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中文名：菱镁矿
英文名：magnesite
化学组成：MgCO3
结 构：晶粒状或隐晶质致密块状
定义：
菱镁矿是化学组成为MgCO3、晶体属三方晶系的碳酸盐矿物。常有铁、锰替代镁，但天然菱镁矿的含铁量一般不高。1960年，在中国发现的河西石是一种Ni含量高达29.64%的菱镁矿变种。菱镁矿通常呈显晶粒状或隐晶质致密块状，后者又称为瓷状菱镁矿。
菱镁矿是一种碳酸镁矿物，它是镁的主要来源。含有镁的溶液作用于方解石后，会使方解石变成菱镁矿，因此菱镁矿也属于方解石族。富含镁的岩石也会变化成菱镁矿。菱镁矿中常常含有铁，这是铁或锰取代掉镁的结果。菱镁矿白色或灰白色，有玻璃光泽，含铁的菱镁矿会呈现出黄到褐色。如果呈现出晶体就是粒状，如果不显出晶体则是块状。菱镁矿除提炼镁外，还可用作耐火材料和制取镁的化合物。
分类：
(1)矿物组合构造分类。按矿物组合与镁、钙、硅的构造形态把菱镁矿矿石的自然类型划分为纯镁型、硅镁型，钙镁型。
(2)按菱镁矿晶体结晶程度分类。分为结晶菱镁矿和隐晶形菱镁矿两大类。由于成矿条件不同菱镁矿晶体结晶成都不同，按矿物晶体颗粒大小分为细粒、中粒、粗粒、巨粒四种。
分布：
世界上菱镁矿资源分布不平衡，产量最大的国家是中国、俄罗斯、斯洛伐克、奥地利、朝鲜，约占世界总产量的85-90%。
菱镁矿主要分布国家和地区
|
国家和地区 |
储量（亿吨） |
占全球镁资源总量% |
国家和地区 |
储量（亿吨） |
占全球镁资源总量% |
|
中国 |
35.64 |
28 |
土耳其 |
1．2 |
1 |
|
朝鲜 |
30 |
24 |
奥地利 |
0.75 |
0．6 |
|
俄罗斯 |
27 |
22 |
美国 |
0.66 |
0．5 |
|
斯洛伐克 |
12.4 |
10 |
加拿大 |
0.6-1 |
0．5 |
|
澳大利亚 |
7.4 |
6 |
希腊 |
0.3 |
0．2 |
|
巴西 |
6.2 |
5 |
前南斯拉夫 |
0.14 |
0．1 |
|
印度 |
2.4 |
2 |
|
|
|
我国菱镁矿储量及分布
|
地区 |
矿区数 |
已利用矿区数 |
储量万吨 |
占全国总量百分比（%） |
|
辽宁 |
12 |
9 |
305215.7 |
85.63 |
|
山东 |
4 |
2 |
34828.9 |
9.77 |
|
西藏 |
1 |
|
5709.9 |
1.60 |
|
河北 |
2 |
1 |
3265.3 |
0.92 |
|
新疆 |
1 |
|
3110 |
0.87 |
|
甘肃 |
2 |
1 |
3080.2 |
0.86 |
|
四川 |
3 |
1 |
716.6 |
0.20 |
|
安徽 |
1 |
|
332.9 |
0.09 |
|
青海 |
1 |
|
186.9 |
0.05 |
|
全国 |
27 |
11 |
356446.4 |
|
辽宁省的菱镁矿主要分布在海城-大石桥一带，并向东北延伸至岫岩、宽甸以及庄河等地。现已探明的储量为305216万吨，占全国总储量的86%，约是世界菱镁矿总储量的24.61%。经地勘单位勘查并上储量表的矿区有12个，各矿区菱镁矿储量见表。此外还有一些地区，如海城市的范家峪、接文、孤山子;岫岩的三家子、韭菜沟;凤城的青城子、四门子、刘家河、鸡冠山、宝山;宽甸的长甸、永甸、红石砬子、大西岔;辽阳的吉洞峪 、五官山、东山、大安口;盖州的团山以及桓仁、新宾、庄河等地区也都有菱镁矿资源，在全国探明的27个矿区中，菱镁矿平均品位MgO≥46%的12个矿区都集中在辽宁省。在辽宁省菱镁矿的全部保有储量中MgO≥46%的储量占了一半以上，其中MgO≥47%的菱镁矿储量也有600万吨。
辽宁省主要菱镁矿床及储量
|
编号 |
矿区名称 |
矿石质量（%） |
保有储量（万吨） |
累计探明储量（万吨） |
勘查阶段 |
利用情况 |
备注 |
|
|
MgO |
CaO |
|||||||
|
1 |
下房身镁矿 |
46.56 |
0.74 |
25815.1 |
28600.9 |
详查 |
开采 |
海城镁矿耐火材料总厂 |
|
2 |
金家堡子镁矿 |
46.33 |
0.99 |
34788.7 |
35598.6 |
详查 |
开采 |
|
|
3 |
王家堡子镁矿 |
46.45 |
0.81 |
24192.5 |
24192.5 |
详查 |
近期利用 |
|
|
4 |
杨家堡子镁矿 |
46.0 |
0.78 |
444.8 |
523.1 |
初查 |
停采 |
|
|
5 |
海城桦子峪镁矿 |
44.56 |
1.1 |
76413.7 |
78198.2 |
详查 |
开采 |
大石桥镁矿耐火材料总厂 |
|
6 |
大石桥青山怀镁矿 |
41.61 |
5.5 |
36255.4 |
40401.2 |
详查 |
开采 |
|
|
7 |
海城祝家菱镁矿 |
46.26 |
0.97 |
19981.2 |
20075.7 |
详查 |
开采 |
|
|
8 |
抚顺佟家街菱镁矿 |
44.95 |
1.46 |
208.1 |
276.2 |
详查 |
近期利用 |
|
|
9 |
抚顺上年马洲菱镁矿 |
45.22 |
1.99 |
28846.2 |
29355.0 |
初查 |
开采 |
|
|
10 |
岫岩王家堡子菱镁矿 |
46.75 |
0.84 |
3355.4 |
3540.9 |
初查 |
开采 |
|
|
11 |
营口高庄平二房菱镁矿 |
45.75 |
2.18 |
73928 |
82754 |
初查 |
开采 |
|
|
12 |
营口圣水寺菱镁矿 |
46.58 |
0.63 |
19793.7 |
20302.5 |
详查 |
开采 |
|
|
13 |
辽宁省菱镁矿总量 |
|
|
291019.8 |
305215.7 |
|
|
|
1、储量高度集中，大中型矿床多。我国菱镁矿储量主要集中在辽宁和山东两省，两者保有储量合计占全国总量的98.65%。探明的27个矿床，大型矿床即达11个，其储量占全国总量的94.63%;中型矿床6个，其储量占全国总量的2.81%，大、中型矿床储量合计占全国总量的97.44%。
2、矿石质量优良，容易开采。我国菱镁矿矿石质地优良，氧化镁含量一般为46～47.26%，在国际市场上具有很强的竞争力。晶质菱镁矿占全国总量的93%。据统计，矿石中MgO﹥43%的一、二级品的储量占总储量的53%，其中一级品(含特极品)矿石储量11.7亿吨，占总储量的37.6%;二级品4.8亿吨，占15.4%。我国菱镁矿绝大部分易于开采，可露采储量占全国总储量的97%。
3、以碳酸盐岩型矿床为主。全国27处菱镁矿矿床，有21处属镁质碳酸盐地层中层控晶质菱镁矿，这种矿床规模大，质量优良，具有重大的工业价值，其保有储量占总量的90%以上;属于超基性岩中热液交代与风化淋滤型的菱镁矿有2处;另外还有3处与铁矿和滑石矿共生的菱镁矿。
4、勘探程度高，利用程度也高。在全国27处菱镁矿矿区中，达到勘探程度的有12处，保有储量占全国总量的87%;达到详查程度的矿区10处，保有储量占总量的7%;达到普查程度的矿区有5处，保有储量占总量的6%。在全国27处矿区中，以开发利用的有18处，其储量占全国总量的95%以上。
理化性质：
菱镁矿(Magnesite)的化学组成为MgCO3，相对分子质量84.31，主要成分为MgO，次要成分为CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3。MgO的含量一般为35%～47%;CaO含量0.2%～4%;SiO2 含量0.2%～8%;Fe2O3 和Al2O3的含量一般在1%以下。菱镁矿难溶于水，在酸中溶解缓慢。菱镁矿可分为晶质菱镁矿和非晶质菱镁矿两种。晶质菱镁矿为菱面体结晶，为三方晶系;非晶质菱镁矿为胶体形态。两种菱镁矿的物理性质见表2-4。菱镁矿抗压强度：平行层面136.7MPa，垂直层面121.1MPa;抗拉强度：平行层面4.5MPa，垂直层面5.1MPa;抗剪强度：平行层面12.3MPa，垂直层面15.1MPa;一般分解温度700℃，并伴有很大的体积收缩，至1000℃时分解完全。生成轻烧MgO，质地疏松、化学活性很大。继续升温，MgO体积收缩，化学活性减小，密度增加。同时菱镁石中CaO，SiO2，Fe2O3等杂质与MgO逐步生成低熔点化合物。至1550℃~1650℃时，MgO晶格缺陷得到校正，晶粒逐渐发育长大，组织结构致密，生成以方解石为主要矿物的烧结镁砂。菱镁矿石在煅烧过程中各种物相及其变化见下表。
菱镁矿石在煅烧过程中各种物相及其变化
|
温度/℃ |
主要物相及变化 |
次要物相 |
|
500～600 |
菱镁矿晶粒出现裂纹，沿裂纹出现均质的氧化镁 |
|
|
600～800 |
于650℃~700℃菱镁矿结构完全破坏，氧化镁局部呈现非均质性 CF逐渐转变成C2F，并转变成含Ca的硅酸盐 |
|
|
800～1100 |
C2S和部分CMS |
镁铁矿MF |
|
1100～1200 |
方镁石小颗粒和在方镁石中形成微小的MF |
|
|
＞1200 |
CMS和Mg2F |
固溶体 |
|
1400～1700 |
1350℃进入液相烧结阶段，由杂质CaO，Fe2O3，SiO2形成的物相已经完毕，1400℃ ~1700℃仅是结晶相的长大过程 |
|
菱镁矿是镁质材料的重要原料。目前主要用于镁质耐火材料原料和制品;其次用于煅烧镁做胶凝材料;用于冶金熔剂，防热、保温、隔音等建筑材料;用电解法、还原法、氟化法等可以从菱镁矿中提取出金属镁、制取镁合金，广泛用于军事工业和国防尖端技术，还可用于机械制造、汽车、纺织、建筑、电子、光学机械、轻工等方面，此外，还大量用于制造照明弹、燃烧弹、化学药品及闪光灯等方面。低品位菱镁矿可作为镁质化工材料的原料，通过碳化法、甲酸浸法、水化法等制取轻质碳酸镁、工业氧化镁、氢氧化镁等化工产品。
菱镁石的化学式为MgCO3，相对分子质量为84.31，主要成分MgO，次要成分CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3。菱镁石中杂质的多少以及他们的存在状态，直接影响其使用性能。一般从化学组成、矿物组成来分析。其简要情况如下：
1、矿石的化学成分
菱镁石的主要杂质为Si、Ca、Fe、Al等成分，其中Si主要是以块状或条带状石英和绿泥石赋存，Ca主要存在白云石内，Fe则是利用晶格取代的形式赋存在其中，还有Al则是存在绿泥石中。
2、矿物组成及主要特征
(1)菱镁石为主：MgCO3，以块状、不规则状产出，其中有杂质成分伴生和镶嵌于其中。
(2)石英：SiO2，SiO2在菱镁石中大多以粒状、条带状分布于方镁石的晶界裂缝和镶嵌其中。
(3)白云石：CaMg(CO3)2，化学组成：CaO25.75%~33.43%，MgO21.08%~23.83%，CO242.84%~53.17%，白云石常以粒状、块状以及块粒集合体的状态呈现，并沿菱镁石裂隙以脉状充填穿插，对菱镁石有交替作用，二者有时共生生长。
(4)绿泥石：(Mg,Fe)5Al[AlSi3O10](OH)8，绿泥石在菱镁石矿石内多以斜绿泥石为主，主要分布于间隙填充其中，菱镁石有害元素Al主要存在于绿泥石。
(5)游离铁矿物：通过扫描电子显微镜看能看到的矿物主要就是磁铁矿，但是用X射线衍射分析时并不能直接检测其成分，主要是由于铁以晶格取代的形式固溶在菱镁石中。
镁砂是目前公认的最普遍的耐火材料，在钢铁冶金行业、有色金属行业、建筑能源行业、石油化工行业以及国防电子等基础领域均有广泛的应用，是最根本的原料之一，也是高温行业必可不少的支撑材料。高温材料工业的飞速发展，与耐火材料的发展密不可分。
菱镁石中MgO的含量直接决定了镁质制品的使用性能，如何提高MgO含量成为提高制品使用性能的关键问题。目前，人们采取不同的选矿提纯方法来提高菱镁石的纯度，其中常见的有手选、热选、浮选、光电选、磁选、重选及化学选等方法。其中热选法可以根据轻烧后菱镁石与杂质矿相易磨性不同，在细磨过程中分级选矿提纯。菱镁石是生产轻烧镁粉、烧结镁砂、电熔镁砂、氢氧化镁等最重要的基础材料，广泛应用在耐火材料行业和环保等重要领域，其中镁砂是应用最广泛的耐火原料。
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