夕线石

  夕线石也叫矽线石或硅线石,它是一种褐色、浅绿色、浅蓝色或白色的玻璃状硅酸盐矿物。夕线石的晶体为柱状或针状,这些晶体聚合在一起常呈纤维状或放射状,具有丝的光泽或玻璃光泽。夕线石加热后可变成莫来石,被用作高级耐火材料。为纪念美国化学家B.希利曼(BenjaminSilliman)而得名。夕线石是典型的高温变质矿物,由富铝的泥质岩石经高级区域变质作用而成,产于结晶片岩、片麻岩中;也见于富铝岩石同火成岩的接触带中。夕线石当加热到1300℃时变为莫来石,可做高级耐火材料。

矿物简介

夕线石
              夕线石
  矽线石专业英文词汇是:sillimanite,晶体结构中,SiO4 和 AlO4 两种四面体沿Z轴交替排列,组成铝硅酸盐 AlSiO5 双链。晶体呈柱状、针状,集合体呈纤维状。白色、灰白色,也可呈浅褐、浅绿、浅蓝色,玻璃光泽或丝绢光泽,板面解理完全。摩斯硬度6.7~7.5,比重3.23~3.27。
  夕线石是典型的高温变质矿物,由富铝的泥质岩石经高级区域变质作用而成,产于结晶片岩、片麻岩中;也见于富铝岩石同火成岩的接触带中。夕线石当加热到1300℃时变为莫来石,可做高级耐火材料。

形成原因

  变质矿物,在高温接触变质带中的铝质岩中产出。如北京周口店之西北,二叠纪红庙岭砂岩之泥质胶结物经与花岗岩接触热变质后形成夕线石。世界著名的产地有捷克波西米亚的马尔道、奥地利蒂罗尔州的法萨、巴西的米纳斯吉拉斯州、美国的新罕布什尔等。
  夕线石是典型的变质矿物,分布很广泛。常见于火成岩(尤其是花岗岩)与富含铝质岩石的接触带及片岩、片麻岩发育的地区。在黑云母矽线石角页岩、夕线石堇青石片麻岩里的夕线石,通常是由于黑云母的分解或早期形成的红柱石转变而成。夕线石常与红柱石、蓝晶石、刚玉、堇青石等共生。在风化过程中,夕线石非常稳定,所以常见于冲击砂矿、残积层和坡积层中。

物理特性

  白色、灰色或浅绿、浅褐色等;玻璃光泽。{010}解理完全,此解理面平行结构中的双链。硬度6.5~7.5。相对密度3.23~3.27。热分析:加热到1545°C,夕线石转变为莫来石和石英。
  莫来石是一种重要的陶瓷材料,它的结构与夕线石一样,但有多余的Al→Si进入四面体双链中,为使电价平衡,产生一些O2-缺席,即莫来石的化学式为:Al4+2xSi2-2xO10-x,x为O2-缺席数。
  可见金红石尖晶石、黑云母等包体。矽线石猫眼可见一组平行排列的纤维状包体,斯里兰卡的矽线石猫眼由纤维状紫苏辉石及部分金红石针状物的排列所造成。矽线石也可呈纤维状集合体显示猫眼效应。

化学特性

夕线石
            夕线石
  分子式Al2[SIO4] O,理论组成(wB%):SiO237.1,Al2O362.90。红柱石中Al可被Fe(≤9.6%)和Mn(≤7.7%)代替。蓝晶石中可含Cr(≤12.8%),亦常含有Fe(1~2%)和少量Ca、Mg、Fe、Ti等。夕线石成分较稳定,有少量Fe代替Al,可含微量Ti、Ca、Fe、Mg等。
  斜方晶系,0=0.744,b0=0.760,c0=0.575。晶体呈长柱状或针状。在晶带的柱面上具有条纹。集合体呈放射状或纤维状。有时呈毛发状在石英、长石晶体中作为包裹体存在。毛发状夕线石称为细夕线石。夕线石的这种针状晶形与其结构中存在[SiO4]和[AlO4]双链和[AlO6]八面体链有关。 基本结构是由[SiO4]和[AlO4]四面体沿c轴交替排列,组成[AlSiO5]双链;双链间由[AlO6]八面体联结,[AlO6]八面体共棱联结成链,位于单位晶胞(001)投影面的4个角顶和中心,1/2的Al为四次配位。结构特征决定了夕线石具有∥c轴延长的针状、纤维状晶体形态及∥的解理。
  鉴定特征:可据其棒状、针状晶形和产于接触变质带和变质岩中来鉴别。

鉴别方法

  (一)矽线石与相似宝石的鉴别
  灰褐色矽线石与烟晶外观相似,可通过其高折射率,密度相区分。矽线石纤维状包体通常明显是其鉴定特征,与葡萄石可混淆,但可通过折射率和密度区分。
  (二)矽线石猫眼与相似宝石的鉴别
  矽线石猫眼常见,通常为灰绿、褐色、灰白,半透明至不透明,罕见透明,放大观察可见纤维状结构或纤维状包体,眼线扩散,不灵活。点测折射率1.66.偏光镜下可显四明四暗或集合偏光。
  1.电气石(碧玺)猫眼
  电气石猫眼通常为蓝、绿、粉红颜色,透明度高于矽线石猫眼,肉眼可见粗管状包体。点测折射率1.64.偏光镜下常显四明四暗。
  2.磷灰石猫眼
  磷灰石猫眼通常为黄绿色、褐绿色,放大可见细管状内含物,眼线明显,灵活。点测折射率1.63或1.64.可见特征光谱580nm双线。偏光镜下常显四明四暗。
  3.阳起石猫眼
  阳起石猫眼通常为绿色、黄绿色,放大不可见形成眼线内含物,眼线扩散,不灵活,在光照下展示出的是一种“乳白蜜黄”状的颜色(又称“奶蜜”现象。)点测折射率1.62或1.63.可见特征光谱505nm吸收线。偏光镜下常显集合偏光。

工业用途

夕线石
夕线石
  夕线石主要为制造高铝耐火材料和耐酸材料,而用于技术陶瓷,内燃机火花塞的绝缘体,铸钢坩埚,高温测定管及飞机、汽车、火车、船舰部件用的硅铝合金。色泽艳丽的夕线石是宝石的原料。 与世界先进国家相比,中的开发应用起步较晚,在20世纪60年代,当时福建莆田将盛产的白云母夕线石片岩直接切割加工成各种形状、尺寸的耐火材料销售到省内外。
  在70年代末,因上海宝钢建设,外方提出使用包括夕线石在内的三石的要求,这促进而了中国夕线石矿物的开发应用。当时宝钢主要将硅线石应用在均热炉、加热炉关键部位的高铝砖及300吨钢包刚玉质上下滑板中。

应用实例

  1、复方夕线石预制式整体坩埚本实用新型公开了一种复方夕线石预制式整体坩埚,其特征是采用白刚玉,电熔莫来石,刚玉粉,锆英石和夕线石粉等材料将坩埚预制成型,坩埚内表面为球底柱形,外表面为圆柱形。按本实用新型预制的坩埚包括0.3吨至5吨的酸性,碱性和中性坩埚,使用炉次可达40炉以上,安全系数大大提高,大大缩短工序周期,并大幅度降低原材料费用。
  2、夕线石质耐火球及其生产方法本发明涉及一种直径为60~70mm的夕线石质耐火球及其生产方法,主要适用于500m3以下炼铁高炉球式热风炉上部的热交换材料。该耐火球通过合理的配料,经均匀混炼、半干机压成型、烧成等工序制做而成。该耐火球具有热震稳定性好、热容大、抗侵蚀、球与球之间不粘结、不易炸裂、剥落,能提高热风炉换热效率等优点,是500m3以下炼铁高炉球式热风炉上部理想的热交换材料。
  3、夕线石、红柱石微粉结合的耐火球本发明涉及一种耐火材料,特别是涉及一种夕线石、红柱石微粉结合的耐火球。以重量百分比表示,原料中含有高铝料40~60%,气化SiO2微粉1~5%,夕线石2~8%,红柱石2~14%,焦宝石10~30%,白干粘土8~15%,另外加入占原料总重2~8%的外加剂。本发明耐火球具有以下优点:
  (1)其高温蠕变率在0.2MPa×1400℃×5h条件下,降低到0.3%以下。
  (2)耐压强度高,达到2.5万N/球。
  (3)抗高温性能好,1500℃高温下,球体不变形,不软化。
  (4)产品寿命长,一次炉役均在5年以上,节省了大量检修费用,具有较好的经济和社会效益。