用價(jià)值“……滑石上能發(fā)表,下剩水道,為蕩熱燥濕之劑”。
中國古代根據滑石的物理性質(zhì)及產(chǎn)地有許多名稱(chēng),諸如畫(huà)石、液石、螢石、脫石、冷石、番石、共石等,反映了當時(shí)廣為開(kāi)采利用的狀況?!侗静菥V目》記載了一些產(chǎn)區,指出滑石產(chǎn)于赭陽(yáng)(今屬河南南陽(yáng))、卷縣(今河南滎陽(yáng))、掖縣(今山東掖縣)、嶺南、湘州(今廣西、湖南等地)。并將滑石分為白滑石、烏滑石、綠滑石、黃滑石等品種。
新中國成立前我國僅有幾處滑石礦山,而且開(kāi)采量很小,生產(chǎn)方式落后。新中國成立后,在全國范圍內開(kāi)展了大規模普查勘探地質(zhì)工作,發(fā)現了許多新的滑石礦床、礦點(diǎn),主要礦山達20多處。例如開(kāi)采規模最大、歷史較長(cháng)的遼寧省海城滑石礦,在國外也享有一定聲譽(yù)。其次有遼寧的本溪、營(yíng)口、桓仁,山東的掖縣、平度、海陽(yáng)、棲霞,廣西的龍勝,四川的冕寧等滑石礦皆有一定名聲