химический каталог




Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия

Автор В.E.Плющев, Б.Д.Степин

о

°- о.о'о.

ООО

— со —о

II II

СП со ю

О О — О)

??

го

I

см

со"0, со -Ч"

I I

о ю

°°.о ?>

CN

5 а.

? =

я ?

r

s

s > ?.

V

s s

?. о

?

_ о

о

(О CN

<

XI

or

I

е_

о ~

.-Тел

СЛ "

?-1 ?

ч о с

CU

о о.

о о

со д

ч

я

я д Я

« Й я s Я

S 5 а о. ?

с_ ? о ^

? н g, я m

я

Л Я

ч я

со в

сп се

? Ч

ии

ее

г

ч

CD

я %

CU оз

я «я

я

? о

en

О О.

s §

? 2 s g

С\Ч О с

е- s w^ я ex K

5 ? « fc 55«?

О О, t. о

со о о я

13

га а 9 « о я алх я к о я я

чз Я

—. ч е- ? н Й e-S sEs «яз.

я« ч 3 3 а 5 о-< С«

могут часто содержать гораздо большие количества и рубидия и цезия. Так, в белых микроклин-пертитах содержание рубидия может достигать 2,0%, а цезия — до 0,5% [156]. Однако при одновременном присутствии амазонита и микроклина содержание рубидия в амазоните все же значительно выше.

В пегматитах наиболее высокая концентрация рубидия и цезия наблюдается в слюдах (мусковит, флогопит, лепидолит). При этом если рубидий, замещая калий в структуре слюд, в лучшем случае образует «рубидиевый лепидолит» с содержанием рубидия до 6% [157], то цезий в силу своих индивидуальных геохимических свойств накапливается в бериллах («цезиевые бериллы» содержат до 4% цезия) и, наконец, образует собственный минерал поллу-цит *.

В специальной литературе можно найти подробное освещение геохимии как рубидия [162], так и цезия [163].

МИНЕРАЛЫ-КОНЦЕНТРАТОРЫ РУБИДИЯ И ЦЕЗИЯ

К минералам, в которых содержание рубидия и цезия достигает относительно высоких концентраций и которые, следовательно, можно назвать минералами-концентраторами рубидия и цезия, относятся: лепидолит, биотит, амазонит, петалит, берилл, воробьевит (розовая Cs-содержащая разновидность берилла), циннвальдит (табл. 15 и 17), лейцит (K[AlSi206]), трифилин (табл. 15), карналлит и некоторые другие [30, 40, 164, 165]. Все эти минералы, за исключением двух последних, являются алюмосиликатами (преимущественно калия) и встречаются главным образом в пегматитовых жилах, отвечающих наиболее низкотемпературным образованиям и характеризующихся обилием минералов лития — амблигонита, лепидолита и сподумена [166]. Большинство указанных минералов было с той или иной степенью подробности охарактеризовано выше; многие из них не представляют большой редкости [30, 40, 167, 168], однако возможности промышленного использования многих из них (особенно наиболее распространенных) для извлечения рубидия и цезия ограничены.

Ниже рассматриваются минералы-концентраторы рубидия ** и цезия из группы калиевых минералов, составляющих соляные отложения.

Карналлит

Карналлит — двойной хлорид калия и магния КС1 · MgCl2 · 6Н20, в котором рубидий и цезий присутствуют как изоморфные заместители калия в кристаллической решетке минерала. Среднее

* Отсутствие в природе собственных минералов рубидия не имеет вполне удовлетворительного объяснения и после осуществления гидротермального [159] и высокотемпературного [160, 161] синтезов некоторых алюмосиликатов рубидия может считаться до некоторой степени случайным.

** О мииералах-коицеитраторах рубидия см. также работу Ю. С. Слепнева и Т. Ф. Бойко [169].

14 Зах. 301

209

содержание рубидия в карналлите составляет 0,015—0,040 вес.%, считая на RbCl, содержание цезия в несколько десятков раз меньше [164, 170]; приводятся [156, 171] такие значения: 0,009— 0,04 вес.% (рубидий) и 0,0003—0,002 вес.% (цезий). В небольших количествах изоморфными примесями в карналлите являются бром (до 0,2%), изредка литий и таллий. Следует иметь в виду, что рубидий и цезий в различных природных процессах и образованиях часто соприкасаются не только с калием, но также с таллием, барием, стронцием и реже с натрием [157].

Карналлит обычно встречается в сплошных зернистых массах и окрашен * в розовый, красный (за счет включений диспергированной окиси железа) или желтовато-бурый цвет (примесь гидроокислов железа); блеск на свежем изломе стеклянный, но на воздухе быстро тускнеет и становится жирным [40].

Кристаллизуется карналлит в ромбической сингонии; параметры кристаллической решетки: а = 9,54; Ь — 16,02; с = 22,52 А [40].

Плотность карналлита равна 1,60 г/см3; твердость по Моосу 2—3, хрупок, спайность отсутствует. Оптические характеристики: Ng = 1,494, Nm = 1,475, Nv = 1,466. Легко плавится, очень гигроскопичен, легко расплывается во влажном воздухе, разлагаясь на КО и MgCl2 · 6Н2О и образуя густой рассол [40]. В интервале температур 10—100° С карналлит инконгруэнтно растворяется в воде с выделением в твердую фазу хлорида калия в виде шлама. При нагревании выше 160° С карналлит разлагается [172].

Карналлит является минеральным образованием, характерным для верхних горизонтов соляных месторождений, так как представляет собой типичный продукт последних стадий усыхания морских бассейнов **.

Крупнейшими месторождениями карналлита являются [140, 172] всемирно известные Соликамское (СССР) и Стасфуртское (ГДР). Имеются залежи карналлита в Калуше (УССР) [40] и в ряде других мест [173].

Спутниками карналлита являются галит, кизерит, гипс и некоторые другие соли калия, магния и кальция — ангидрит, сильвин, эпсомит, каинит, полигалит, тахгидрит [30, 40, 174].

Сильвин

Сильвин — природный хлорид калия КС1, в котором постоянно в незначительных количествах [175] присутствуют RbCl и CsCI. а также КВг (до 0,1 %).

* Чистые разновидности — молочно-белые. ** В частности, образуется одним из последних из рапы соляных озер, богатой калием и магнием, вследствие чего встречается в верхних горизонтах погребенных соляных залежей осадочного происхождения, располагаясь выше отложений сильвинита, т. е. галит-сильвиновой породы [40].

210

Встречается в виде сплошных зернистых масс. Цвет их — молочно-белый, розовый или ярко-красный (за счет диспергированной Ре20з), но бывают и бесцветные; блеск стеклянный. Сильвин похож на галит (NaCl), с которым часто образует зернистые срастания. Кристаллизуется в кубической .гранецентрированной решетке типа NaCl (величина элементарной -ячейки больше, чем у NaCl). Плотность 1,97—1,99 г/см3 (меньше, чем у галита); твердость по Моосу 1,5—2, хрупкий, спайность весьма совершенная по (100); показатель преломления равен 1,490 (ниже, чем у галита). Плавится при 800° С, гигроскопичен, легко растворяется в воде [40].

Образуется сильвин, подобно галиту, в усыхающих соляных озерах [40].

Наиболее крупные месторождения сильвина: величайшее в мире Соликамское (СССР) и Стасфуртское (ГДР). Известны залежи сильвина в Эльзасе (Франция) [40].

Хотя для сильвина характерно концентрирование в верхних слоях залежей вместе с карналлитом * и эпсомитом, в месторождениях он часто сопровождается галитом [40].

Каинит

Каинит — KMg [S04] С1 · ЗН20 или КС1 · MgS04 · ЗН20 содержит рубидий и цезий почти в таких же количествах, как и карналлит.

Встречается в виде сплошных плотных зернистых масс, белых, желтоватых или красно-бурых; блеск стеклянный. Кристаллизуется в моноклинной сингонии. Плотность 2,1 г/см3, твердость по Моосу 2, спайность совершенная по (001). Оптические характеристики: Ng= 1,516, A/m = 1,505, Np => 1,494 [40].

Каинит не гигроскопичен (в отличие от карналлита), но легко растворяется в воде, подобно карналлиту — инконгруэнтно: из водного раствора кристаллизуется двойная соль следующего состава K2Mg(S04)2-6H20.

В месторождениях часто образует самостоятельный каинитовый ярус над карналлитовым. Ассоциирует с шенитом, карналлитом, галитом, кизеритом [30, 40].

Распространен в соляных месторождениях Стасфурта (ГДР) н Калуша (УССР) [40].

Совершенно очевидно, что данные о распространенности рубидия и цезия в различных минералах нуждаются в уточнении. Однако не подлежит сомнению, что среди отмеченных минералов

* Сильвин иногда является продуктом разложения карналлита. 14*

211

некоторые могут быть использованы для извлечения из них цезия и, главным образом, рубидия.

В первую очередь нужно иметь в виду лепидолит, превосходно освоенный промышленностью в связи с производством соединений лития. Это — первоклассное сырье для получения рубидия. Лепидолит и ранее использовали для попутного извлечения рубидия и цезия. В настоящее время в США, где усиленно перерабатывают африканский лепидолит *, созданы запасы получаемых попутно концентратов рубидия и цезия, из которых производят необходимые соединения этих элементов [176]. Рубидий можно извлекать и при комплексной переработке циннвальдита.

Следует помнить, что в относительно небольших количествах рубидий встречается и в других слюдах и что можно использовать для извлечения рубидия калиевые полевые шпаты (микроклин и амазонит) [164]. Однако при использовании этого сырья требуется применение специальных химико-металлургических процессов, которые пока в достаточной степени не разработаны.

Перспективными источниками для извлечения рубидия становятся карналлит и каинито-калиборитовые ** породы соляных куполов. Особенное значение, несомненно, будет иметь карналлит, гигантские запасы которого делают неисчерпаемыми ресурсы не только рубидия, но и цезия. При этом современные масштабы переработки карналлита на магний и соединения калия таковы, что можно извлекать рубидий (или цезий) из отходов соответствующих производств, не прибегая к предварительному специальному химическому обогащению исходного сырья. Однако попутное извлечение цезия является пока еще слишком сложным.

Определенный интерес может представить извлечение рубидия из других калиевых солей (например, сильвина), ежегодная мировая добыча которых (без СССР) составляет 4—5 млн. ? (в пересчете на КгО). При среднем содержании в этих солях 0,01% рубидия можно получать 400—500 ? его соединений. Как потенциальное сырье с практически неограниченными запасами рубидия следует рассматривать илы и глинистые материалы озерных донных отложений и соляных пород [171].

Как можно было заметить, большинство рубидийсодержащих источников, по крайней мере в самое ближайшее время, не может рассматриваться в качестве объектов для одновременно

страница 52
< 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
дверная ручка-скоба мвм comfort
подарочный сертификат на adidas
билеты новогодние елки
винтовая пара для стула

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
(14.12.2017)