химический каталог




Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия

Автор В.E.Плющев, Б.Д.Степин

и при воздействии соединений калия [62]. При этом происходит разрушение минерала с образованием полевых шпатов и слюды и переходом лития в растворимое состояние, что, вероятно, и определяет присутствие лития в минеральных источниках.

Превращения сподумена при воздействии на него растворов различных химических веществ, температуры и давления были изучены Р. Леонардом [91]. Последующие исследования образцов этого минерала и изучение ряда его месторождений показали правильность трактовки процесса эрозии сподумена как совокупности различных стадий замещения оснований.

В уже упоминавшемся месторождении Блэк Хиллз, содержащем в основном сподумен, выявлены изменения этого минерала, представляющие большой научный интерес. В месторождении обнаружены различные стадии изменения сподумена и найдены образцы минерала от свежего, с. твердостью 6,5—7 по Моосу и плотностью 3,2 г/см3, до сильно измененного, с твердостью 2,6 и плотностью 2,5 г/см3. Неизмененный сподумен — белого цвета или прозрачный, измененный сподумен — пепельно-серый или имеет различные оттенки темно-зеленого и иногда красного и черного цвета.

192

Следующие данные [92] показывают пределы изменения в составе сподумена для семи образцов этого минерала — от самого свежего до сильно выветрившегося (вес. %):

Li20 ....... 6,78—0,28 Fe203 ...... 0,53—1,19

Na20 ....... 0,46—2,88 А1203 . -..... 31,31—28,42

К20 ........ 0,69-4,07 Si02 ...... 62,91—47,29

MgO ....... 0,13—2,38 Н20....... 0,0—1.88

СаО........ 0,11—0,69 Н20(+)..... 0,28-9,92

FeO........ 0,0-0,37

Изменение сопровождается большой потерей Li20 [93]. В этом же месторождении на ограниченном участке прииска были найдены крупные кристаллы сподумена, которые оказались частично, а в некоторых случаях и полностью изменены в каолинит Al203-2Si02-2H20 [94].

Аналогичные процессы наблюдались и в других месторождениях. По данным П. Квенсела [43], в месторождении Варуткеска (Швеция) верхние горизонты на глубине до 1,5 л содержат неизмененный и чистый сподумен (в нем нет СаО и MgO, содержание FeO и МпО низкое), ниже минерал изменен и похож на глину (вещество серовато-зеленого цвета). Рентгенографическим анализом доказано, что этот минерал является каолинитом [95].

Интересные наблюдения над изменением свойств сподумена по мере замещения лития натрием и магнием были сделаны С. Г. Тумановым и Г. Н. Масленниковой [96]. Ими было прослежено на трех образцах, что с уменьшением содержания Li20 (5,594,013,32% ) возрастает содержание натрия, калия, магния, кальция, железа при одновременном уменьшении содержания кремния и алюминия и понижении плотности минерала (от 3,077 до 2,896 г/см3). Весьма показательно при этом увеличение максимальной потери массы при прокаливании: у образца, содержащего 5,59% Li20, — на 1%, у образца с 4,01% Li20 —на 3,43% (из них 2,58% при 530°С, что характерно для каолинита, теряющего гид-ратную воду), у образца с 3,32% Li20 —на 4,06% (из них 3,25%' при 560° С — второй эндотермический эффект). Следовательно, если свежий ?-сподумен имеет на кривой нагревания лишь один эндотермический эффект, связанный с ?->-? переходом [73], то измененный в процессе гипергенеза каолинизированный и альбити-зированный сподумен показывает дополнительные эффекты *. Поэтому термический анализ может служить методом определения степени каолинизации сподумена [96].

* Ранее продукты изменения сподумена изучал А. И. Гинзбург [75]. На кривой нагревания измененного сподумена были обнаружены эндотермические эффекты при 1045° С (?->? переход), 700 и 505° С, иа кривой нагревания альбити-зироваиного сподумена (альбит + эвкриптит) — один эффект при 960° С; иа термограмме продукта следующей стадии изменения сподумена (циматолита); наблюдался одни эффект при 870° С.

13 Зак. 301

193

Изучая продукты изменения сподумена в различных месторождениях, А И. Гинзбург [75] установил, что некоторые процессы изменения сподумена наблюдаются во всех месторождениях, тогда как другие характерны только для определенных месторождений. Он выделяет следующие основные процессы изменения сподумена:

1. Процесс альбитизации. Этот процесс развит широко и повсеместно и происходит под действием притекающих натриевых растворов, сопровождаясь распадом сподумена на альбит и эвкриптит, агрегат которых А. И. Гинзбург называет альбитизированным сподуменом.

Для объяснения природы процесса альбитизации, так же как и для объяснения природы процессов изменения сподумена, существует несколько точек зрения [75, 97, 98]. Наиболее вероятно, что процесс превращения сподумена в агрегат альбита и эвкриптита является только частью общего процесса альбитизации, исключительно сильно развитого во всех сподуменовых пегматитах [75]. Химизм этого процесса может быть выражен ранее приведенным уравнением (см. стр. 192).

2. Образование слюд. Это процесс замещения эвкриптита и непосредственно сподумена калиевыми слюдами (типа мусковита — жильбертита) в результате реакций:

6LiAl[Si04] + 2Н20 + К20 = 2KAl2[Si3AlO10] [ОН]2 + 3Li20 6LiAl[Si206] + 2Н20 + К20 = 2KAl2[Si3AlO10] [ОН]2 + 3Li20 + 6Si02

Превращение эвкриптита в слюду приводит к тому, что по сподумену образуется агрегат альбита и слюды в виде псевдоморфоз по эвкриптиту. Этот агрегат называется циматолитом или аглаитом.

3. Процесс замещения сподумена тонкочешуйчатой слюдкой (слюдистым агрегатом) вплоть до образования совершенных псевдоморфоз по сподумену. Этот процесс носит метасоматический характер и наблюдается во всех месторождениях. Подобные слюд-ки описаны в литературе под названием киллинита, онкозина, пи-нита, дамурита, жильбертита и содержат Li20 от следов до 1%. Образующиеся в конечном счете по сподумену и эвкриптиту слюдки по оптическим и термическим свойствам ближе всего к гидрослюдам. Позднее слюдки переходят в мусковит или каолинит. В последнем случае по сподумену образуется каолинит — альби-товый агрегат.

4. Образование глин. Как правило, с поверхности месторождений сподумен всегда в той или иной степени превращен в различные глины. Иногда весь сподумен на глубину 5—8 м от поверхности нацело выщелочен и превращен в глины типа галлуазита Al4[Si4Oio][OH]8-4H20 и каолинита Al2[Si205][OH]4 (или монтмориллонита). Существуют определенные зоны выщелачивания на литиевых месторождениях; глубина и характер зон зависят от рельефа местности, уровня грунтовых вод и т. д., а образование

194

тех или иных глин по сподумену зависит от рН той среды, в которой происходит выветривание *.

В настоящее время в месторождениях сподумена представлены самые различные стадии выветривания минерала: от замещения сподумена другими минералами лития с меньшим содержанием Li20 (под влиянием натриевого метасоматоза) до перехода сподумена в различные слюды и глинистые минералы (в гипергенных условиях) с выносом лития до его полного исчезновения [99].

Изменения сподумена, наблюдаемые в природе, представили большой интерес не только для геохимии, минералогии и петрографии. Их изучение оказалось плодотворным и для развития производства соединений лития, так как эти изменения подсказали технологам некоторые рациональные пути переработки сподумена, например, на основе реакций его взаимодействия со средними солями (см. гл. IV).

Петалит

Петалит (синонимы: кастор, литит, берцеллит) [36] является алюмосиликатом лития состава Li20 · ?1203· 8Si02. Теоретическое содержание (вес.%): Li20 —4,9; А1203— 16,7; Si02-78,4 [30]. Фактическое содержание Li20 колеблется от 1 до 4,4% [17], обычно не более 3—4% [Ю], что объясняется изоморфным замещением лития на натрий (и частично на железо и магний). Поэтому формула (Li, Na)20 · А1203 ¦ 8Si02 более правильно отражает состав петалита **.

Как показывают химические анализы, колебания в составе петаЛита выражаются (вес. %) следующими данными [17]:

Li20 ...... 1,97—4,4 Fe203 ......Следы- 1,42

NasO + K20 . . .Следы-2,07 А1203 ...... 14,82—17,05

MgO...... 0,03—0,27 Si02 ...... 75,67—78,4

СаО....... 0,20—0,80 Н20 + Н20(+) . . 0,02-1,60

FeO.......0,13-0,28

Для петалита характерно высокое содержание Si02 и Li20 (при минимальном содержании других щелочных металлов) и ^наиболее высокое отношение Li20: А1203 по сравнению со всеми'*'другими минералами лития.

Петалит внешне сильно напоминает кварц, полевой шпатиамб-лигонит [10]. Цвет петалита обычно серый, темно-серый, иногда

* Наряду с образованием глии имеет место и процесс петализации сподумена, т. е. замещение его петалитом и кварцем

LiAl[Si2Oe] +2SiO2^±Li[Si4AlO,0]

Петалит обычно выделяется по трещинам спайности, окаймляя кристаллы сподумена (псевдоморфозы образуются редко). Этот процесс замещения петалитом Можно наблюдать только под микроскопом [17].

** В петалите присутствуют марганец (следы), фосфор (сотые доли % в расчете на ????).

13*

195

красноватый или зеленовато-белый, реже желтоватый или розовый; блеск стеклянный, на плоскостях спайности — перламутровый [10, 30].

В структурном отношении петалит относится к каркасному типу силикатов [30, 40] с трехмерной связью из тетраэдров [(Si, Al)O4J, вследствие чего его структурная формула изображается в виде: (Li, Na)[Si4A10io].

Кристаллизуется петалит в моноклинной сингонии; параметры кристаллической решетки: ?= 11,76; 6 = 5,14; с = 7,62А, ?=112°44' [100]. По сравнению с данными ранее выполненных исследований [101 —103] указанный период решетки с оказался вдвое меньшим. В связи с этим высказывается мнение [100], что структуру пета-лита можно рассматривать не только как каркасную, но также и как слоистую, характерную для листовых силикатов. В них комплексные анионы представлены двумерными слоями кремнекисло-родных тетраэдров [Si04]. Строение таких слоистых радикалов характеризуется тем, что тетраэдры соединяются друг с другом тремя общими вершинами, образуя плоский слой непрерывной протяженности в двух измерениях. Радикал листовых силикатов — [S12O5]2-, и, следовательно, основой строения петалита (если принять для него слоистую структуру) будут слои из крем некислородных тетраэдров состава [Si205], параллельные (0

страница 48
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

Скачать книгу "Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия" (3.51Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
электросамокаты airwheel каталог продуктов
Супермаркет офисной техники KNS предлагает мфу Lexmark - мы дорожим каждым клиентом!
матрасы орматек официальный сайт
lacor domestica купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(26.07.2017)