Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Бір тізбекті кальций инозиликаты (CaSiO3)
Single chain calcium inosilicate (CaSiO3)
Волластонит – кальций инозиликаты минералы (CaSiO3), құрамында кальций орнына темір, магний және марганецтың шағын мөлшерде болуы мүмкін. Көбінесе ақ түсті болады. Ол таза емес әк тас немесе доломит жоғары температура мен қысымға түскенде пайда болады, бұл кейде кремнийлі сұйықтықтардың қатысуымен, мысалы, скарндарда немесе метаморфты тау жыныстарымен жанасуда кездеседі. Оның құрамында гранат, везувианит, диопсид, тремолит, эпидот, плагиоклаздық фельдшпат, пироксен және кальцит сияқты минералдар кездеседі. Ол ағылшын химигі және минералогы Уильям Хайд Волластонның (1766–1828) құрметіне аталған. Пироксендер тобының минералдарының құрамына химиялық тұрғыдан ұқсас болғанымен – онда магний (Mg) және темір (Fe) кальцийді алмастыру тиісінше диопсид және геденбергитпен аяқталады – ол құрылымдық жағынан өте ерекше, себебі байланысқан тізбекте екі SiO4(4) тетраэдрге қарағанда үшінші SiO4(4) тетраэдры болады.
Wollastonite is a calcium inosilicate mineral (CaSiO3) that may contain small amounts of iron, magnesium, and manganese substituting for calcium. It is usually white. It forms when impure limestone or dolomite is subjected to high temperature and pressure, which sometimes occurs in the presence of silica bearing fluids as in skarns or in contact with metamorphic rocks. Associated minerals include garnets, vesuvianite, diopside, tremolite, epidote, plagioclase feldspar, pyroxene and calcite. It is named after the English chemist and mineralogist William Hyde Wollaston (1766–1828). Despite its chemical similarity to the compositional spectrum of the pyroxene group of minerals—where magnesium (Mg) and iron (Fe) substitution for calcium ends with diopside and hedenbergite respectively—it is structurally very different, with a third |SiO4(4 ) tetrahedron in the linked chain (as opposed to two in the pyroxenes).
Өндірістің дамуы
2021 жылы шикі волластонит кенінің әлемдік өндірісі 1 200 000 тоннаны құрады. Әлемдік волластонит қоры 100 миллион тоннадан аспайды деп есептеледі, бірақ кейбір кен орындары әлі зерттелмеген. Волластониттің негізгі өндірушілері – Қытай, Үндістан, АҚШ, Мексика және Финляндия. Америка Құрама Штаттарында волластонит Нью-Йорк штатының Уиллсборо қаласында (жергілікті волластонитті зерттеу үшін алғашқы зертхана 1940 жылдары Нью-Йорк штатының Эссекс қаласында Кёрт Бернхам құрған. Алғашқы зертхана ғимараты бүгінгі күнге дейін тұрғын және коммерциялық ғимарат ретінде сақталған) және Гувернер қаласында өндіріледі. Солтүстік-Батыс Мексикада да кен орындары коммерциялық мақсатта қазылған. 2008 жылы шикі волластониттің бағасы бір тоннасына 80-ден 500 АҚШ долларына дейін ауытқыды, бұл елге және ұнтақ бөлшектерінің мөлшері мен пішініне байланысты болды. Топыраққа волластонит қосылғанда органикалық көміртегінің минералдануы жеделдеді.
Estimated world production of crude wollastonite ore was 1,200,000 tonnes in 2021. World reserves of wollastonite are estimated to exceed 100 million tonnes, though some existing deposits have not been surveyed. Major producers of wollastonite include China, India, the United States, Mexico, and Finland. In the United States, wollastonite is mined in Willsboro, New York (the first laboratory for local wollastonite research was in Essex, New York by Koert Burnham in the 1940s. The original laboratory building still exists as a residential & commercial building) and Gouverneur, New York. Deposits have also been mined commercially in North Western Mexico. The price of raw wollastonite in 2008 varied between US$80 and US$500 per tonne depending on the country and size and shape of the powder particles. Addition of wollastonite to soil stimulates organic carbon mineralization.
Керамика
Воластонит керамика өндірісінде қоспа ретінде маңызды өнеркәсіптік қолданысқа ие. Керамикада воластонит қыздыру кезінде ықшамдалуды және газ бөлінуді азайтады, жасыл және қыздырылған күйдегі беріктікті арттырады, қыздыру барысында ақ түсін сақтайды, жылдам қыздыруға мүмкіндік береді, сондай-ақ жарықтардың, жарықтардың пайда болуын және глазурьдегі ақауларды азайтады.
Wollastonite has industrial importance in ceramics manufacturing as an additive. In ceramics, wollastonite decreases shrinkage and gas evolution during firing, increases green and fired strength, maintains brightness during firing, permits fast firing, and reduces crazing, cracking, and glaze defects.
Металлургия
Металлургиялық қолданбаларда волластонит дәнекерлеуге арналған ағын ретінде, кальций оксидінің көзі, шлакты жақсартушы және болатты үздіксіз құю кезінде балқыған металлдың бетін қорғау үшін қолданылады.
In metallurgical applications, wollastonite serves as a flux for welding, a source for calcium oxide, a slag conditioner, and to protect the surface of molten metal during the continuous casting of steel.
Бояу
Бояуларға қосылатын волластонит бояу жабынының тұрақтылығын арттырады, pH деңгейін реттегіш ретінде қызмет етеді, ауа райының әсеріне төзімділігін жақсартады, жылтырлығын төмендетеді, пигменттің жұмсалуын азайтады, сондай-ақ бояуды тегістеуге және бояу құрамындағы заттарды тоқтата тұруға көмектеседі.
As an additive in paint, wollastonite improves the durability of the paint film, acts as a pH buffer, improves its resistance to weathering, reduces gloss, reduces pigment consumption, and acts as a flatting and suspending agent.
Пластик
Пластмассаларда волластонит созу және иілу беріктігін арттырады, байланыстырушы заттардың (смоланың) қолданылуын азайтады, сондай-ақ жоғары температурада жылулық және геометриялық тұрақтылықты жақсартады. Волластонит пен оған қосылатын полимерлер арасындағы байланысты күшейту үшін беттік өңдеулер қолданылады. 2009 жылы АҚШ нарығындағы волластонит сатылымының 25-35% пластмасса және резеңке өнімдеріне, 20-25% керамикаға, 10-15% бояуға, 10-15% металлургиялық қолданысқа, 10-15% үйкеліс өнімдеріне және 10-15% басқа да мақсаттарға тиесілі болды. Әлемдік волластонит сатылымының шамамен 30-40% керамикалық өнімдерге, 30-35% полимерлерге (пластмасса және резеңкеге), ал 10-15% бояуға қарасты. Қалған сатылымдар құрылыс, үйкеліс өнімдері және металлургиялық қолданыс салаларында жүзеге асты.
In plastics, wollastonite improves tensile and flexural strength, reduces resin consumption, and improves thermal and dimensional stability at elevated temperatures. Surface treatments are used to improve the adhesion between the wollastonite and the polymers to which it is added. Plastics and rubber applications were estimated to account for 25% to 35% of U. S. sales in 2009, followed by ceramics with 20% to 25%; paint, 10% to 15%; metallurgical applications, 10% to 15%; friction products, 10% to 15%; and miscellaneous, 10% to 15%. Ceramic applications probably account for 30% to 40% of wollastonite sales worldwide, followed by polymers (plastics and rubber) with 30% to 35% of sales, and paint with 10% to 15% of sales. The remaining sales were for construction, friction products, and metallurgical applications.
Орналастырғыш заттар
Көптеген волластонит өнімдерінің ине тәрізді құрылымы оған керамикалық талшық, шыны талшық, болат талшық және арамид, полиэтилен, полипропилен және политетрафторэтилен сияқты бірнеше органикалық талшықтар сияқты басқа ине тәрізді материалдармен бәсекелесуге мүмкіндік береді, мұнда өлшемдік тұрақтылықты, иілу модулін және жылу деформациясына төзімділікті арттыру мақсатында қолданылады. Волластонит сонымен қатар пластиктерге иілу беріктігін арттыру үшін қосылатын каолин, мика және талк сияқты талшықты емес минералдармен немесе тау жыныстарымен, сондай-ақ пластиктерге өлшемдік тұрақтылықты сыйлайтын барит, кальций карбонаты, гипс және талк сияқты минералдармен де бәсекелеседі. Керамикада волластонит карбонаттармен, фельдспатпен, әкпен және кремниймен кальций мен кремнийдің көзі ретінде бәсекелеседі. Оның керамикада қолданылуы керамикалық массаның құрамына және қыздыру әдісіне байланысты. Волластонит бір кезде пироксендер тобына жатқызылған, себебі екі топтың да Si:O = 1:3 қатынасы болған. Бірақ 1931 жылы Уоррен мен Биско волластониттің кристалдық құрылымы пироксендер тобының минералдарынан ерекшеленетінін көрсетті және осы минералды пироксеноидтар деп аталатын топқа жатқызды. Бөлме температурасындағы шыныдағы ең жақын Ca O координациясы 6,0(2) болса, 1700 °C сұйықтықта 5,0(2) дейін төмендейді, бұл ұзын Ca O көршілерінің санының артуымен сәйкес келеді.
The acicular nature of many wollastonite products allows it to compete with other acicular materials, such as ceramic fiber, glass fiber, steel fiber, and several organic fibers, such as aramid, polyethylene, polypropylene, and polytetrafluoroethylene in products where improvements in dimensional stability, flexural modulus, and heat deflection are sought. Wollastonite also competes with several nonfibrous minerals or rocks, such as kaolin, mica, and talc, which are added to plastics to increase flexural strength, and such minerals as barite, calcium carbonate, gypsum, and talc, which impart dimensional stability to plastics. In ceramics, wollastonite competes with carbonates, feldspar, lime, and silica as a source of calcium and silicon. Its use in ceramics depends on the formulation of the ceramic body and the firing method. Wollastonite was once classed structurally among the pyroxene group, because both of these groups have a ratio of Si:O = 1:3. In 1931, Warren and Biscoe showed that the crystal structure of wollastonite differs from minerals of the pyroxene group, and they classified this mineral within a group known as the pyroxenoids. The nearest neighbor Ca O coordination decreases from 6.0(2) in the room temperature glass to 5.0(2) in the 1700 °C liquid, coincident with an increasing number of longer Ca O neighbors.