摘要：长石是一种常见的矿物，在地壳中比例高达60%。同时，因其硬度高，在摩擦材料行业中常用来做增摩填料，增摩效果显著。

　　关键词：长石、来源、分类、特性、应用、摩擦材料、填料

　　Talk About Feldspar And Its Application

　　Wen Yi

　　(Qing Yuan Boer Fibre Co.,Ltd. 511533)

　　Abstract: Feldspar is a common mineral in the earth’s crust, and with a high percentage which up to 60%. Meanwhile, because of its high hardness, it has been used as filling which can increase friction and also made a significant effect in the friction material industry.

　　Key Words: feldspar, source, classification, characteristic, application, friction material, filling

　　一.矿物名称：长石(Feldspar)

　　1.名称来源：英文中的长石——Feldspar源于德语Feld, "field", and Spath, 构词意义是"岩石不包含矿物"。

　　2.标准定义：长石是一种造岩矿物，它差不多占地壳矿物组成的60%。长石是钾，纳，钙，钡硅酸盐混熔结晶物质，故种类繁多。

　　3.化学通式：M[T4O8]。其中，M为Na、Ca、K、Ba及少量的Li、Rb、Cs、Sr等;T为Si、Al及少量B、Fe、Ge等。

　　4.来源：

　　目前工业上应用最广的长石原料，基本上来源于与花岗岩活动有关的伟晶岩、碱性岩及少量酸岩及少量酸性岩脉。因此，长石的成因范围很小，工业类型比较简单。

　　广泛分布在沉积岩和变质岩中的长石，几乎是无法分离应有的。绝大多数纯净的长石或长石与石英的混合体，主要来源于岩浆的分异产物，如花岗岩、伟晶岩、碱性正长石、霞长石岩等火成岩中。

　　火成岩中所含矿物的相对数量及矿物共生关系与沉积岩不同，它不是任意聚集的，而是遵循着硅酸盐岩浆熔液物理化学分异规律决定的。如：在富含二氧化硅的岩浆中，有霞石存在即生成钠长石，有白榴石存在即生成钾长石，并由此决定了自然界石英和霞石，石英和白榴石绝不共生的规律，其反应式如下：

　　岩浆是一种复杂的熔融体，岩浆矿物的形成是随着岩浆温度的降低逐渐变化的。在岩浆熔体的冷却过程中的不同温度阶段，相应地分异结晶出不同的矿物组合。

　　5.矿床特点：按其分布量来说，本应属于取之不尽用之不竭的原料，只是由于大多数长石粒度小，伴生杂质矿物较多。所以作为工业原料的长石资源，究竟是有限的。长石经风化作用或热液蚀变易转变为高岭石、绢云母、沸石、方柱石、黝帘石、葡萄石、方解石等。

　　二.矿石类型及特性：

　　1.混熔形式：四种简单长石分子混熔组合形式，概括长石矿物在自然界存在的复杂多变状态为：

　　2.长石的成分范围：长石族是由钾长石K[Alsi3O8]、简写Or、熔点(纯)1200℃;钠长石Na[Alsi3O8]、简写Ab、熔点(纯)1100℃;钙长石Ca[Alsi3O8]、简写An、熔点(纯)1000℃一起组成的三元体系混溶相图(Or-Ab-An体系)，如图1所示。

图1 Or–Ab–An体系三元体系混溶相图

(据Wenk et al.,2004)

　　3分类：在自然界中，单分子的纯长石很少，常见的以钾纳长石(正长石)和斜长石分布最广。

　　3.1鉴于长石是成分不定的混熔物，所以一般都根据化学组成和混熔系列进行分类(见表1)。

表1  长石分类简表

　　3.2可按碱性长石、斜长石和似长石分类。

　　3.2.1碱性长石：(K，Na)[Alsi3O8]，碱性岩分钾系和钠系两大类。钾系碱性岩在成因上与酸性岩浆源有关，它包括碱性花岗岩，碱性正长岩、霞石正长岩、碱性正长伟晶岩及碱性岩脉，成分以正长石、微斜长石为主，适于提取工业钾长石;钠系碱性岩在成因上则可能与基性岩浆源有关，成分以钠长石为主，适于提取钠长石。

　　理论上应该为钾长石(Or)K[AlSi3O8]---钠长石(Ab)Na[AlSi3O8]系列，但通常只包括富K端员的的钾长石，也包括以钠长石为主的歪长石。钠长石习惯上归之于斜长石亚族。因此，习惯上将碱性长石系列(除歪长石外)统称钾长石。钾钠长石在风化和热液蚀变后,最容易变成高岭石。其次是变成绢云母和沸石。 纯钾长石矿脉不很多，分布零散，储量不大。

　　钾长石(Or)K[AlSi3O8]根据不同结构状态(有序度)可分为：透长石，正长石，微斜长石。如图2所示Ab-Or体系二元相图随着温度的由高到低：Or端员依次形成透长石、正长石、微斜长石;Ab端员则依次形成高钠长石、中钠长石和低钠长石。

图2 Ab–Or体系的成分–温度图

(据Smith,1947)

　　M-单斜，T-三斜。虚线-性质和严格位置存疑的相界线

　　3.2.2斜长石：

　　斜长石亚族是由钠长石和钙长石两个端员组份组成的类质同像系列，即NaAlSi3O8—CaAl2Si2O8，但常温下在某些区间内并不能相互混溶，形成两相长石的显微连生体，但通常仍不正确地把它看作是完全类质同象系列。本亚族人为地划分成6种：钠长石、奥(更)长石、中长石、拉长石、培长石、钙长石。详见图3 Ab-An体系二元相图。

图3 Ab-An体系的成分-温度图

(据Smith,1974)

　　P-晕长石(Peristerite)连生区; B-Boggild连生区; H-Huttenlocher连生区;

　　斜长石的次生变比较复杂，一般情况最易变成绢云母粘土矿物，经热液作用后常蚀变成钠长石，碳酸盐化，方柱石化和绢云母化。基性长石比酸性长石易于变化，其中钙长石的分子容易分解成黝帘石，钠长石，方解石和绢云母的细粒混合物，地质学中叫钠黝帘石化，并常与辉石化，纤闪石化伴生。

　　3.2.3似长石

　　具架状骨干硅盐矿物还有霞石族、白榴石族、方钠石族、日光榴石族和方柱石族等，它们一般统称为似长石(Feldspqthoids)矿物，因为它们与长石矿物相似，同为不含水的架状结构硅酸盐。

　　具有下列特点：① K或Na与Si+Al含量比，霞石中为1∶2，白榴石中约为1∶3，而长石中为1∶4。故似长石矿物多是在富碱贫硅的介质中形成的，一般不与石英共生。② 结构开阔并较松弛，具有较大的空洞，易于容纳半径大的K+、Na+、Ca2+、Li+、Cs+等阳离子。③ 与长石族矿物比较，似长石矿物的相对密度较低，一般在2.3～2.6;硬度较小：5～6.5;

　　似长石包括有：霞石、白榴石、方沸石、铯沸石、副钡长石和赛黄晶、锂透长石等。其中以霞石和白榴石最为重要。

　　四.长石族矿物的物理化学性能。参见表2 长石族矿物的主要性质。

　　表2 长石族矿物的主要性质

　　五.长石的主要应用领域：

　　1.玻璃、陶瓷行业：长石族矿石(包括霞石)主要应用于玻璃和陶瓷工业。长石在硅酸盐制品中的重要作用之一，是作为降低烧成温度的熔剂。因为长石矿物中存在的碱金属和碱士金属氧化物，可使硅酸盐多相混熔系统出现液相的温度大大降低。例如，纯高岭石的熔点在1770℃以上，纯石英的熔点在1713℃以上，如在Al2O3-SiO2系统中加入长石，坯体则在985℃士20℃开始出现液相，长石含量越多，熔融温度越低。

　　2.其他行业参见表3。而霞石还用于玻璃纤维、涂料、橡胶工业、生产铝矾土、碱金属玻璃盐和波兰特水泥等。

　　表3 长石的要用途

　　3.摩擦材料行业：常用来做增摩填料，因其硬度高，增摩效果显著，但其用量过大或粒径过大时，摩擦系数可高达0.6，制动噪音大，这在使用中特别注意。

　　六.结论：

　　1.长石种类繁多，摩擦密封行业相关工程技术行业有必要做了解;

　　2.可根据配方化学成分要求选用合适的长石种类;

　　3.若摩擦行业选用长石作为增摩填料，则要关注颗粒细度，基本上要选用63μm(250目)或以上的粒度。

参考文献：

1.《工业矿物与岩石》马鸿文 主编 化学工业出版社。

2.《非金属矿加工与应用》郑水林 编著 化学工业出版社。

3.《矿物复合摩擦材料》高惠民 编著 化学工业出版社。