wollastonit

Wollastonit: Viac než len zníženie teploty vypaľovania – Pochopenie kúzla reťazových silikátových minerálov

Mnohí z nás, ktorí sa zaoberajú receptúrami keramických korpusov a glazúr, ako aj receptúrami stavebných materiálov, už o nich počuliwollastonit. Je to prírodný silikátový minerál, pomenovaný na počesť britského chemika a mineralóga Williama Hyde Wollastona.

(Wollastonitový prášok / Wollastonit keramickej kvality)

Počas mojich rokov práce s rôznymi minerálnymi surovinami som zistil, že keď surová ruda prejde zušľachťovaním a čistením, funguje ako funkčné plnivo široko používané v keramike, stavebných materiáloch, skle, náteroch, plastoch, vo výrobe kovov a v mnohých ďalších odvetviach. Ložiská wollastonitu možno nájsť po celom svete, vrátane Číny, Mexika, Indie, Španielska a Spojených štátov.

Wollastonit vzniká geologickým vývojom. Oxid kremičitý a uhličitan vápenatý reagujú približne pri 450 stupňoch a postupne kryštalizujú do tohto minerálu. Keď porovnávam vzorky pochádzajúce z rôznych ložísk, všimol som si, že konečná morfológia častíc wollastonitu do značnej miery závisí od geologického pôvodu rudy spolu s neskoršími procesmi spracovania a mletia.

Je klasifikovaný ako reťazový silikát s chemickým vzorcom CaSiO₃. Jeho kryštálovú štruktúru tvoria súvislé (SiO₃)²⁻ silikátovo-kyslíkové dlhé reťazce pevne spojené katiónmi vápnika.

Čistý wollastonit tvorí v triklinickom kryštálovom systéme bezfarebné kryštály. Vzniká kontaktnou metamorfózou vápenca a je bežnou minerálnou zložkou nachádzajúcou sa v metamorfovaných horninách.

Wollastonit má tvrdosť podľa Mohsa 4,5 a hustotu 2,85 g/cm³. V teplotnom rozsahu 20–300 stupňov je jeho koeficient tepelnej rozťažnosti iba 7×10⁻⁶/K s minimálnou zmenou rozťažnosti. Z mojich laboratórnych skúšobných testov môžem jasne pozorovať, že si zachováva stabilný výkon aj pri pracovných podmienkach s dramatickými teplotnými výkyvmi.

Výstuž je jednou z výnimočných silných stránok wollastonitu. Keď sa pridáva do formulácií, výrazne zvyšuje mechanickú pevnosť hotových výrobkov, čím sa stáva mimoriadne praktickou minerálnou surovinou pre priemyselné receptúry. Okrem toho sa wollastonit vyznačuje vynikajúcou chemickou inertnosťou a odoláva napadnutiu širokou škálou chemických médií.

Ako reťazový silikát pozostáva kostra wollastonitu z nekonečných silikátovo-kyslíkových dlhých reťazcov vytvorených zo silikátových aniónov. Tieto reťazce tvoria pásikové štruktúry s rohovo spojenými tetraédrami SiO4. Táto lineárna silikátovo-kyslíková reťazová štruktúra vytvára jedinečné materiálové vlastnosti wollastonitu.
Jeho kryštály majú nízku symetriu, hlavne triklinické, jednoklonné alebo tetragonálne; kubické kryštálové formy sa nikdy nevyskytujú. Kryštály rastú v prizmatických alebo ihličkovitých tvaroch tiahnucich sa pozdĺž silikátových reťazcov, s dobre vyvinutým štiepením v tomto smere.

Wollastonit je nerozpustný v čistej vode, ale podlieha pomalým zmenám v slanej vode. Za určitých podmienok môže minerál aj fluoreskovať. Jeho vzhľad sa značne líši, vyskytuje sa ako masívny, tak aj vláknitý, normálne svetlosivý alebo mliečne biely. Jeho kryštály patria do triklinického systému. Nízka a stabilná tepelná rozťažnosť je hlavným dôvodom, prečo si mnohí formulátori vyberajú tento minerál.

Pri formulovaní keramických telies a glazúr môže správne pridanie wollastonitu do keramických telies a glazúry výrazne znížiť teplotu vypaľovania. Mletý wollastonit tiež skracuje cykly vypaľovania a umožňuje rýchle jednorazové vypaľovanie pri nízkej teplote. To výrazne znižuje spotrebu paliva a zodpovedajúcim spôsobom znižuje výrobné náklady.

Wollastonit neobsahuje alkalické kovy. Po vypálení poskytujú hotové výrobky vynikajúcu elektrickú izoláciu, vysokú odolnosť proti nárazu a dobrú rozmerovú stabilitu. Vďaka týmto výhodám sa často používa v presnej keramike a formuláciách umeleckej keramiky.

Vo fáze prípravy glazúry môže wollastonitový prášok nahradiť časť bielych pigmentov. Zlepšuje lesk glazúry a zároveň znižuje viskozitu glazúry a znižuje náklady na obstarávanie pigmentu. Počas vypaľovania minimalizuje mikrotrhlinky, lámanie a rôzne chyby glazúry na keramickom riade. Vďaka svojej lineárnej tepelnej rozťažnosti účinne zmierňuje deformáciu produktu.

Pri výrobe sklenených vlákien môžeme kremenný piesok nahradiť wollastonitom. Vlastná zložka oxidu vápenatého vo wollastonite znižuje teplotu tavenia pece a znižuje emisie výfukových plynov. S pridaním wollastonitu sa rýchlosť tavenia skla zvýši o 1 ~ 2%, lámanie vlákna sa zníži a celá výrobná linka beží stabilnejšie.

Pri výrobe sklenených vlákien a keramických vlákien rieši bod bolesti pri vysokej teplote topenia kremenného piesku, zlepšuje účinnosť tavenia pecí a pomáha továrňam kontrolovať výrobné náklady.

Ako ekologická anorganická vláknitá surovina sa wollastonit široko a vyspelo používa v doskách z kremičitanu vápenatého, cementovláknitých doskách, protipožiarnych zvukovo izolačných paneloch a iných stavebných materiáloch.

Po zapracovaní získajú dosky lepšiu odolnosť proti nárazu, pevnosť v ohybe a odolnosť proti opotrebovaniu. Hotové výrobky kombinujú viaceré výhody vrátane odolnosti proti korózii, zvukovej izolácie, tepelnej izolácie, požiarnej odolnosti a elektrickej izolácie.

Okrem troch hlavných oblastí uvedených vyššie sa wollastonit vo veľkej miere používa na keramické glazúry, žiaruvzdorné materiály, práškové granulované formy, spotrebný materiál na zváranie, izolačné materiály a ďalšie priemyselné odvetvia.

Názov „wollastonit“ formálne zaviedol J. Léman v roku 1818 pri opise vzoriek hornín. Zaujímavosťou je, že už v roku 1793 rakúsky mineralóg Andreas Stütz vo svojom diele Neue Einrichtung der k.-k pomenoval tento minerál „Tafelspath“. Naturalien-Sammlung zu Wien.

Predpokladalo sa, že vzorky hornín použité v týchto prvých štúdiách pochádzajú z oblasti Banátu v Rumunsku, hoci neexistujú žiadne definitívne písomné záznamy. Léman neskôr minerál premenoval na wollastonit na počesť vedeckých príspevkov britského prírodovedca Williama Hyde Wollastona (1766–1828).

Populárne Tagy: wollastonit, Čína výrobcovia wollastonitu, dodávatelia, továreň