三石(shi)礦物是(shi)指紅柱石(shi)、藍(lan)晶石(shi)和(he)硅(gui)(gui)線石(shi)。紅柱石(shi)、藍(lan)晶石(shi)和(he)硅(gui)(gui)線石(shi)同屬(shu)(shu)硅(gui)(gui)酸(suan)鹽類，具有相(xiang)同的化(hua)學成(cheng)分：Al2O3·SiO2。其(qi)中Al2O3含量為(wei)62.93%，SiO2為(wei)37.07%。但是(shi)因形成(cheng)地質條件不同，晶體結構相(xiang)異。藍(lan)晶石(shi)、紅柱石(shi)屬(shu)(shu)于(yu)有附加陰(yin)離子的島狀基(ji)(ji)型(xing)，硅(gui)(gui)線石(shi)屬(shu)(shu)于(yu)鏈狀基(ji)(ji)型(xing)的鋁硅(gui)(gui)酸(suan)鹽，三石(shi)在陽離子配位上也有差異。

　　紅(hong)柱石是一種(zhong)優(you)質耐(nai)火原料(liao)，具有(you)優(you)良的(de)化學(xue)穩定性(xing)、抗渣性(xing)、抗高溫蠕變(bian)性(xing)、抗熱震性(xing)，因而(er)得到了深入研究(jiu)和廣泛應(ying)用(yong)。紅(hong)柱石的(de)化學(xue)組成(cheng)為AlAl[SiO4]O。紅(hong)柱石的(de)晶(jing)體結構為斜方(fang)晶(jing)系(xi)：a0=0.778nm，b0=0.792nm，c0=0.557nm;Z=4。主要粉晶(jing)譜線：4.35(100)，2.26(90)，2.17(100)，1.46(100)。

　　紅柱石材料的(de)應用

　　·不定形耐火(huo)材(cai)料

　　為(wei)了增強不(bu)定(ding)形耐(nai)火(huo)材(cai)料中引入藍晶(jing)石(shi)、紅柱(zhu)石(shi)等，利(li)用其常(chang)溫下相變產生的(de)膨脹來抵(di)消(xiao)不(bu)定(ding)形耐(nai)火(huo)材(cai)料的(de)收縮(suo)，其效果取決于(yu)紅柱(zhu)石(shi)的(de)雜質、使用溫度和(he)粒度。

　　·耐(nai)火磚

　　采用紅(hong)柱石(shi)為原料制備的耐火(huo)磚具有體積穩(wen)定、荷重軟化點高(gao)(gao)、抗(kang)(kang)蠕(ru)變性好、抗(kang)(kang)熱震性高(gao)(gao)、抗(kang)(kang)CO侵(qin)蝕高(gao)(gao)及(ji)熱導率(lv)低(di)等特(te)點。

　　·窯具

　　由于堇(jin)青(qing)石(shi)具(ju)有熱膨脹系(xi)數小和(he)抗熱震性(xing)優(you)異等(deng)特點，目前窯(yao)具(ju)多采用(yong)堇(jin)青(qing)石(shi)作(zuo)為窯(yao)具(ju)的(de)(de)(de)(de)基體材料。窯(yao)具(ju)的(de)(de)(de)(de)抗熱震性(xing)是決定窯(yao)具(ju)壽命(ming)的(de)(de)(de)(de)關鍵(jian)參數。通(tong)過在以(yi)堇(jin)青(qing)石(shi)為基體材料的(de)(de)(de)(de)窯(yao)具(ju)中引入紅(hong)(hong)柱石(shi)，利用(yong)引入界面斷裂時(shi)的(de)(de)(de)(de)耗能(neng)(neng)機(ji)制進一步改善了堇(jin)青(qing)石(shi)質窯(yao)具(ju)的(de)(de)(de)(de)抗熱震性(xing)能(neng)(neng)，同時(shi)紅(hong)(hong)柱石(shi)在高溫下生成的(de)(de)(de)(de)針狀莫(mo)來(lai)石(shi)，不僅(jin)可以(yi)改善材料的(de)(de)(de)(de)燒結性(xing)能(neng)(neng)，還(huan)起到了增韌效(xiao)果，可以(yi)提高窯(yao)具(ju)的(de)(de)(de)(de)壽命(ming)。

　　·陶瓷

　　白(bai)志民(min)等(deng)以w(石(shi)英)=30%，w(高嶺土)=40%，w(堿性長石(shi))=30%為基本配(pei)方(fang)，并(bing)在其中分別(bie)添加w(紅柱(zhu)石(shi))=10%，20%和(he)30%組成(cheng)(cheng)新(xin)的配(pei)方(fang)，研究了(le)紅柱(zhu)石(shi)加入量對三組分陶瓷燒(shao)成(cheng)(cheng)體(ti)抗折強(qiang)度(du)(du)(du)、硬度(du)(du)(du)、密(mi)度(du)(du)(du)、吸水(shui)率(lv)等(deng)物理性能的影(ying)響。結果表明(ming)：燒(shao)結溫度(du)(du)(du)大于1300℃時，隨著(zhu)紅柱(zhu)石(shi)加入量的增大，材(cai)料(liao)的抗折強(qiang)度(du)(du)(du)提高，表觀密(mi)度(du)(du)(du)增大，硬度(du)(du)(du)也增大，燒(shao)成(cheng)(cheng)收(shou)縮率(lv)減(jian)小，提高了(le)材(cai)料(liao)的體(ti)積穩定性，有(you)利于高溫燒(shao)成(cheng)(cheng)條件下制(zhi)備低收(shou)縮的高強(qiang)度(du)(du)(du)陶瓷材(cai)料(liao)。

　　·其(qi)它

　　紅柱石除了在(zai)上述領域得到廣泛的應用(yong)外，還(huan)在(zai)原料合(he)成以及其(qi)他應用(yong)領域中發揮(hui)著重要(yao)的作用(yong)。

　　藍晶石

　　藍(lan)晶(jing)石(shi)(Al2[SiO4]O)是(shi)藍(lan)晶(jing)石(shi)族礦床(chuang)重(zhong)要的礦石(shi)礦物(wu)之(zhi)一，也是(shi)結晶(jing)片巖(yan)中典(dian)型的變質(zhi)(zhi)(zhi)礦物(wu)。藍(lan)晶(jing)石(shi)在(zai)富鋁巖(yan)石(shi)、中壓(ya)低溫(wen)變質(zhi)(zhi)(zhi)作用(yong)及(ji)某些(xie)高壓(ya)變質(zhi)(zhi)(zhi)帶中。藍(lan)晶(jing)石(shi)礦物(wu)具(ju)有耐高溫(wen)、抗腐蝕和煅燒時體積膨脹等特性而被廣泛應用(yong)于冶金、建材及(ji)化工等爐窯工業。

　　世界上藍(lan)晶石(shi)分布廣泛，主要集中在加拿大(da)(da)、美國、南(nan)非、奧地利、印度(du)、俄羅(luo)斯、澳大(da)(da)利亞、利比里亞、中國、肯尼(ni)亞、巴西(xi)、保(bao)加利亞等國。我國的藍(lan)晶石(shi)礦資(zi)源也比較(jiao)豐富(fu)，礦床主要分布在河(he)南(nan)、江(jiang)蘇、新疆(jiang)，除河(he)南(nan)省南(nan)陽市隱(yin)山藍(lan)晶石(shi)礦床達超大(da)(da)型(≥200萬噸(dun))外，大(da)(da)多(duo)是低品位的、中小型礦床。

　　我國的藍(lan)(lan)晶(jing)石(shi)礦(kuang)(kuang)(kuang)床(chuang)主(zhu)要為(wei)(wei)(wei)區域變質型(xing)礦(kuang)(kuang)(kuang)床(chuang)，該類(lei)(lei)型(xing)礦(kuang)(kuang)(kuang)床(chuang)賦存于活動的板塊構造帶內(nei)，含(han)礦(kuang)(kuang)(kuang)主(zhu)要地層為(wei)(wei)(wei)中—晚元古(gu)界，礦(kuang)(kuang)(kuang)體形態一般為(wei)(wei)(wei)層狀(zhuang)、似層狀(zhuang)，少(shao)數為(wei)(wei)(wei)透鏡狀(zhuang)。含(han)礦(kuang)(kuang)(kuang)巖(yan)(yan)石(shi)主(zhu)要為(wei)(wei)(wei)石(shi)英(ying)巖(yan)(yan)類(lei)(lei)、片(pian)巖(yan)(yan)類(lei)(lei)，礦(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)類(lei)(lei)型(xing)以(yi)藍(lan)(lan)晶(jing)石(shi)石(shi)英(ying)巖(yan)(yan)、藍(lan)(lan)晶(jing)石(shi)(白云母(mu))石(shi)英(ying)片(pian)巖(yan)(yan)、藍(lan)(lan)晶(jing)石(shi)巖(yan)(yan)為(wei)(wei)(wei)主(zhu)，礦(kuang)(kuang)(kuang)物成分以(yi)藍(lan)(lan)晶(jing)石(shi)、石(shi)英(ying)、白云母(mu)為(wei)(wei)(wei)主(zhu)。

　　藍晶石(shi)材料(liao)的工藝特征

　　耐(nai)火性：含藍(lan)晶石耐(nai)火材料的耐(nai)火度通常大于(yu)(yu)1790℃，最(zui)高大于(yu)(yu)1850℃。

　　熱膨脹性：藍晶(jing)石(shi)在(zai)加熱過(guo)程中轉化為(wei)莫(mo)來(lai)石(shi)和方(fang)(fang)英(ying)石(shi)(SiO2)的(de)混合物(wu)，可表示為(wei)：3Al2SiO5—Al6SiO13(莫(mo)來(lai)石(shi))+SiO2(方(fang)(fang)英(ying)石(shi))，在(zai)轉化過(guo)程中，藍晶(jing)石(shi)發生體積膨脹，體積膨脹率為(wei)16%~18%。

　　穩(wen)定(ding)(ding)性：以(yi)藍(lan)晶(jing)(jing)石為原料生產(chan)的(de)耐(nai)火材料具有(you)較高的(de)穩(wen)定(ding)(ding)性，同時生產(chan)的(de)藍(lan)晶(jing)(jing)石耐(nai)火磚所產(chan)生的(de)損耗較低。此外(wai)，藍(lan)晶(jing)(jing)石還具有(you)良好(hao)的(de)化學穩(wen)定(ding)(ding)性，對(dui)酸(suan)堿甚(shen)至(zhi)氫氟(fu)酸(suan)具有(you)惰性。

　　不可逆性(xing)：藍(lan)晶石礦(kuang)物煅燒成莫來石是一個(ge)不可逆的轉化過程，在1810℃以(yi)下(xia)是穩定的。

　　硅線石

　　硅線石(shi)屬斜方晶系，其晶體(ti)外形(xing)呈柱狀(zhuang)(zhuang)、針狀(zhuang)(zhuang)及毛(mao)發狀(zhuang)(zhuang)，此外還常呈纖(xian)維狀(zhuang)(zhuang)或放(fang)射狀(zhuang)(zhuang)的集合體(ti)。顏色(se)多呈白(bai)色(se)、灰色(se)、綠(lv)色(se)和褐色(se)，斷(duan)口呈玻璃光澤。硅線石(shi)熔(rong)點(dian)為1850℃，密度3.23～3.27g/cm3，硬(ying)度6.5～7.5。

　　化學(xue)成(cheng)分較純，雜質含量很少，化學(xue)性(xing)質非常(chang)穩定，不溶(rong)于水(shui)和(he)酸，對金屬及玻(bo)璃(li)熔體熔渣(zha)的抗侵(qin)(qin)蝕(shi)性(xing)能好，具有良好的抗熱震性(xing)、抗渣(zha)侵(qin)(qin)蝕(shi)性(xing)、機(ji)械強(qiang)度、耐磨性(xing)、抗化學(xue)腐(fu)蝕(shi)性(xing)和(he)較高的耐火(huo)度。

　　硅線石資源分布

　　硅線石(shi)是一(yi)種(zhong)高(gao)溫變質(zhi)礦(kuang)(kuang)物(wu)，常見于(yu)火成巖(yan)與(yu)泥質(zhi)巖(yan)石(shi)接觸帶。世界硅線石(shi)礦(kuang)(kuang)產(chan)儲量約有(you)1億噸，分(fen)布(bu)較廣，主要(yao)產(chan)出國有(you)印度(du)、澳大利亞。印度(du)的(de)硅線石(shi)礦(kuang)(kuang)床(chuang)(chuang)分(fen)布(bu)較廣，但有(you)經濟價值的(de)礦(kuang)(kuang)床(chuang)(chuang)很少。最重要(yao)的(de)工(gong)業礦(kuang)(kuang)床(chuang)(chuang)集中在馬哈拉施(shi)特拉邦和馬哈拉伊邦。澳大利亞硅線石(shi)資源集中于(yu)南(nan)部的(de)威廉(lian)姆斯(si)地區的(de)克勞福德礦(kuang)(kuang)床(chuang)(chuang)，礦(kuang)(kuang)床(chuang)(chuang)為高(gao)嶺土一(yi)硅線石(shi)一(yi)云母礦(kuang)(kuang)床(chuang)(chuang)。

　　我(wo)(wo)國(guo)硅(gui)線石儲量豐(feng)富，約(yue)占世界總儲量的1/3。我(wo)(wo)國(guo)硅(gui)線石礦床主要分布于福建莆田(tian)、內蒙(meng)古土貴烏拉、河北平(ping)山(shan)、河南葉縣(xian)及(ji)黑(hei)龍江雞西等。

　　硅線石的應用

　　硅(gui)線(xian)石具有化學性質穩定、抗熱震性好、耐火度高、機械強度好等(deng)特點，可作(zuo)為(wei)陶(tao)瓷、耐火材(cai)料、合成莫(mo)來石、焊接(jie)材(cai)料、摩擦(ca)材(cai)料等(deng)的(de)原料使用(yong)，被(bei)廣泛應(ying)用(yong)于(yu)冶金、化工、陶(tao)瓷、玻璃(li)等(deng)領域。

　　·在陶瓷領域的應(ying)用

　　硅線(xian)石由(you)于莫來(lai)石化行為導致的(de)(de)體積(ji)膨脹使得人們可以將(jiang)硅線(xian)石用(yong)為添加劑，將(jiang)硅線(xian)石添加到陶瓷(ci)或者是其他(ta)的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)中，最終(zhong)可以達到將(jiang)這些材(cai)料(liao)(liao)相變增(zeng)韌的(de)(de)目的(de)(de)。以硅線(xian)石為原(yuan)料(liao)(liao)制得的(de)(de)蜂窩(wo)陶瓷(ci)、莫來(lai)石瓷(ci)以及陶瓷(ci)棚板(ban)等已廣泛應(ying)用(yong)于工業(ye)中。

　　·在耐火材料領域的應用(yong)

　　硅(gui)線(xian)石在高(gao)溫下分(fen)解(jie)產(chan)生莫來石和二氧化硅(gui)，同時(shi)伴隨一定的(de)體(ti)(ti)積膨(peng)脹(zhang)，因此(ci)以硅(gui)線(xian)石為主要原料(liao)的(de)制(zhi)品(pin)或將硅(gui)線(xian)石添加到其他制(zhi)品(pin)中，利用其體(ti)(ti)積膨(peng)脹(zhang)效(xiao)應可以有(you)效(xiao)抵消制(zhi)品(pin)在高(gao)溫燒成(cheng)過程中產(chan)生的(de)體(ti)(ti)積收縮(suo)，限制(zhi)了局部(bu)應力(li)，阻止和鈍化了裂紋(wen)的(de)產(chan)生，提(ti)高(gao)了制(zhi)品(pin)的(de)抗熱震性，減小了機械(xie)剝落，從而提(ti)高(gao)了產(chan)品(pin)的(de)性能，延長了制(zhi)品(pin)的(de)使用壽(shou)命。

　　以(yi)硅線(xian)(xian)石(shi)為原料制(zhi)得的(de)莫來(lai)石(shi)—剛玉(yu)制(zhi)品、碳化硅-硅線(xian)(xian)石(shi)制(zhi)品、硅線(xian)(xian)石(shi)—堇青(qing)石(shi)質(zhi)窯(yao)具、莫來(lai)石(shi)—硅線(xian)(xian)石(shi)質(zhi)窯(yao)具、高鋁磚、澆注料、可塑料、噴涂料等性能優異(yi)，應用(yong)廣泛(fan)。

　　·作為合成莫來石原(yuan)料

　　自然界中天然的(de)莫(mo)來(lai)(lai)石(shi)比較罕(han)見，因此常常采(cai)用人工合成(cheng)的(de)方(fang)法(fa)制備(bei)莫(mo)來(lai)(lai)石(shi)。硅(gui)線石(shi)具有來(lai)(lai)源(yuan)廣、成(cheng)本低(di)的(de)特(te)點(dian)，硅(gui)線石(shi)轉(zhuan)化(hua)為莫(mo)來(lai)(lai)石(shi)的(de)理(li)論轉(zhuan)化(hua)率(lv)為86.0%，同時析出14.0%的(de)熔融二(er)氧化(hua)硅(gui)，因此利用其高溫下(xia)的(de)莫(mo)來(lai)(lai)石(shi)化(hua)反(fan)應(ying)可以制備(bei)出莫(mo)來(lai)(lai)石(shi)。

　　·作為焊接材料原料

　　硅線石精礦(kuang)中含有Al2O3與SiO2，結(jie)晶水很(hen)少，同時(shi)S，P等(deng)雜質(zhi)元素含量(liang)極(ji)低(di)，并且(qie)硅線石很(hen)小(xiao)的(de)熱膨脹系數有利于(yu)改善焊條、焊劑的(de)脫渣(zha)性，因此(ci)以硅線石作為焊接材料的(de)原料是(shi)可行的(de)。

　　·其它領域的(de)應用

　　用作摩(mo)擦材料填料、合成原料添(tian)加劑(ji)，還(huan)可(ke)(ke)應(ying)用在(zai)醫學領域，用來制(zhi)造(zao)假牙、骨頭移(yi)植物和碎(sui)骨連接板，色澤艷(yan)麗(li)的硅線石(shi)還(huan)可(ke)(ke)作寶石(shi)。

　　參考資料：

　　張巍(wei).紅柱石(shi)材料的研究(jiu)及應用進展

　　郭敬娜.紅柱石、藍晶(jing)石、硅(gui)線(xian)石對莫來石-剛玉材料性能的影響(xiang)

　　段紹輝.中國藍晶石(shi)礦(kuang)床地(di)質(zhi)特征與成礦(kuang)規律(lv)研究

　　中國粉體網.粉體百科|硅線石的特點、分布(bu)及應用

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