Волластонит

Цвет волластонита белый с сероватым или буроватым оттенком. Минерал отличается химической чистотой, содержит незначительное количество примесей в виде оксидов марганца, железа и титана. Волластонит не растворяется в воде и органических растворителях, но реагирует с соляной кислотой. Минерал был назван в честь английского химика Уильяма Волластона (1766—1828). Сегодня он широко используется в США, Китае и других странах как заменитель вредного для здоровья (из-за своего канцерогенного эффекта) асбеста. Волластонит применяется в качестве добавки-наполнителя в пластмассах, в цветной металлургии, в шинной, асбоцементной и лакокрасочной промышленности, в производстве керамики. Используется волластонит и в автомобилестроении: он входит в состав наполнителя для ряда важных узлов автомобиля: тормозных колодок, подшипников скольжения, применяется в антикоррозийных покрытиях. Волластонит входил в теплоизоляционную обшивку космического корабля «Буран». Незаменим этот минерал при герметизации подземных сооружений, так как позволяет формировать такую структуру производимого герметика, которая пропускает воздух, но задерживает воду. Волластонит образуется при контактовом и глубинном региональном метаморфизме известняков. Чаще всего встречается на контакте известняков с магматическими породами, где образует значительные скопления. В состав волластонита входят оксид кальция (СаО) — 48,3 %, диоксид кремния (SiO2) — 51,7 %; иногда в состав входит до 9 % оксида железа(II) FeO.

Wollastonite обычно встречается как общий компонент термически метаморфизованного нечистого известняка, он также может возникать, когда кремний возникает из-за метаморфизма в контактно измененных известковых отложениях или из-за загрязнения во вторгшихся вулканических породах. В большинстве этих случаев это результат следующей реакции между кальцитом и кремнеземом с потерей углекислого газа: CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2 Волластонит также может образовываться в результате реакции диффузии в скарне, он образуется, когда известняк в песчанике метаморфизируется дайкой, что приводит к образованию волластонита в песчанике в результате внешней миграции Ca.

В чистом CaSiO3 каждый компонент составляет почти половину массы минерала: 48,3% CaO и 51,7% SiO2. В некоторых случаях небольшое количество железа (Fe) и марганца (Mn) и меньшее количество магния (Mg) заменяют кальций (Ca) в минеральной формуле (например, родонит). Волластонит может образовывать серию твердых растворов в системе CaSiO3-FeSiO3 или гидротермальный синтез фаз в системе MnSiO3-CaSiO3.

Wollastonite имеет промышленное значение во всем мире. Он используется во многих отраслях промышленности, в основном на плиточных заводах, которые использовали его в производстве керамики для улучшения многих рабочих параметров, и это связано с его флюсирующими свойствами, отсутствием летучих компонентов, белизной и игольчатой формой частиц. В керамике волластонит уменьшает усадку и выделение газа во время обжига, увеличивает прочность в сыром и обожженном состоянии, сохраняет яркость во время обжига, обеспечивает быстрый обжиг и уменьшает образование трещин, трещин и дефектов глазури. Волластонит используется в цементе, объявленном в 2019 году, который «снижает общий углеродный след в сборном железобетоне на 70%». В металлургии волластонит используется в качестве флюса для сварки, источника оксида кальция, кондиционера шлака и для защиты поверхности расплавленного металла во время непрерывной разливки стали. В качестве добавки к краске он улучшает стойкость пленки краски, действует как буфер pH, повышает ее устойчивость к атмосферным воздействиям, уменьшает блеск, снижает расход пигмента и действует как матирующий и суспендирующий агент. В пластмассах волластонит улучшает прочность на растяжение и изгиб, снижает расход смолы и улучшает термическую стабильность и стабильность размеров при повышенных температурах. Обработка поверхности используется для улучшения адгезии между волластонитом и полимерами, в которые он добавлен. В качестве заменителя асбеста в напольной плитке, фрикционных изделиях, изоляционных плитах и панелях, краске, пластмассах и кровельных изделиях волластонит устойчив к химическому воздействию, инертен, стабилен при высоких температурах и улучшает прочность на изгиб и растяжение. В некоторых отраслях промышленности он используется с различным процентным содержанием примесей, например, в качестве изоляционного материала из минеральной ваты или в качестве декоративного строительного материала. По оценкам, в 2009 году на пластмассы и резину приходилось от 25% до 35% продаж в США, за ними следовали керамические изделия с 20% до 25%; краска от 10% до 15%; металлургические приложения - от 10% до 15%; продукты трения от 10% до 15%; и прочее - от 10% до 15%. Керамические изделия, вероятно, составляют от 30% до 40% мировых продаж волластонита, затем идут полимеры (пластмассы и резина) с 30% до 35% продаж и краски с 10% до 15% продаж. Остальные продажи приходятся на строительство, фрикционные изделия и металлургическое оборудование. Волластонит был изучен на предмет углеродной минерализации для хранения диоксида углерода. Это один из самых быстро реагирующих силикатов, но он может иметь высокие затраты, связанные с хранением углерода.

Крупные месторождения волластонита обнаружены в Китае, Финляндии, Индии, Мексике и США. Менее крупные, но значительные месторождения были обнаружены в Канаде, Чили, Кении, Намибии, Южной Африке, Испании, Судане, Таджикистане, Турции и Узбекистане.