4口kvm切换器:如何合成工业矿物电气石

国内外电气石开发研究现状及应用前景展望
引言
电气石(T ourm cline)是电气石族矿物的总称。
化学成分较复杂.是以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、
锉的环状结构硅酸1hm,.矿物.结构式为N a( M g, Fe,
M n, 1,i, Al) }A16 }Si60,} ) }T30})}(OH, F) 4。根据不I }J
的类质同象.可分为铁电气石、镁电气石和锉电气
石。电气石晶体结构为二方晶系.对称型为1.}3>?.
晶体常呈短柱状、长柱状或针状(柱而有纵纹.横断
而呈球而二角形.集合体呈针状、纤维状或放射状).
有时呈粒状或隐晶质块状.颜色随成分nu异.有黑色
(含F e)、红色(富含Mn ,Li ,as}、褐黄色(含Cr).无
色透明的少见;玻璃光泽，硬度7 } 7. 5，无解理，密
度2. 9} 3. 5g/ cm}，具有热电性与压电性，是一种典
型的高温气成矿物。电气石主要产」几伟晶岩和气成
高温热液矿床中，与绿柱石、黄玉、锉石母、独居石等
共生，也见」几变质岩和砂矿中。
电气石主要生产国有前苏联、美国、缅甸、巴西
等国家，非洲也是盛产电气石的地区，我国电气石资
源主要分布J几新疆、内蒙占、石南、吉林、山东等省区
伟晶岩发育地区。
电气石作为一种新型的工业矿物，在环保、电
r、医药、化工、轻工、建材等领域，山」几矿物独特的
性质及产品的高附加值，受到世界各国的普遍重视。
随着开发应用与工艺技术研究的深入，现己取得了
较大的发展，展现出广阔的应用前景。
2电气石开发研究现状
2. 1国外电气石的开发研究概况
19s9年，日木学者I< ubo首次发现了电气石存
在自发电极、电气石微粒周围存在静电场现象，他对
电气石微粉的电场效应展开了一系列应用研究，山
此兴起了电气石在环境、人体保健领域的研究新热
潮。此后，日木、美国等国学者纷纷开始了这方而的
应用性研究，陆续申请了多项专利。近几年，世界各
地一些科研机构投入庞大资金从南美等地购入电气
石，粉碎成微粒进行多项研究及工业性试验。
在电气石开发研究领域，日、美、韩及一些欧洲
国家处」几领先水平，涉足的领域也很广泛，如电r.
医药、化工、轻工、环保等，其产品有替代洗衣粉的洗
涤球、皮肤和头发洗涤剂、化妆品填料、污水处理剂
(装置)、浮尘吸收剂、人造纤维等，日木科技界将电
气石广泛用」几环保、医疗、日用化工、塑料、建筑装
满、国防、负离t发生装置、健康衣料及保健品、化妆
品、卷烟、配药、汽车、涂料、改良上壤、水质处理、净
化空气以及屏蔽电磁辐射等高科技领域。
2.1.1水处理研究方而
电气石具有热电性与压电性，能吸附空气中的
细小灰尘，同时还可以增强饮水活性，从nu可用」几饮
用水活性化、污水处理、农作物施喷等领域。
电气石矿物在水中的zet电位一20. sss}V,
山」几轻基化表而的存在，通过静电相互吸引可与水
中的阴阳离r发生作用，山」几自发极化效应，在电气
石的周围存在着以。轴轴而为两极的静电场，Fo=
P,/ 2 }o。据V oigt给出的P*值，得到Fo= 6. 2 X
106V/m o静电场随着远离中心迅速减弱，F,.= ( 2/
3) F_了al r少3，式中“为电气石微粒半径，:为距中
心的距离，山此可知，在电气石表而厚度十几微米范
围内存在10'最高值)一104V/ m的高场强，在静电
场的作用卜，水分r发生电解，形成H十和OH-,H十
和水分r结合形成活性分rH}0十，活性分r具有
极强的界而活性，可以吸引水中的杂质、污垢，起到
净化水源的作用;OH一和水分r结合形成负离r，
可以增加空气中的负}离 f数，改善人们的生活环境。
2. 1. 2去1:}J净化研究方而
根据电气石与水的作用机理，电气石可作为各
种洗衣粉、洗涤剂的替代品，如制造含有电气石颗粒
的无磷远红外陶瓷洗衣球，在洗衣过程中，反射的远
红外线作用」几水分r，使水分r获得能量，产生大量
活性氧及负i离 J "，利用界而活性化原理，洗去衣物上
的字，垢。如具抗菌、防霉、杀虫、除臭目_放射红外线
的合成陶瓷，其组成为:20%一30%的蛇纹石、15%
一25%的菱镁矿、20%一30%的角闪石、15%一25 %
的硅石、3%一7%的电气石和3%一7%的凝灰岩，
该合成陶瓷属碱性，pH为常数，放射红外线、产生负
离r、分解成氨、驱散蚊虫，可用」几清洗浴室或卫生
间除臭。
2. 1. 3医疗保健研究方而
山」几电气石能够将有去电磁波转化为对人体无
去的远红外线，可制成各种防护器，用」几电脑操作
室、电弧操作间、变电所等各处，以及电视机、游戏
机、手机等各种电气防护器设备上。还可用」几促进
血_液循环和新陈代谢、解除疲劳，以及抗菌、除臭、防
霉、防蛀、抗静电性能、足部按摩、加快康复等医疗保
健方而。如用」几提高血_液循环的保健鞋，该鞋中含
有电气石薄片，置」几鞋底的边缘或鞋主体的相应地
方，电气石薄片在红外辐射卜产生电刺激，从Ifn促进
腿部和脚部的血_液循环;含有电气石颗粒的驻极合
成纤维，电气石粒r与合成纤维质量比为0.5%}
2%，电气石颗粒最大直径0. 21}m，平均直径
0. 15um或更小，其优l从是电气石颗粒很容易均匀
分散」几合成纤维中，用」几服装尤其是体育运动的纤
维服装中，可以产生高活性离r，改善血_液循环，使
人精力日王盛。
2. 1. 4填料研究方而
电气石矿物的颜色较深，用硅烷偶联剂表而改
性后，可作为填料用」几不透明橡塑材料中。如电气
石与塑料原料和润滑剂通过一定的比例混合在一
起，在挤压机中挤压均匀7{发酵，然后注满形成念珠
形、环形等，应用在塑料工业中的很多产品里，具有
一定的优势。如用聚苯乙烯或含有聚苯乙烯的共聚
物与平均直径为0. lum至lmm的电气石颗粒相混
合，加热成型制取的复合物，具有产生良好的l离r作
用，用」几食品保鲜、除臭灭菌、电磁波消减等工业领
域。
2. 1. 5声电材料研究方而
山」几电气石矿物具有压电性能，即在压力或张
力的作用卜能激起表而荷电，如果将其置」几外电场
中，电气石晶体将相应地发生{T}I}展或收缩。当外电
场为一交变电场时，将随着电场的变号Ifu同步地交
替发生{T}I}展和收缩，亦即发生其振动频率与电场频
率相同的机械振动。这一特性被广泛地应用」几无线
电工业中，电气石可用作无线电工业用的波长调整
器，偏光仪中的偏光片。结晶完好、无弯曲、无裂纹
的电气石.可用作测定空气和水中冲压用的压电计.
还可用」几声呐兀件、测试材料的标准、仪器和工业设
备上的兀器件等。如用J几皮肤表皮的发电控制器.
设计成允许光线通过药品的附近区域.在光射方向
引导出波动场。现行控制器用」几电疗.也用」几电化
皮肤表皮以刺激神经.这种疗法有望代替针刺、炙
刺、远红外射线疗法。另外还用J几含有抛物柱而反
射镜和含有电流输出的电气石晶体电动传感器。
z.1.6涂层涂料研究方而
在远洋船只的船身涂料中掺入电气石微粉.能
吸附阴离I, -JI目_通过对水的电解形成一单分r膜.
可阻止海洋生物如贝类、藻类附着在船体上生长.从
Ifn避免了有去的涂料对海洋环境的破坏。根据电气
石的性能.超细电气石可作具有防锈性能的涂料填
料。涂料中的电气石颗粒产生弱电流.吸附在表而
的水分r通过弱电流作用进行电解.合成的OH-与
水分r结合形成H}02.它是一种表而活性剂.通过
表而活性剂污锈与水分r进行结合.7{从表而脱落。
该产品具有较好的防锈性能.可用」几建筑、船舶等行
业。
作为移动电话、家用电器等涂层的涂料.将3%
一20%的电气石加在100%的PV C中.有益」几身心
健康.用」几冰箱中具有食品保鲜、杀菌和除臭作用。
2,. 1. 7研磨材料研究方而
电气石矿物的硬度大.一般为7. 2.可作为研磨
材料使用.也可以大量利用一些非电r工业用的细
粒电气石.使宝贵的电气石资源得到充分利用。通
过Y'"}合剂把人然的电气石研磨粒r粘接起来.山」几
电气石的高硬度和压电性质.可形成I离型磨抛石.
该磨抛石是山人然电气石的研磨粒r组成.通过Y'"}
合剂粘接.具有较高的加工效率、获得令人满意的加
工表而、安全无污染的工作环境等优l从。抛光时在
金属的涂敷表而不会产生灰尘.可产生适宜」几人体
呼吸的空气离r聚合体.使劳动者恢复疲劳。同时
山」几电气石的硬度大.还可用」几公路的路而建筑料.
将预定细度的电气石铺放在主要路而材料之上.可
减少l:l:J水的停留.使在多雪地区的高速公路利用电
气石路而材料成为可能.提高环境质量。
2.2国内电气石的开发研究概况
与上述国家相比较.我国在电气石的研究与开
发方而有一定的差距.有关电气石综合性和基础性
的研究报道及产品开发较少。我国具有较为1几富的
电气石资源.除作为宝石及科研设备部件外.还有相
当大的资源没有得到开发与利用尤其是黑电气石。
国内电气石属易采易选矿种，品位高、质量好，开发
前景广阔。
过去人们一直将电气石作为宝石矿物对待，对
电气石的非宝石应用研究未被认识，致使大量的不
能作宝石的电气石资源得不到开发利用，或者仅作
为研磨材料原料，或者弃之一边。适用」几作为宝石
的电气石毕竟只是少数，大多数不能成为宝石原料，
所以应大力加强作为工业矿物的深层次利用价值的
研究。电气石作为一种新型的环保矿物，国家有关
部门也在关注这一新兴学科的发展动向，7{给子一
定的支持，在基础理论研究方而，其水平己具有参与
国际学术交流、对话和竞争的能力。在对电气石的
开发利用方式中，尚有许多理论和实践方而的问题
有待研究和探索，同时电气石质量评价工业标准也
有待尽快制定。
目前新疆、山东、云南、广西、江苏等省己有电气
石原矿、晶体(中一晶)、微粉、超细微粉原料供应。在
开发应用研究中，己开发的产品有环保型洗涤球、自
来水净化用陶瓷球、负离子功能纤维、电气石内外墙
涂料和空气除味剂等。
3电气石应用前景展望
电气石矿物作为一种正在被开发的新型资源，
其应用越来越受到世界各国的重视，各种专利技术
越来越多，有电气石的制造方法、电气石陶瓷球的制
造、含电气石颗粒人造纤维的制法等。我们通过对
国内山东省、云南省等不同产地的电气石矿物进行
了化学分析、物性测试、矿物工艺学、作用机理等研
究，结合国内外开发研究的专利和资料，展望新型工
业矿物电气石的以卜主要应用前景。
3. 1环境保护
山」几电气石具有热电性能，能与带电粒子发生
反应，吸附空气中的细小粉尘，可处理工厂废气、净
化水质、处理污水、中和水中的酸碱，可用」几酸RI:!、上
壤酸化治理等。如黑色电气石超细粉，粒度为0. 1
一15um，在。一70 0C温度范围内可应用于水净化、
医药、海水淡化等行业。电气石还可以增强饮水活
性，从而广泛用」几净化空气、饮用水活性化、污水处
理，农作物施喷等领域。
根据电气石在水中的作用机理，结合检索到的
专利材料，采用山东鲁西电气石与黑耀岩、千枚岩等
复合细粒矿物用孰结剂进行粘结，在700~ 12000C
卜烧结。该混合矿物发射出的远红外射线可以用J几
水的净化，还可抗菌除臭。
3. 2保健医疗
电气石可以增强饮用水活性或使空气中负l离f
增加，可广泛应用」几饮用水活性化、农作物施喷水和
净化空气各领域，促进植物生长和人体健康。在己
知的具有永久极性的驻极体矿物中，电气石是永久
性自发电极性最强的，因Ifn其极化矢量不会受到外
部电场的影响,IfuN_电气石能发出波长为4} 14um
的远红外区域的电磁波辐射，影响人体的白血_球活
动，抑制不饱和脂肪酸的过氧化，改善血_液循环，可
广泛应用」几美容、医疗行业，具有巨大潜能。如制造
新型纤维材料，是山超细电气石等矿物组成混合物
料制成合成陶瓷，再山合成陶瓷制得含有电气石等
人然矿物的人造纤维。该人造r}纤维能够释放出活
性l离r，从Ifn具有增强或活化生物体细胞的作用。
含有电气石等人然矿物的人造纤维具有远红外
射线发射、抗菌、除臭、防霉、防蛀和抗静电性能。用
该纤维制成的人体内衣等产品可增加血_液循环、提
高表皮的温度，对人类健康起到了医疗保健作用。
3. 3去污洗涤
电气石能增强水的活性，吸附水中杂质，除去水
中汕字，，可作为各种洗衣粉、洗涤剂的替代品，如制
造的含有电气石颗粒的无磷远红外陶瓷洗衣球，在
洗衣过程中，反射的远红外线作用J几水分r，达成共
振使水分r获得能量，会产生大量活性氧及负l离r，
利用界而活性化原理，与衣物上的污垢发生强烈作
用，从Ifn完成衣物的洗涤，避免化学物质对环境的污
染。
洗涤球产品为洗衣机专用洗衣球，完全可替代
洗衣粉，经试验证明，去污效果较佳，一套洗涤球正
常可洗涤1000公斤衣物。该产品具有很强的杀菌、
除臭、防静电、柔化衣物等作用。洗涤球不溶」几水，
无残留洗涤剂，因Ifn对人身体无去;洗涤水接触皮肤
不仅无过敏反应，Ifu N_有护肤功能;是一种集节水、
节能、环保、保健」几一体的全新概念洗涤用品。
3. 4电磁屏蔽及其他
人体周围许多物体，如手机、电话、微波炉、电脑
都会发出电磁波，对人体造成不同程度的负而影响。
电气石可与空气中的水分r发生反应，形成阴l离r，
中和辐射发出的阳离r，以阻止电磁波的传播。只
要用含电气石微粉的物质做成外壳，就能有效地起
到电磁屏蔽的作用。
此外，电气石还可用」几研磨材料、橡塑填料、涂
层涂料、人造纤维等领域。
4结语
日前，对电气石在应用前景方而的研究还处」几
初步阶段。当前研究的重l从，一方而是进行基础理
论研究，探讨影响电气石的自发极化效应的内部与
外部因素;另一方而是进行应用实践尝试。
随着我国国民经济的发展以及人们生活水平的
提高，对环保、医疗保健等方而的要求会越来越高，
电气石在这些领域所具有的独特作用与效果，以及
较高的附加值，使其具有良好的发展前景。电气石
产品的开发应用必将产生较高的社会效益和经济效
益。