Свойства и разновидности минерала
Среди огромного количества минерального сырья, добываемого из недр земли, существуют минералы, которые раньше не имели промышленного значения. Но с развитием промышленного производства физические и химические характеристики некоторых минералов становятся востребованными. Так, минерал волластонит, который не был востребован вплоть до середины 40-х годов прошлого столетия, стал часто применяться для производства наполнителей, электротехнических изделий, изоляторов и пр.
Среди минералов, имеющих промышленное значение, этот природный силикат кальция отличается тем, что имеет игольчатую форму кристаллов и большую плотность кварцевых цепочек в структуре. Именно плотность обеспечивает минералу волластониту высокий процент механической твердости. Его твердость составляет около 5,5 единицы по шкале Мооса.
Химический состав характеризуется высокой степенью чистоты. При контакте с водой ионы кальция вымываются с поверхности кристалла. При этом образуется гидроксид кальция, обеспечивающий щелочной состав дисперсиям волластонита.
Первое описание минерала сделал австрийский ученый А. Шютц в 1783 году. В то время он назывался дощатый шпат. В природе чаще всего этот камень встречается в виде сноповидных и волокнистых агрегатов. Именно из-за такой структуры он получил свое первое название.
В 1822 году он был переименован в wollastonite. Название он получил в честь английского химика и философа Вильгельма Хайда Волластона. Он представляет собой минерал, который образован термически метаморфизованными известняками или мраморами. Поэтому его часто ассоциируют с кальциевыми силикатами. Большинство минералов камня волластонита обладает светлым оттенком. Реже встречаются кристаллы с розовым, бурым и желтым оттенком цвета. Его придают примеси железа и марганца.
Этот материал применяется для изготовления колонн и скульптур. Для ювелирной промышленности представляют интерес прозрачные кристаллы. При обработке ювелирных изделий часто прибегают к искусственному окрашиванию. Камень природный волластонит добывается в Румынии, Канаде, Чехии, Финляндии.
Промышленное применение
Характерной особенностью волластонита является то, что в процессе дробления минерала он способен сохранять игольчатую форму частиц. Именно эта особенность наряду с низкими потерями при прокаливании позволяет широко применять волластонит в металлургии. При плавке стали он распадается на окись кальция и кремния.
Эти компоненты растворяют в себе компоненты шлака гораздо быстрее, нежели такие аналоги, как кварцевый песок и известь. Особенно часто применяется волластонит в металлургии при производстве цветных металлов, когда образуется большое количество шлака.
Кроме металлургии волластонит активно используется в следующих областях:
Керамическая и фаянсовая промышленность
Производство пластических масс
Строительная промышленность
Производство ЛКМ
В производстве керамической плитки волластонит используется в качестве добавки в массу сырца. Такая добавка значительно снижает усадку изделий при их сушке. Таким образом, геометрические размеры конечной продукции становятся более четкими. Кроме того, такая добавка способствует однородности массы и предотвращает трещины и другие дефекты.
Традиционные составы керамической плитки на основе глинистых компонентов особенно при ускоренном обжиге уже не в состоянии обеспечить качества современной продукции. При добавлении в керамическую массу волластонит позволяет снизить температуру обжига. Таким образом достигается значительная экономия энергетических ресурсов.
Производство пластмасс и строительных материалов
В этой отрасли волластонит применяется в качестве наполнителя. По сравнению с другими веществами, используемыми в качестве наполнителей пластмасс, волластонит обладает лучшими эксплуатационными характеристиками. В этой сфере он практически полностью заменил такой наполнитель, как коротковолокнистый асбест.
После такой замены объемы потребления минерала волластонита значительно возросли. Его используют для производства шифера, асбоцементных труб, фрикционных изделий и различных конструкционных и изоляционных материалов для строительной промышленности. Армирующие свойства минерала используются для производства цементных вяжущих веществ.
Основной целью добавления минерала волластонита в цементы является повышение прочности на изгиб бетонов и растворов. Таким образом изготавливаются современные сухие строительные смеси, обладающие уникальными эксплуатационными характеристиками.
Лакокрасочная промышленность
В производстве лакокрасочных покрытий используются свойство силиката кальция обеспечивать адгезию. Структура минерала характеризуется большой плотностью кварцевых цепочек. Такая плотность и дает свойство адгезии. Минерал волластонит обладает высокой степенью износостойкости, которую придает ему кварц, присутствующий в составе минерала.
Этот минерал часто можно встретить в составе краски, используемой для огнестойких конструкций. Краски с этим наполнителем используются для защиты оборудования, работающего в тяжелых условиях. Форма кристаллов минерала волластонита формирует его основные характеристики.
Так, будучи в составе краски или растворной строительной смеси, кристаллы минерала образовывают вокруг себя структуру, снижающую степень подвижности элементов относительно друг друга. Таким образом, уменьшаются возможные процессы образования трещин и усадки материала.
Несмотря на то что этот минерал используется сравнительно недавно, он имеет огромные перспективы, и не только в основных сферах промышленности. Применение волластонита в сфере производства новых лакокрасочных материалов выглядит наиболее перспективно.
Минералы и драгоценные камни
Минералогия – наука очень занимательная, что камень живет своей собственной жизнью и что занимается эта наука такими важными и интересными вопросами, что ей, пожалуй, могут завидовать даже науки о живых существах.
К тому же на основе минералогии и ее данных создается замечательная техника, получается металл, извлекается строительный камень, добываются чудодейственные радиоактивные элементы, соли, – словом, строится все наше хозяйство и промышленность.
Мы хотим вас увлечь, чтобы вы начали интересоваться в родном краю горами и каменоломнями, рудниками и копями, чтобы вы начали собирать коллекции минералов и драгоценных камней. Здесь увлекательная география, занимательная история – вообще настоящая наука.
Разве минералогия может быть занимательной? Что можно найти в ней такого, что увлекло бы пытливый молодой ум, заставило бы его призадуматься и пожелать дальше и дальше знакомиться с камнем? Где же кроются в камне замечательные и таинственные явления, о которых говорит, например, астрономия, описывая миллионы новых миров звезд, или биология, изучающая самые загадочные и самые интересные явления природы – жизнь, или физика с ее пытливыми опытами и «фокусами»?
Также историческая наука опирается на материальном и вещественных доказательствах. Последние пять тысяч лет оставила столько каменных и других строений, скульптур, изваяний, изделий из драгоценных камней, как доказательств, что человечество не может жить без соприкосновения минералами и драгоценными камнями.
