химический каталог




Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия

Автор В.E.Плющев, Б.Д.Степин

на переработка и более бедных концентратов*** или даже (в случае сподумена) сырой руды [10]. Целесообразность переработки на товарные литиевые продукты необогащенной руды обсуждалась в литературе неоднократно [69, 127, 128, 136, 137] в связи с тем, что эффект обогащения руд лития, по сравнению с рудами большинства других элементов (обогащение которых достигается в десятки и сотни раз), весьма невелик. В настоящее время за рубежом переработка необогащенных сподуменовых руд уже применяется [138].

Сподуменовые, лепидолитовые и амблигонитовые концентраты обычно содержат 80—90% соответствующих минералов (см. табл. 16 [17]).

Следует заметить, что, несмотря на достаточно высокие требования к содержанию минералов в их концентратах, определяемые низким содержанием Li20 в чистых минералах, строго установленных кондиций на литиевые концентраты не существует. Причина

* Подробности, относящиеся к обогащению литиевых руд, и схемы обогащения описаны Ю. И. Остроушко с соавт. [17], а общие вопросы техники обогащения руд —С. И. Митрофановым [130].

** Литиевые пегматиты Маноно (Катанга) обогащаются с помощью бромо-форма и тетрабромацетилена с получением до 25 ? сподумена ежедневно [131].

*** Циннвальдитовые концентраты, ранее перерабатывавшиеся в Германии, содержвли ~3% LigO [135].

204

ТАБЛИЦА 1S

Химический состав концентратов минералов лития

Компоненты Состав концентрата, вес. а Компоненть Состав концентрата, вес. к сподуме-нового лепидолн-тового амблиго-ннтового сподуме-нового лепндолн-тового амблиго-нитового

Li20 6,78 4,65 8,48 СаО 0,11 0,92 0,15

А1203 28,42 26,77 22,76 FeO 0,53 0,19 0,02

Si02 62,21 52,89 5,16 МпО — 0,59 _

РА — — 54,42 F — 3,68 2,67

к2о 0,69 10,33 0,30 Потери при 0,28 0,66 4,80

Na20 0,46 0,13 1,63 прокалива-

MgO 0,13 0,31 Следы нии

этого заключается в том, что концентраты используются как для получения соединений лития (сподуменовые, лепидолитовые, амблигонитовые, петалитовые и циннвальдитовые концентраты), так и непосредственно для нужд стеклокерамического производства (сподуменовые, лепидолитовые и петалитовые концентраты). Очевидно, что требования к концентратам в этих случаях различны.

О ГЕОХИМИИ РУБИДИЯ И ЦЕЗИЯ

Рубидий распространен в природе сравнительно широко; его кларк оценивается в 3-10"3 [2], 8-Ю"3 вес.% [38]. В литосфере [9, 139] содержание рубидия составляет 3,1-Ю-2 вес.%. Это означает, что в земной коре его больше, чем Ag, Au, Hg, Sn, Pb, As, Sb, Bi, W, Co и других известных элементов, и лишь примерно в 100 раз меньше весьма широко распространенных натрия и калия [22]. Только высокая рассеянность рубидия в природе, трудность его концентрирования и извлечения из минерального сырья делают его, безусловно, редким металлом.

Цезий редок и в геохимическом отношении. Хотя данные о его кларке противоречивы — приводятся значения 0,001 вес.% [2] и ниже [140], в литосфере содержание цезия оценивается в 7· Ю-4 вес.% [9, 139]. Последняя величина действительно мала, однако она сопоставима с содержанием в земной коре молибдена или тория и даже несколько выше содержания ртути. На этом фоне цезий выделяется лишь тем, что не образует крупных месторождений и труднее извлекается из исходного сырья.

Рубидий и цезий встречаются в природе только в виде соединений и являются типично литофильными элементами. Они присутствуют в качестве незначительных примесей в многочисленных горных породах, концентрируясь преимущественно в кислых изверженных и осадочных породах [11, 38, 141]. В сотых и тысячных долях процента рубидий и цезий обнаружены в образцах

205

базальтов, габбро, сиенитов, гранитов, диабазов, нефелинов, полевых шпатов, слюд, известняков и глинистых сланцев [11, 140—143]. С помощью спектрального анализа рубидий и цезий найдены в некоторых каменноугольных отложениях [144]; содержание рубидия и цезия в образцах некоторых некоксующихся углей составляет 3,2 · Ю-3 и 3,0 - 10-4 вес.% соответственно [145] Установлено присутствие рубидия и цезия также в почвах [11, 12]. Основной чертой в распределении их (так же как и лития) по почвенному профилю является обогащение верхних наиболее жизнедеятельных (гумусированных) горизонтов почв по сравнению с почвооб-разующими породами. Аккумуляция этих элементов начинает проявляться на первых стадиях почвообразования [14]. Больше всего рубидий и цезий встречаются в глинистых черноземах и почвах, расположенных на гранитах; среднее содержание рубидия — 1,5 · Ю-2, цезия — л · 10-4 вес.% [11].

В процессах выветривания горных пород и минералов, содержащих рубидий и цезий, последние вымываются и попадают в минеральные источники. Например, в водах Дюркгеймского минерального источника (Германия), известного в связи с открытием в нем цезия *, содержится [146] 0,21 мг/л RbCl и 0,17 мг/л CsCI, а в среднем содержание рубидия и цезия в минеральных источниках Германии более высокое [147]. Найдены рубидий и цезий и в минеральных источниках Бразилии, СССР [146—148], в горячих источниках Японии [149]. В значительно меньших количествах присутствуют рубидий и цезий в озерах, лиманах, подземной, морской воде и в ничтожной концентрации в речной воде [140, 145, 150—154]. Например, содержание рубидия в воде различных морей и океанов почти одинаково, не зависит от глубины и колеблется в пределах (1,0—2,1)· 10~5 вес.%, количество цезия в морской воде не превышает 5,0· 10-8 вес.% [145]. Низкое содержание рубидия и цезия в водах морей ** и рек объясняется сорбцией их почвами и глинами, образовавшимися на месте разрушения первичных пород, из которых элементы в ионной форме выносятся почвенными растворами.

Из минеральных источников и морской воды рубидий и цезий переходят в соляные рассолы и отложения и поэтому содержатся в борнокислых фумаролах, поташе, селитре и особенно в залежах калийных минералов сильвина и карналлита [30, 40, 140]. При этом в верхних горизонтах калийных соляных месторождений, продуктах последних стадий усыхания морских бассейнов (карналлите, каините, сильвине, калиборите) рубидий концентрируется в большей степени, чем цезий, что определяется меньшей геохимической связью цезия с калием ввиду довольно заметного различия в их ионных радиусах (по сравнению с рубидием).

* Цезий был первым элементом, открытым в незначительных концентрациях с помощью спектрального анализа.

** В морских отложениях концентрация рубидия и цезия более высокая и может достигать 2,4 · 1G"3 вес.% для рубидия и 1,5· Ю-4 вес.% для цезия [145].

206

О присутствии рубидия в растениях было известно еще в 1862 г., когда из щелоков от переработки свекловичного сока удалось выделить 400 г RbCl [155]. Позднее выяснилось, что многие растения аккумулируют рубидий и цезий. Особенно богаты этими элементами морские водоросли (ламинарии), содержащие 1,6· ??"3 —2,0· 10"3 вес. % рубидия и 1,0 · 10~5 — 1,6 · ??"5 вес.% цезия [145, 155], а также грибы, чай, кофе, красный виноград, цитрусовые растения, сахарный тростник и табак [21, 22, 140]. Высказывается в связи с этим мнение [156], что дальнейшие исследования могут привести к выявлению «рубидиевой флоры» (подобно тому, как это уже имеет место в отношении лития), и тем самым будет заложена основа для геоботанических поисков месторождений рубидия. Найдены рубидий и цезий и в животных организмах.

Как уже указывалось, рубидий является рассеянным элементом. Состояние высокого рассеяния рубидия в природе особенно резко проявляется в том, что собственные его минералы неизвестны. В виде же примеси он встречается преимущественно в минералах калия. Тесная геохимическая связь рубидия и калия, основанная на близости кристаллохимических характеристик их соединений, предопределяет постоянное совместное нахождение рубидия с калием на всех стадиях магматического и пегматитового процессов [157]. Цезий же не способен к такому четкому и широкому изоморфизму с калием, как рубидий. И хотя он также иногда выступает заместителем калия в изоморфном ряду его соединений и содержится в богатых калием алюмосиликатах (табл. 17), ограниченное вхождение цезия в кристаллические решетки минералов калия приводит к тому, что концентрация цезия в отдельных случаях может достигать уровня, достаточного для образования собственных минералов.

Как видно из табл. 17, число горных пород и минералов, в которых удалось обнаружить значительные концентрации рубидия и цезия, невелико. В процессе затвердевания магматического расплава происходило постепенное обогащение его рубидием и цезием, которые при кристаллизации остаточной магмы переходили преимущественно в гранитные пегматиты. В пегматитовых жилах и встречаются минералы, содержащие рубидий и цезий (лепидолит, микроклин, амазонит, циннвальдит, флогопит и др.).*

В гранитах основным минералом-носителем рубидия является калиевый полевой шпат (микроклин и амазонит), на долю которого приходится до 80% рубидия, содержащегося в породе; цезий же на 60—70% концентрируется в биотите. Следует заметить, что голубовато-зеленая окраска амазонитов не связана с повышенным содержанием рубидия, и более скромные по цвету полевые шпаты

* Предполагается [157], что перенос и концентрирование рубидия и особенно цезия осуществлялись в пегматитах при активном участии фтора и бора. Поэтому пегматиты с низкой концентрацией этих элементов ие содержат таких минералов, как лепидолит или поллуцит; напротив, в пегматитах, обогащенных бором, можно Встретить рубидий- и цезийсодержащий минерал родицит (см. табл. 15).

207

ад

2

-ю t~- —

ю

? S--,?? Ю

СО — t~- CN ~

— ? ? я ч я ?. ?) в в ?

со

LO О

<= °-ю

О О -?"

I I §

_ —о

§ §°" о

со о о

I о — о о о. о"

см ,^ — '-О

о N° I

0-Ю g _1 CN

-о о о ° о°.

_©о

со ю

тг со

— Ю ?^?

о — о" о"

II II

Ю —¦ — Ч"

go о g

о" о

о

со_ о о о" о о I I I

— CN [~-О о 8

о" о

со

о ю о

о ? о ·*

°"о о

ю

со о)

о я

о о о" о

^ CD СС

о о о о о о" I S I I I

— -Г О) to CN

— ° — о

страница 51
< 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
коробки с цветами на свадьбу
линзы однодневные acuvue trueye tutti цветные линзы
автосигнализация cenmax vigilant st-5
цены на героскутеры в зао москвы

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
(05.12.2016)