水镁石矿床

水镁石/氢氧镁石 (Brucite) Mg(OH)2

MgO 69.12%, H2O 30.88%.

水镁石是蛇纹岩或白云岩中的典型低温热液蚀变矿物。

晶体结构

对称特点: 三方晶系;点群3m,空间群R3m

晶胞参数: ao=3.125埃;co=4.72埃;Z=1。

晶体结构属层状。羟离子成六方最紧密堆积，镁离子充填于每两层相邻的羟离子之间的全部八面空隙;组成配位八面体的结构层。结构层内属离子键，结构层间以相维系。

单晶体呈厚板状，常见者为片状集合体;有时成纤维状集合体，称为纤水镁石(nemalite)或水镁石石棉。水镁石还常形成方镁石的假象。

物理性质

硬度: 2.5

比重: 2.3-2.6

解理: 解理平行(0001)极完全

断口: 断口现玻璃光泽

颜色: 白至淡绿色，含有锰或铁者呈红褐色。水镁石的颜色变化取决于混入物的含量，如含铁、锰杂质的变种呈现黄色或褐红色。

条痕: 白色

透明度: 透明

光泽: 解理面为珍珠光泽，新鲜晶面与断口现玻璃光泽，纤水镁石呈丝绢光泽。

其他 薄片具挠性及柔性(冲击后出现60°放射角的几何图形)。具热电性。

以其形态、低硬度和(0001)极完全解理为鉴定特征。

理论组成(wB%):MgO 69.12，H2O 30.88。常有Fe、Mn、Zn、Ni等杂质以类质同像存在。其中MnO可达18%，FeO可达10%，ZnO可达4%;可形成铁水镁石(FeO≥10%)、锰水镁石(MnO≥18%)、锌水镁石(ZnO≥4%)、锰锌水镁石(MnO 18.11%，ZnO 3.67%)、镍水镁石(NiO≥4%)等变种。

三方晶系，a0=0.313nm，c0=0.474nm;Z=1。水镁石型结构为重要的层状结构之一。结构中(OH)-近似作六方紧密堆积，Mg2 充填在堆积层相隔一层的八面体空隙中，每个Mg被6个OH包围，每个OH一侧有3个Mg。[Mg(OH)6]八面体∥{0001}以共棱方式联结成层，层间以很弱的氢氧键相维系，形成层状结构。Mg-OH不是正八面体片，沿c轴方向有明显压扁，片厚从正常的0.247nm变为0.211nm。水镁石的结构特点使其具有板状晶形、低硬度及∥{0001}的极完全解理。

复三方偏三角面体晶类，D3d-3m(L33L33PC)。晶体呈板状或叶片状。常见单形:平行双面c{0001}，六方柱m{1120}，菱面体r{1011}、q{0113}或{2021}。晶体通常呈板状、细鳞片状、浑圆状、不规则粒状集合体;有时出现平行纤维状集合体，称为纤水镁石。纤水镁石内部存在结构畸变。

白、灰白色，当有Fe、Mn混入时呈绿、黄或褐红色;新鲜面和断口玻璃光泽，解理面珍珠光泽，纤水镁石呈丝绢光泽;透明。解理{0001}极完全。硬度2.5。细片具挠性及柔性。相对密度2.3~2.6。具热电性。块状水镁石白度可达95%。

偏光镜下:异常干涉色红棕色代替正常的一级黄或橙色。受应力作用影响，延性可正可负。一轴晶( )，但可显二轴晶，2V25。折射率Ne=1.5705~1.5861，No=1.5612 ~1.570，加热后Ne与No差值变小。

力学性能:纤水镁石的抗拉强度为902MPa，属中等强度纤维材料。弹性模量13800MPa，有一定脆性。维氏硬度50.4~260.5，且具有明显的各向异性。易于研磨成细粒级粉体。理论相对密度2.39。

电磁学性能:纤水镁石的质量电阻率为8.82106Ωg/cm2，体积电阻率为5.9106Ωcm，表面电阻率为3.6~4.5106Ω，电阻率显各向异性;加热时电阻率升高。介电常数为4.7~5.4(1MHz);在低频(50Hz)和中频条件下，介电常数升高，且具明显的方向性;介质损耗角正切值为0.105。加热使介电常数、介质损耗角正切值分别上升54%和2.7倍。纤水镁石的比磁化系数为9.815~15.77910-6cm3/g，属非磁性矿物;加热使比磁化系数升高，但300℃、500℃、600℃附近有低谷。温度高于700℃时，显中-强磁性。

热学性能:水镁石的可靠使用温度为400℃。纤水镁石的导热系数为0.46W/m·K，松散纤维为0.131~0.213W/m·K(体积密度0.47 g/cm3)。纤水镁石热膨胀性纵向为16.7*10-7/℃，横向为8.8*10-7/℃，且热膨胀行为基本上呈线性。纤水镁石还具有阻燃、抵抗明火和高温火焰的性质。纤水镁石分解温度为450℃。

化学性能:纤水镁石是天然无机纤维中抗碱性最优者。但在强酸中可全部溶解，在草酸、柠檬酸、乙酸、混合酸、Al(OH)3溶液中，均可以不同的速度溶解。在潮湿或多雨气候下，纤水镁石易受大气中的CO2、H2O侵蚀，故水镁石制品表面需有防水保护层。

表面性质:透射电镜测定的单水镁石纤维直径为0.54~0.86μm，最细者0.086μm。纤水镁石的电动电位可达 36.3mV。零电位点的pH值为12.5。水镁石纤维劈分性、分散性良好，纤维长。经机械打浆或化学分散，打浆度可明显提高，可进行湿纺和造纸。

为可溶性含镁化合物在强碱性溶液中水解而成，系碱性溶液作用于镁质硅酸盐的次生变化产物。矿床主要与蛇纹岩有关;亦产于接触变质菱镁矿石灰岩中，与方解石、透闪石、蛇纹石、金云母等共生。有时产于白云石化石灰岩中，与方解石、水菱镁矿和方镁石伴生。水镁石矿石可分为球状型、块状型和纤维型三种主要类型:

球状型:由方镁石水化而成，呈结核状产出，直径由数毫米至20cm以上。结核由隐晶质水镁石和极少量方解石、蛇纹石胶结。矿石质量好。

块状型:为富镁岩石热液蚀变产物。矿石为结晶粒状的块状集合体，与蛇纹石、方解石、菱镁矿等共生，水镁石含量约30~40%。

纤维型:呈脉状产于蛇纹岩中，纤水镁石含量一般1~9%。夹石矿物为蛇纹石和磁铁矿。纤水镁石纯度很高。

与滑石、叶蜡石、三水铝石及白云母、石膏等相似，但水镁石易溶于盐酸，不起泡;硬度大于滑石和石膏，滑感不及滑石;亦不如白云母薄片有弹性。

水镁石主要应用于以下工业领域:

提取Mg和MgO原料:以水镁石提取Mg和MgO，矿石中的MgO含量高，杂质少;分解温度低;加热时产生的挥发分无毒无害，因而可从水镁石中提取Mg和MgO等产品。

重烧镁砂:主要用于生产镁质耐火材料。现代钢铁工业大量需用镁碳砖、镁铬砖等。这类MgO用量已超过其产量的1/2。由水镁石制得的重烧镁砂具有高密度(>3.55 g/cm3)、高耐火度(>2800℃)、高化学惰性和高热震稳定性等优点。

轻质氧化镁:美、俄、加、英等国采用化学方法从低品位的水镁石岩中提取轻质MgO。

电熔方镁石:为高技术电子产品要求的特纯品。以水镁石经电熔法炼制的方镁石集合体，具有高热导率和良好的电绝缘性，产品寿命提高2~3倍。

化学纯镁试剂:采用电热方法，可提取金属镁，制取MgCl2、MgSO4、Mg(NO3)2等化学纯试剂。

补强材料:纤水镁石可在某些领域用作温石棉的代用品。用于微孔硅酸钙、硅钙板等中档保温材料中。基本配方是:硅藻土 石灰浆 水玻璃 纤水镁石。纤维含量为8~10%。产品白度高，外观美观，容重低。

阻燃剂:以聚丙烯为基体制作阻燃剂的试验表明，纤水镁石具有较好的阻燃效果，是理想的无毒、无烟、无污染、高温型阻燃剂。同时可起到填料的增强效果。

造纸填料:水镁石白度高，剥片性好，粘着力强，吸水性较差。将其与方解石配合用作造纸填料，可使造纸工艺由酸法改为碱法，并减小浆水的污染。

工艺品:水镁石的致密块体颜色丰富多变，质地均匀，透明度好，细腻滑润;常与其它矿物或变种形成自然条纹、天然图案造型，具观赏价值。因而可雕琢成工艺品。