鋯英石的化學(xué)成分、晶體形態(tài)及物理性質(zhì)

鋯英石亦稱鋯石，鋯英石(ZrSiO4)是一種在自然界中穩(wěn)定存在的天然礦物，具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和相穩(wěn)定性，低的熱膨脹系數(shù)和良好的抗熱震性，能耐鋼水及堿性熔渣的侵蝕。鋯英石是硅酸鹽類礦物，按其物理性質(zhì)和化學(xué)成份可分為高型和低型兩個(gè)變種，結(jié)晶完整的晶體多為“高型”；晶體極差或無(wú)晶者為“低型”。由于放射性元素，使得鋯英石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分為高型鋯英石、中型鋯英石和低型鋯英石三種。將其用于特殊場(chǎng)合的高級(jí)耐火材料及陶瓷材料已受到國(guó)內(nèi)外地普遍重視。鋯英石加工需經(jīng)過(guò)破碎、球磨、磁選等工序，使用鋯英石磁選機(jī)對(duì)物料進(jìn)行磁選作業(yè)，磁選后的鋯英石物料加工更加高效方便。

鋯石的主要成分是硅酸鋯，它是提煉金屬鋯的主要礦石。化學(xué)分子式為Zr[SiO4]，可含微量元素Mn、Ca、Fe、Mg、Al、P、Hf及放射性微量元素U、Tu等。這些放射性元素釋放出α粒子，α粒子不斷撞擊晶格使晶格遭受破壞。這種破壞使得鋯石的結(jié)晶程度降低，其物理性質(zhì)也隨之改。鋯英石屬四方晶系，晶體通常呈四方雙錐狀、柱狀和板狀，其理論組成為w（ZrO2）=67.2%和w（SiO2）=32.8%

鋯英石晶體屬四方晶系的島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物。晶體形態(tài)呈四方柱、四方雙錐或復(fù)四方雙錐的聚形組成的短柱狀晶形，集合體呈粒狀；鋯石的晶體屬四方晶系，a0=0.662nm，c0=0.602nm；Z=4；晶體呈四方雙錐狀、柱狀、板狀，且形態(tài)與成分密切有關(guān)；主要單形：四方柱m、a，四方雙錐p、u，復(fù)四方雙錐x；可依成膝蓋狀雙晶；可與磷釔礦成規(guī)則連生。

鋯英石物理性質(zhì)顯著，硬度“高型”7–7.5；“低型”6。密度“高型”4.6–4.8克/立方厘米；“低型“3.9–4.1克/立方厘米；具較強(qiáng)的脆性；熔點(diǎn)2340–2550℃；氧化條件下，在1300–1500℃穩(wěn)定；1550–1750℃分解，生成ZrO2SiO2；線性熱膨脹系數(shù)5.0 10–6/℃（200–1000℃），且耐熱震動(dòng)，穩(wěn)定性良好；高溫下不與Cao、SiO2、C、Al2O3等反應(yīng)，抗腐蝕能力強(qiáng)，不粘鋼水。

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