电气石的性能及应用技术研究现状

马可楠营口职业技术学院 115000

电气石的性能及应用技术研究现状

马可楠
营口职业技术学院 115000

本文介绍一种能够永久产生自发极化的天然矿物----电气石，概述电气石族矿物的晶体结构、化学组成和矿物分类，详细阐述了电气石形成静电场、产生负离子、活化水等性能，综述了我国电气石在与环境保护、医疗保健等功能应用方面的应用技术的研究现状，分析了我国电气石产业存在的问题并提出发展建议。

电气石；性能；应用

一、引言

1500年中期，葡萄牙探险队最早在巴西发现了这种宝石——电气石，取名为：托玛琳，意为“多彩宝石”。从那时开始。托玛琳作为一种名贵的装饰品，一直在欧洲贵族中流行并跻身于世界十二大宝石的行列。1730年，荷兰人发现这种宝石能吸灰，又取名“吸灰石”。1880年，居家族揭开了这种宝石的秘密，即具有永久的自发电性，表面流动0.06mA的微电流，因此命名为“电气石”。研究表明，电气石是地球上现存的唯一带永久性电极的矿物质[1]。

最新发现的工业矿物-----电气石的应用非常广泛，其主要应用领域例如：化工、建材、环保、轻工、医药、电子等领域。因为电气石具有独一无二的矿物性质，使得其加工产品具有较高附加值，所以电气石已经被世界各国的特别关注。近年来，根据工业、农业、医药类的需求不断扩大了对电气石的开发应用、同时对电气石的产品的工艺研究更为深入，现阶段电气石的工艺制造方面已经有了质的飞跃，需求决定市场，呈现良好的应用前景。

二、电气石的类型、及理化性质

电气石是电气石族的矿物的总称。矿物学家研究发现，电气石颗粒受热后，两端带正负不同的静电，以致吸引灰尘等细小物体，由于这种矿物所具有的热电性而称其为电气石。电气石硬度7～7.5，比重2.9～3.2g/cm3，具有显著的热电性、压电性和自发电极性。

根据成分不同可将电气石分类，包括铁镁锂电气石、钠锰电气石、钙镁电气石和布格电气石。其中铁镁锂电气石的化学组成中Mg2+-Fe2+间呈完全类质同相系列，镁锂间的代替是有限的。其中铁镁锂电气石可分为三个亚种：镁电气石、铁电气石和锂电气石[2]。

三、电气石的性能[3]

(一)形成电气石独特的静电场，伴随微弱电流

永久带电保持着正极和负极的性质是由于电气石本身晶体结构所决定的，它可以在自己周边形成电场的特性，和它具有一样性质的物质有铀矿石、磁铁矿石。专家研究测试，之所以电气石能持久的源源不断地发出0.16μA的电流，正是由于大气中的负离子被电气石的正极吸收，电气石将负离子储存在其体内，同时使从负极放出多余负离子。从而永久放电的特性就形成了。经过高温高压后的电气石的放电特性增强，同时电场强度增大，电场强度与温度高低成正比。

(二)产生负离子，把水瞬间负离子化

当水遇到电气石后，会被瞬间负离子化，又被降低了碱性。瞬间被负离子化的机理是因为电气石负电极的电子一接触到水便瞬间放电，将水电解成H+和OH-，H+与电气石发出的负离子结合而被中和，变成H原子释放出来。OH-则和H2O分子相结合，产生了碱性负离子或羟基负离子，这两种离子具有活性作用。

(三)电气石对活化水的影响

一滴水中含有1.67×1021个水分子，一杯水是由数亿个水分子组成的分子团。水是制来的，所以自来水必定含有杂质，并且自来水中的水都是大分子团，由于分子团大，所以水很难被吸收。水中的电气石利用电压将大的水分子团体分解成小的、已于吸收，并且对身体有利的水，此过程即是使水的活化，皮肤及细胞对这样的小分子水吸收性增强，使皮肤更滋润，身体更健康。

(四)发射远红外线

电气石具有发射远红外线的特性，波长是4—18μm。我们人体会吸收热量，但也释放热量的，电气石将人体所释放的热量吸收后，可以将此热量转换成对人体有益的远红外线和负离子。之所以电气石有促进血液循环系统，提高人体细胞的活力，增强代谢功能，是因为远红外线可以温暖细胞，亦是温热效应。充分利用电气石独特性质，可以造福人类，已经投入使用的电气石产品，也逐渐被广大用户认可，不仅仅在美容、改善睡眠、改变心情方面有较好的效果，甚至在对疾病的治疗方面也有了显著的疗效

四、电气石的应用

电气石不仅能作宝石，它还有很多用途，由于高纯度的电气石毕竟是少数，所以能作为宝石原料的电气石很少；此外电气石不仅有观赏性，还具有独特用途的理化性能，例如：静电场、发射远红外线、表面活性效果、活化水、产生负离子等特点，电气石还可应用于涂层、研磨、环保、医疗、电磁屏蔽、声光等工业，大致有以下用途。

(一)电气石在水处理的应用

电气石在国外广泛应用于水处理当中，利用其特有的性能，可以用其产生的负离子改善水质，使人们引用放心的保健水，国外将电气石制作成陶瓷球，放于水中，方便净水，国外利用此性能，将产品广泛用于大型的污水处理项目当中。但是我国现阶段在污水处理方面未启用电气石，目前相关机构已经研究证明电气石的净水效能工作，东北大学矿物材料研究开发中心正在积极的进行将电气石应用于污水处理中的研究工作[4]。电气石的永久性自发电极可以将水体的氧化还原电位进行调节，这就是电气石的特有的性能，若研磨电气石成超细粉，会有助于吸附更稳定。

(二)电气石在医疗保健的应用

在现阶段已知的有永久磁性的自发矿物铀、磁铁矿、电气石等矿物质中，电气石的极化矢量是自身内部的改变，不受任何影响，所以它的极化效应最强，并且持续性强。其自身发出的远红外电磁波辐射，波长为4～14μm，此电磁波辐射能提高生物组织的温度，提高细胞渗透性、胶体状态、生物电、酶系统、酸碱度发生变化；进而使生物活性物质例如组织胺等快速生成；提高血流速度，血管扩张增强，加快新陈代谢，有效改善循环系统；有效减少不饱和脂肪酸被氧化的数量，抑制细菌生成，增加人体的免疫能力[6]。

(三)电气石在电磁屏蔽的应用

电气石因为独特的自发极化能，还具有电磁性，这种环境净化产品，在电磁屏蔽领域中得以广泛的运用。中国地质大学卢琪对电气石进行了研究，他采用粒径在4—10μm的电气石粉体，选择丙烯酸树脂作为成膜材料、硅酸已脂作为添加剂、癸醇作为溶剂、Orotan 731A作为分散剂，制成的复合涂料有电磁屏蔽性能。实验表明：当电气石含量达60％时，在30MHz～1GHz范围内，电磁屏蔽效能可达16dB以上[7]。

(四)电气石在研磨材料的应用

电气石硬度值为7.12，在所有的矿物当中算是硬度较大的，应用此性质，研磨材料可改用电气石，也可以利用一些非电子工业用的细粒电气石，使宝贵的电气石资源得到充分利用。将天然的电气石研磨粒子用粘合剂粘联起来，利用电气石硬度高和有电压的特性，做成离子磨抛石，此磨抛石加工效率高、能使得加工表面达到期望值，并且改善工作环境、既安全又无污染。在工程作业时，已经涂敷的金属表面不能形成灰尘，相反的可以使作业者不再疲劳，因为电气石的特殊性能产生了空气离子聚合体，有利于人体呼吸系统。利用其较大的硬度这一特性，将电气石应用再建造公路的路面方面，可以将电气石研磨成规定细度，在路面材料铺放的最后一道工序加入电气石细粉，不仅能减少滞留的雨

＞＞＜＜水，又可以提高公路环境质量，实现了在高寒冷，且多雪地域的公路也可以畅通无阻的想法[5]。

五、电气石加工及产品现状及前景展望

电气石作为一种新型的矿物多功能性材料，已经受到越来越多人所关注，随之而来的各种电气石的开发商也逐渐增加，无论是原矿还是各种制品，种类数量都同比增长许多，但实际上，几乎没有大规模规范的厂商，因为还没有出现被大众能接受的电气石行业的明星品质，有因为电气石的加工生产技术含量低，使得生产的电气石产品有一些不足之处：首先，国家没有相关性能与含量指标限定电气石的最低纯度：其次，虽然电气石是天然矿物，但是任何矿物都会含有杂质，而这些杂质也许含有毒有害的元素，但在制成电气石产品的过程中却缺乏对此项的监督管理方式；最后，在电气石纯度不能保证的情况下，商家以高放射性的特性作为吸引人眼球的卖点，有可能对消费者的健康造成影响。良心商家在电气石产品加工的技术含量上下功夫，上述三个情况就可以杜绝的。

当前，在我国电气石行业中尚未出现规模性的产业，电气石行业中很多应用研发都不集中，大多数企业是自顾自地自以为是的研究认为可行性产品，应用研发人员并未团结一心形成巨大的开发团队。其他影响因素也很多，例如机制不能扶持，经济衰退、资金链断裂、条件恶劣，很多企业不愿意投资大量资金用于电气石产品的研发，仅用微薄的、有限的经济技术支持研发新的电气石产品，这些使得电气石的研发范围，层次上都存在很大的弊端。若要想使电气石产业成为经济增长点的霸主，需要做到以下两点；第一，产学研联合是必经之路，这样才能做出离起点、科研型、创造性的新型项目、它是企业不断的推出新的高技术含量的电气石产品的保障；第二、认清形势，拓宽领域，实行跨行业合作，只有从市场需求出发，电气石产业发展的推动力就是联合开发应用；做到以上两点，就有可能将电气石产品成为相当规模的经济支柱产业。

[1]电气石的由来及特点.西部资源,2013(4)

[2]蒋侃.电气石吸附特征及强化生物处理效能研究[D].哈尔滨工业大学,2007

[3]王丽晶.电气石的加工与应用研究现状[J].中国粉体技术,2007,8 （13）:192-195

[4]孙健.气石在环境工程领域中的应用现状[J].黑龙江环境通报,2009,33(4):7-9

[5]孙南翔,徐志强.电气石的研究现状和发展趋势[J].中国粉体技术,2013,10(19):9-12.

[6]莫尊理,孙豫,郭瑞斌,冯超.电气石的性能及应用研究进展[J].硅酸盐通报,2001,8,30(4):822-825

[7]张志湘,余丽秀,刘新海.电气石深加工与应用技术研究现状[J].中国建材科技,2007(5):41-45