水菱鎂石

水菱鎂石(英語:Hydromagnesite[1] 是一種水合碳酸鎂礦物,化學式為Mg5(CO3)4(OH)2•4H2O。 它通常與含鎂礦物(如蛇紋石或[[水鎂石)的風化產物有關。 它在超鎂鐵岩和蛇紋岩中以結殼和脈狀或裂縫充填的形式出現,並出現在熱液蝕變的白雲岩大理石中。水菱鎂石通常以洞穴和「月乳」的形式出現在洞穴中,由滲出富鎂岩石的水沉積而成。 它是繼方解石文石之後最常見的洞穴碳酸鹽[[2]。 這種礦物在大約 220 °C 至 550 °C 的溫度範圍內發生熱分解[3][4],然後釋放出水和二氧化碳,並留下氧化鎂殘留物。 水菱鎂石呈小球狀,具灰白色條痕色,晶體玻璃光澤,透明,集合體珍珠光澤,密度2.13-2.235g/cm3,解理{010}完全,{100}中等。它於 1836 年首次在新澤西州霍博肯被發現[5]

水菱鎂石
水菱鎂石球標本地點:Jewel Cave National Monument
基本資料
類別碳酸礦物
化學式Mg
5
(CO
3
)
4
(OH)
2
 · 4H2O
戴納礦物分類16b.07.01.01
晶體空間群P21/c
性質
分子量467.64 g/mol
顏色無色或白色
晶系[[單斜晶系 ]]
解理解理{010}完全,{100}中等
斷口不平
韌性/脆性
莫氏硬度3.5
光澤玻璃光澤
條痕灰白色
透明性透明
比重2.16–2.2
光學性質雙軸(+)
折射率nα = 1.523 nβ = 1.527 nγ = 1.545
雙折射δ = 0.022

土耳其南部鹼性(pH 值大於 9)淡水湖 (Salda Gölü) 中的疊層石,其水菱鎂石是被矽藻和藍藻沉澱出結晶而成[6]

用途

它最常見的工業用途是與矽鎂石混合物作為阻燃劑[7][8] [9] .水菱鎂石吸熱會分解[3][4],釋放出水和二氧化碳,留下氧化鎂殘留物。 初始分解開始於約 220 °C,這就使它非常適用作聚合物中的填料,而且比最常用的氫氧化鋁阻燃劑好[10]

熱分解

水菱鎂石分三個階段熱分解,並釋放出水和二氧化碳[3][4]。 第一階段從大約 220 °C 開始,是釋放出四個結晶水分子。 隨後在約 330 °C 時,氫氧根離子分解為水分子。 最後,在大約 350 °C 時開始釋放二氧化碳。 根據加熱速率,二氧化碳的釋放可以進一步分為兩個階段[4]


水菱鎂礦的 SEM 顯微照片。顯示片狀晶體形態 標本地點:加拿大不列顛哥倫比亞省阿特林附近的水菱鎂礦-菱鎂礦礦產地

參考文獻

  1. ^ Warr, L.N. (2021). "IMA–CNMNC approved mineral symbols". Mineralogical Magazine. 85 (3): 291–320. Bibcode:2021MinM...85..291W. doi:10.1180/mgm.2021.43. S2CID 235729616.
  2. ^ Handbook of Mineralogy
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Hollingbery, LA; Hull TR (2010). "The Thermal Decomposition of Huntite and Hydromagnesite - A Review". Thermochimica Acta. 509 (1–2): 1–11. doi:10.1016/j.tca.2010.06.012.
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 Hollingbery, LA; Hull TR (2012). "The Thermal Decomposition of Natural Mixtures of Huntite and Hydromagnesite". Thermochimica Acta. 528: 45–52. doi:10.1016/j.tca.2011.11.002.
  5. ^ Webmineral data
  6. ^ Braithwaite, C.; Zedef, Veysel (1996). "Living hydromagnesite stromatolites from Turkey". Sedimentary Geology. 106 (3–4): 309. Bibcode:1996SedG..106..309B. doi:10.1016/S0037-0738(96)00073-5.
  7. ^ Hollingbery, LA; Hull TR (2010). "The Fire Retardant Behaviour of Huntite and Hydromagnesite - A Review". Polymer Degradation and Stability. 95 (12): 2213–2225. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2010.08.019.
  8. ^ Hollingbery, LA; Hull TR (2012). "The Fire Retardant Effects Huntite in Natural Mixtures with Hydromagnesite". Polymer Degradation and Stability. 97 (4): 504–512.
  9. ^ Hull, TR; Witlowski A; Hollingbery LA (2011). "Fire Retardant Action of Mineral Fillers". Polymer Degradation and Stability. 96 (8): 1462–1469. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2011.05.006. S2CID 96208830.
  10. ^ Rothon. R., Particulate-Filled Polymer Composites, 2nd Edition, 2003