鎂橄欖石屬超基性深成岩，是普通的造岩礦物，也是岩漿結晶時最早形成的礦物之一，多賦存在輝長岩、玄武岩和橄欖岩類的火成岩里。共生礦物有磁鐵礦、輝石、鈣斜長石、鉻鐵礦及蛇紋石等。含鐵橄欖石小於10%的鎂橄欖石或蛇紋石化橄欖岩，灼減量小於5%的可直接用作耐火原料，而蛇紋石化較嚴重，灼減量大於5%的，須經過煅燒或配以鎂砂，可制耐火材料。世界各地多有產出，中國分布較廣、儲量大的有內蒙古、新疆、四川、湖北、陝西、河北等省、自治區。由於鎂橄欖石的抗鹼性爐渣很強，其製品多用作蓄熱室格子磚等。
基本介紹
- 中文名：鎂橄欖石
- 外文名：forsterite
- 顏色：無色或白色，淡黃色、淡綠色
- 硬度：6.5—7
- 礦物密度：3.27—4.37
- 套用：耐火材料
- 分布：內蒙古、新疆、四川等
物化性質,產地分布,天然原料,合成原料,生產套用狀況,
物化性質
以氧化鎂和二氧化矽為主成分的耐火原料。其理論化學式為2MgO·SiO2或Mg2SiO4，是鎂質耐火材料中較耐高溫的礦物。鎂橄欖石屬斜方晶系，多呈短柱形粒狀，是由3種柱面形、3種軸面形和一種雙錐面形組合而成;或呈厚板狀、圓粒狀。解理差，常見狀態為粒狀集合體或塊狀體。莫氏硬度為6.5～7.0，密度為3.22～3.33g/cm3，熔點為1890℃，從常溫到熔點無晶型變化，晶型穩定。體膨脹係數為33.8×10-6/℃，對製品的抗熱震性能不利。其理論化學組成為MgO含量57.2%、SiO2含量42.8%。由於鎂橄欖石的結晶結構的特徵，Mg離子可以被Fe離子任意置換，因此，在鎂橄欖石與鐵橄欖石之間形成完全固溶狀態。在自然界中的鎂橄欖石多含有0～10%的鐵橄欖石。而鐵橄欖石的熔點只有1205℃，另外還有Al2O3及CaO的存在，多形成低熔點礦物，影響鎂橄欖石的高溫性能。因此，對鎂橄欖石的質量要求為MgO含量大於50%、Fe2O3含量小於6%、Al2O3小於2%，CaO小於1.5%。
產地分布
主要產於接觸變質或區域變質的不純白雲質大理岩中。它是地幔岩的主要成分，亦是隕石的主要組成，還是鎂矽卡岩的重要礦物。鎂橄欖石是一種SiO2不飽和礦物，因此產於富Mg貧Si的條件下，且不與石英平衡共生，鎂橄欖石受熱液作用和風化作用容易蝕變，常見礦物是蛇紋石。野外見到的鎂橄欖石多已蛇紋石化，稱為殘晶或假象。我國主要產地：湖北省宜昌市、河南省南陽市、陝西省商南縣。
天然原料
鎂橄欖石天然原料主要有橄欖岩、蛇紋岩、純橄欖岩以及滑石等橄欖岩橄欖岩屬超基性岩架岩，它的主要礦物組成是橄欖石，並含有少量的尖晶石、磁鐵礦、鉻鐵礦以及角閃石等。上述這些天然原料中的有害雜質含量均相差不多。但是根據化學組成，一般認為橄欖岩和純橄欖岩是生產橄欖石質製品的最佳原料。
合成原料
除了天然原料，用於合成鎂橄欖石的原料很多。作為MgO源主要有菱鎂礦、水鎂石、燒結鎂砂等，特別是SiO2含量較高、不能用於製備鎂質材料的低品位菱鎂礦尾礦；作為SiO2源則主要有天然桂石、河沙、桂微粉、桂線石、藍晶石、紅柱石以及鐵尾礦等。另外，為了製備高純高性能鎂橄欖石材料，也有使用溶膠凝膠法的。
生產套用狀況
用作鑄砂材料：鎂橄欖石、砂是當今世界先進國家生產鑄鋼件，特別是錳鋼件採用的優良造型材料，具有耐高溫，抗浸蝕，化學穩定性好等優點。該砂具有較高的耐火度（1710℃）和抗金屬氧化侵蝕能力，能有效的防止鑄件產生化學粘砂，保證得到光潔的鑄造表面和清晰的鑄件輪廓。該砂在所有溫度下膨脹緩慢，且小於變形，沒有驟然膨脹的特點，鑄件不易產生夾砂缺陷。
擁有橄欖石資源的有7個國家。近20年來其開發套用由1979年的10t/年左右發展到1100萬t/年。
（1）作鑄造用砂 鑄造常用矽砂，但在生產高錳鋼或較厚大鑄鋼件時，易產生嚴重夾砂。因此，要用價格貴得多的特種鋯砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂來代替。如用橄欖石砂不僅可生產出優質鑄件，而且價格遠比特種砂便宜。因而橄欖石砂的用量呈增長勢頭。美國鑄鋼用M2S砂一直穩定在4.5-5t/年，日本約3-4萬t/年，原蘇聯用於鑄造的M2S砂達150t/年。
（2）作為冶煉鑄鐵時的添加劑，可提高鐵小質量、節省焦炭。歐洲每年的消耗量為150-180t. 作耐火材料及其製品，其用量相當大。
我國已開發利用的橄欖石資源有3處，由於品種不同，其用途多異。
（1）遼寧省營口大石橋的苦閃橄欖石，儲量約3000t。主要用途是經燃燒後作耐火材料使用。
（2）河南與陝西省交界的商洛山區也產鈣鎂橄橄欖石，儲量約5億t。由於硬度低，原礦中CaO、Al2O3含量多，有易吸水自粉等特點，因而不適用作耐火材料。經水洗處理後可作復用性差的鑄鋼用砂，或當作高爐煉鐵的添加劑用。
（3）湖北宜昌太平溪的純鎂橄欖石岩，已探明總儲量約5億t。由於原礦中M2S的礦物成分含量高、硬度高、影響耐火度的有害雜質含量極低，因而一種優質的合金鋼造型砂材料和良好的耐火材料。也可當作高爐煉鐵的添加劑。1995年出口韓國，被指定為“質量免檢原料”。
