Volastonīts

Volastonīts: vairāk nekā tikai apdedzināšanas temperatūras pazemināšana — izpratne par ķēdes silikāta minerālu burvību

Daudzi no mums, kas strādā pie keramikas korpusa un glazūras sastāviem, kā arī būvmateriālu receptēm, ir dzirdējuši parvolastonīts. Tas ir dabīgs silikātu minerāls, kas nosaukts par godu britu ķīmiķim un mineralogam Viljamam Haidam Volastonam.

(Volastonīta pulveris / Keramikas kvalitātes Volastonīts)

Savu gadu laikā, strādājot ar dažādām minerālu izejvielām, esmu atklājis, ka, tiklīdz jēlrūda tiek bagātināta un attīrīta, tā darbojas kā funkcionāla pildviela, ko plaši izmanto keramikas, būvmateriālu, stikla, pārklājumu, plastmasas, metāla ražošanas un daudzās citās nozarēs. Volastonīta atradnes var atrast visā pasaulē, tostarp Ķīnā, Meksikā, Indijā, Spānijā un Amerikas Savienotajās Valstīs.

Volastonīts veidojas ģeoloģiskās evolūcijas rezultātā. Silīcija dioksīds un kalcija karbonāts reaģē aptuveni 450 grādu temperatūrā un pakāpeniski kristalizējas šajā minerālā. Salīdzinot paraugus, kas iegūti no dažādām atradnēm, es ievēroju, ka volastonīta galīgā daļiņu morfoloģija lielā mērā ir atkarīga no rūdas ģeoloģiskās izcelsmes, kā arī no vēlākiem bagātināšanas un slīpēšanas procesiem.

Tas ir klasificēts kā ķēdes silikāts ar ķīmisko formulu CaSiO₃. Tā kristāla struktūra sastāv no nepārtrauktām (SiO₃)²⁻ silikāta-skābekļa garajām ķēdēm, kas ir cieši saistītas ar kalcija katjoniem.

Tīrs volastonīts veido bezkrāsainus kristālus triklīnisko kristālu sistēmā. Tas veidojas kaļķakmens kontaktmetamorfisma ceļā un ir izplatīta minerālu sastāvdaļa, kas atrodama metamorfajos iežos.

Volastonīta cietība pēc Mosa ir 4,5 un blīvums 2,85 g/cm³. Temperatūras diapazonā no 20 līdz 300 grādiem tā termiskās izplešanās koeficients ir tikai 7×10⁻⁶/K ar minimālām izplešanās izmaiņām. No saviem laboratorijas izmēģinājuma testiem es skaidri novēroju, ka tas saglabā stabilu veiktspēju pat darba apstākļos ar krasām temperatūras svārstībām.

Armatūra ir viena no volastonīta izcilajām priekšrocībām. Pievienojot preparātiem, tas ievērojami palielina gatavo produktu mehānisko izturību, padarot to par īpaši praktisku minerālu izejvielu rūpnieciskām receptēm. Turklāt volastonītam ir lieliska ķīmiskā inerce un tas ir izturīgs pret plašu ķīmisko vielu klāstu.

Kā ķēdes silikāts, volastonīta karkass sastāv no bezgalīgām silikāta-skābekļa garām ķēdēm, kas veidotas no silikāta anjoniem. Šīs ķēdes veido joslu struktūras ar stūriem savienotiem SiO₄ tetraedriem. Šī lineārā silikāta-skābekļa ķēdes struktūra rada wollastonīta unikālās materiāla īpašības.
Tās kristāliem ir zema simetrija, galvenokārt triklīniski, monoklīniski vai tetragonāli; kubiskā kristāla formas nekad nenotiek. Kristāli aug prizmatiskās vai adatveida formās, kas stiepjas gar silikātu ķēdēm, ar labi attīstītu šķelšanos šajā virzienā.

Volastonīts nešķīst tīrā ūdenī, bet lēnām mainās sālsūdenī. Noteiktos apstākļos minerāls var arī fluorescēt. Tas ir ļoti atšķirīgs pēc izskata, sastopams gan masīvs, gan šķiedrains, parasti gaiši pelēks vai pienaini balts. Tās kristāli pieder pie triklīnikas sistēmas. Zema un stabila termiskā izplešanās ir galvenais iemesls, kāpēc daudzi formulēšanas inženieri izvēlas šo minerālu.

Formulējot keramikas korpusus un glazūras, pareizi pievienojot keramiskajam korpusam un glazūrai volastonītu, var ievērojami samazināt apdedzināšanas temperatūru. Maltais volastonīts arī saīsina apdedzināšanas ciklus un nodrošina ātru vienreizēju apdedzināšanu zemā temperatūrā. Tas ievērojami samazina degvielas patēriņu un attiecīgi samazina ražošanas izmaksas.

Volastonīts nesatur sārmu metālus. Pēc apdedzināšanas gatavie izstrādājumi nodrošina izcilu elektrisko izolāciju, augstu triecienizturību un labu izmēru stabilitāti. Pateicoties šīm priekšrocībām, mēs to bieži redzam precīzās keramikas un mākslas keramikas sastāvos.

Glazūras slīdēšanas sagatavošanas stadijā volastonīta pulveris var aizstāt daļu no baltajiem pigmentiem. Tas uzlabo glazūras spīdumu, vienlaikus samazinot glazūras slīdēšanas viskozitāti un samazinot pigmenta ieguves izmaksas. Apdedzināšanas laikā tas samazina mikroplaisas, lūzumus un dažādus glazūras defektus uz keramikas izstrādājumiem. Paļaujoties uz tā lineārās termiskās izplešanās īpašību, tas efektīvi mazina produkta deformāciju.

Ražojot stikla šķiedru, mēs varam aizstāt kvarca smiltis ar volastonītu. Volastonīta kalcija oksīda sastāvdaļa samazina krāsns kušanas temperatūru un samazina izplūdes gāzu emisijas. Pievienojot volastonītu, stikla kušanas ātrums palielinās par 1–2%, samazinās šķiedru pavedienu lūzums, un visa ražošanas līnija darbojas vienmērīgāk.

Stikla šķiedras un keramikas šķiedras ražošanā tas atrisina kvarca smilšu augstās kušanas temperatūras sāpju punktu, uzlabo krāsns kausēšanas efektivitāti un palīdz rūpnīcām kontrolēt ražošanas izmaksas.

Kā videi draudzīgu neorganisku šķiedru izejvielu wollastonīts tiek plaši un nobriedis izmantots kalcija silikāta plāksnēs, cementa šķiedru plātnēs, ugunsdrošos skaņas izolācijas paneļos un citos būvmateriālos.

Pēc iestrādāšanas dēļi iegūst labāku triecienizturību, lieces izturību un nodilumizturību. Gatavie izstrādājumi apvieno vairākas priekšrocības, tostarp izturību pret koroziju, skaņas izolāciju, siltumizolāciju, ugunsizturību un elektrisko izolāciju.

Papildus trim galvenajām jomām, volastonītu plaši izmanto keramikas glazūrām, ugunsizturīgiem materiāliem, granulu veidņu pulverim, metināšanas palīgmateriāliem, izolācijas materiāliem un citās nozarēs.

Nosaukumu "volastonīts" formāli ieviesa J. Lēmans 1818. gadā, aprakstot iežu paraugus. Interesanti, ka tālajā 1793. gadā austriešu mineralogs Andreas Stütz jau bija nosaucis šo minerālu par "Tafelspath" savā darbā Neue Einrichtung der k.-k. Naturalien-Sammlung zu Wien.

Tika pieņemts, ka šajos agrākajos pētījumos izmantotie iežu paraugi nāk no Rumānijas Banāta reģiona, lai gan nav galīgu rakstisku ierakstu. Vēlāk Lemans pārdēvēja minerālu volastonītu, lai godinātu britu dabaszinātnieka Viljama Haida Volstona (1766–1828) zinātnisko ieguldījumu.

Populāri tagi: wollastonite, Ķīna wollastonite ražotāji, piegādātāji, rūpnīca