冰洲石

无色透明的方解石

冰洲石(Iceland spar),即无色透明的方解石,是自然界中最纯净的碳酸钙晶体。这样的方解石有一个奇妙的特点,就是透过它可以看到物体呈双重影像。因此,冰洲石是重要的光学材料。方解石是石灰岩和大理岩的主要矿物,在生产生活中有很多用途。我们知道石灰岩可以形成溶洞,洞中的钟乳石、石笋汉白玉等其实就是方解石构成的。

化学成分

冰洲石,化学成分为 轻质碳酸钙 ,是无色透明纯净的方解石(Calcite),由于其具有特殊的物理性能,被称为特种非金属矿物。最早是发现于 冰岛 ,故被称为冰洲石。在白色透明 晶体 矿物中具有最高的双 折射率 和偏光性能。优质冰洲石的晶体产于 玄武岩 的 方解石 脉和 沸石 方解石脉中。主要用于国防工业和制造高精度光学仪器,亦广泛用于 无线电电子学 、 天体物理学 等高新技术领域。

特性

自然界已经发现的矿物质总共有二千五百余种,其中重折率值最高的为冰洲石(方解石)达0.1720,并具有最大的 双折射 功能,这二种物理特性被广泛应用于现代的科技领域。

冰洲石主要化学成分为:CaCO3,质纯近似理论值CaO 56.03%、CO2 43.97%。

形态结构

晶体 形态:

复三方偏三角面体晶类,主要呈平行【0001】发育的 柱状 ,平行发育的板状。常见单形有: 菱面体 e、f等,复三方偏三角面体。

晶体结构 :

晶系 和 空间群 : 三方晶系 ,空间群R3c;

晶胞参数 :a0=6.37Å;

玫瑰晶 数据:3.035(1)2.095(0.18)2.285(0.18)

鉴定

鉴定特征: 方解石 ,可以从 摩尔 硬度3、 菱形 的 解理 、浅色、 玻璃 光泽和与冷稀HCl相遇剧烈气泡遇,予以鉴定。亦可以作钙的试验。它和 白云石 很类似,而且共生在一起。不过白云石要在热的 盐酸 中,才有显著的气泡反应。它和 霰石 不同之处是比 石轻,霰石的比重是2.9-5;

成因产状:形成于许多岩石中, 石灰岩 和 大理石 主要由方解石组成;

用途

冰洲石 晶体 具有最大的 双折射 功能和最大的偏振光性能,是已知物质中不能人工制造和无法替代的天然晶体。常用于光学工业中的 偏光 棱镜 ,和 偏光片 ,是制造天文用的 太阳黑子 仪,微距仪,中的心脏材料。也用于宝石二色镜中的 棱镜 。

质量要求:1、为结构完整完全透明;2、无色透明或均一 染色体 ;3、晶体内部不允许有气体分子存在,(干涉法测定晶体无散光闪点存在);4、不允许 双晶 和导波扭曲的晶体;

普通 方解石 用于化工、水泥,塑料,塘瓷,璃璃, 造纸 ,医药,食品和动物饲料添加剂。方解石在冶金工业上用做 助熔剂 ,在建筑工业方面用来生产水泥、内外墙 料。还用于塑料牙膏。化 品食品中添加剂。

冰洲石 不作为 首饰材料来用,市场上常用见到发的夜光球都是用 夜光粉 凃布的方解石冰洲石本身在任何环境任何条件下都不会发光。

质量要求

对冰洲石质量合格的要求

1. 晶体 完全透明,干涉测试无气体分子存在;

2.单晶体( 双晶 者,多晶体。管道。结瘤不能用);

3.不允许有次生和机械裂;

4.无色和均一淡色。不允许有不 一染色;

光学性质

薄片 中无色。一轴晶(-)有时为异常二轴晶。2V=5-10°。No=1.658,Ne=1.486。与 Mn 、Fe类质同象时,N变大。

物理性质

硬度:3

比重:2.715g/cm3

解理 :解理完全

断口 :参差状贝壳状断口

颜色:浅黄色至黄色

条痕:无色

透明度:透明

光泽:玻璃光泽

发光性: 荧光

折光性:

其他:性脆

著名产地

世界上出产良好 方解石晶体 的地点有: 美国 的 苏必利尔湖 的铜矿区; 德国 的Saxony、Harz山脉的Ardreasberg; 英国 的Cumberland、 Derby shire 、Durham、 Cornwall 和兰开斯特城; 冰岛 ; 墨西哥 的 Guanajuato 等。

生产方法

冰洲石的生产方法主要有以下几种:第一, 碳化 法,即将精选过的 石灰石 破碎至50~150mm,无烟(白)煤的粒度为38~50mm。煤与石灰石以1:8~1:11混合,方程式为 CaCO3 → CO2 + CaO 、CaO+H2O→ Ca(OH)2 、Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O。

第二, 氯化钙 碳化 法,即将 氢氧化钙 与 盐酸 反应生成氯化钙,经 活性炭 脱色、过滤除杂,使氯化钙在 氨水 存在下用 二氧化碳 碳化既得,方程式为Ca(OH)2+ 2HCl → CaCl2 +2H2O、CaCl2+2 NH3·H2O +CO2→CaCO3+2 NH4Cl +H2O。

第三,由 蛋壳 等生物原料,经清洗、粉碎、过筛等精制即了可得。

第四,以 石灰石 (含 碳酸钙 98%以上)为原料,经煅烧、消化、CO2 碳酸化 即可制得。

第五,粉碎法将白石(天然石灰石)先在 颚式破碎机 中粗碎,使其块度达40--60mm,再用 提升机 提升至雷蒙即可得。

安全信息

冰洲石的危害主要是对开采加工的工人有健康危害,即常出现 上呼吸道 炎症、 支气管炎 ,可伴有 肺气肿 。

中毒处理方法:

1.皮肤接触:脱去污染的衣着,用流动清水冲洗;

2.眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或 生理盐水 冲洗,就医;

3.吸入:脱离现场至空气新鲜处。如 呼吸困难 ,给输氧,就医;

4.食入:饮足量温水,催吐,就医;

RTECS号:FF9335000

危险品标志:Xi

风险术语:R36/38:

安全术语:26-36;37;39;S26;S37/S39; S36 /S37/S39

危险类别:37/38-41

毒理学 数据:471-34-1(Hazardous Substances  Data )

参考资料

  1. 聚焦矿博会丨邂逅晶莹透亮的冰洲石 今日头条 2024-08-03
  2. 冰洲石 中国地质大学逸夫博物馆 2024-08-03
  3. 冰洲石 科普中国 2024-08-03
  4. 冰洲石 地球科学与技术学院地质博物馆 2024-08-03
  5. 吵翻了,是全球最大湖,还是全球最小海? 澎湃新闻 2025-03-30