химический каталог




Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия

Автор В.E.Плющев, Б.Д.Степин

, которая проникает в него только в процессе замещения Cs+ на Na+.

Последний вывод был сделан на основании ранее выполненных несколькими исследователями работ и данных Г. Неля по обезвоживанию поллуцита. Эти работы имели важное значение как для выяснения положения воды в кристаллической решетке поллуцита, так и для понимания структуры минерала в целом.

Содержание воды в поллуците всегда переменное и не превы-шает 4%. Кривые обезвоживания поллуцита из различных месторождений [188, 192, 196] указывают на то, что поллуцит не является типичным цеолитом, хотя рентгеноструктурные характеристики его до и после обезвоживания нисколько не отличаются друг от друга, т. е. что вода не принимает участия в построении кристаллической решетки минерала (рис. 18),

216

Отличает поллуцит от цеолитов трудность его обезвоживания и почти полная неспособность к последующему поглощению воды. Трудность обезвоживания заключается .в малой скорости и высокой температуре процесса, доходящей до 500° С [188]. Кривые обезвоживания поллуцита не типичны для цеолитов, они указывают, что вода «связана». Трудности обезвоживания и оводнения поллуцита объясняются [188] большой величиной и малой подвижностью ионов цезия в структуре поллуцита (в отличие от анальцима, который содержит небольшой ион Na+, способный перемещаться), из которого вода может удаляться только вдоль каналов, занятых катионами с §? ' большими ионными радиусами. Возра- ^ '^У f

стание содержания воды в поллуците при ^ 2,0 - / <>&/-о

замене части цезия натрием лишь под- ^ / УГ^, „

тверждает эту мысль. **;о- /

Изменение показателя преломления ,| ' 4? у у 3

кристаллов поллуцита при удалении воды с(У1_9л^^

в сторону уменьшения от 1,527 до 1,513 \o^fnJvzo^_—(-^

(месторождение штата Мэн, США) и 0 2f ш 600 800 от 1,520 до 1,506 (месторождение Температура, С

о. Эльбы) также подтверждает [192] Рис. ?8. кривые обезвожи-предположение о том, что вода занимает ваная поллуцита:

в решетке поллуцита «щели и ? роме- /-поллуцит с о. Эльбы [ту,

г г 2-поллуцит с о. Эльбы [192];

ЖуТКИ» В Пространстве между ИОНаМИ, з-поллуцит из Геброиа [США]

которые после удаления воды запол- [192]· няются воздухом. Возможность проникновения воды в решетку поллуцита только при замене Cs+ на Na+ была доказана Р. Баррером и Н. Мак-Каллумом [159] экспериментально: синтетический чистоцезиевый поллуцит, полученный гидротермальным путем, не содержал воды и по составу отвечал формуле Cs20 · А1203 · 4Si02. Сопоставление рентгеновских данных для природного поллуцита и искусственного безводного поллуцита, полученного В. Е. Плющевым [200] высокотемпературным синтезом, также может служить косвенным подтверждением того, что вода в структуре поллуцита участвует при катионном замещении.

Выполненные к настоящему времени исследования структуры и свойств поллуцита дают основание считать его состав отвечающим формуле (Cs, Na)20 · Al203'4Si02-пН20 или сокращенно (Cs, Na) [AlSi2Oe] · пНаО (теоретически Cs20 · А1203 · 4SiOa или Cs[AlSi2Oe]). Из установленных пока в природе разновидностей поллуцита наиболее богатая цезием разновидность соответствует формуле Cs4NaAl5Si,i032- 1,ЗН20 [40].

Плотность поллуцита 2,86—2,90 г/см3 [40], но встречаются и более высокие значения (до 3,03); твердость по Моосу 6—7. В порошке под микроскопом поллуцит изотропен (в Na-свете показатель преломления равен 1,506—1,524); при прокаливании теряет воду и становится непрозрачным [40], причем дегидратация привод дит к уменьшению показателя преломления.

217

При нагревании поллуцит с трудом разлагается соляной кислотой с выделением порошкообразного кремнезема. Плавится с трудом, превращаясь в белую эмаль и окрашивая пламя в красный цвет [30].

Поллуцит — минерал гидротермального происхождения и встречается в миаролитовых пустотах в гранитах и пегматитах. Четко образованные кристаллы поллуцита, представляющие комбинацию (100) и (210), встречаются в пустотах гранитов, достигая в поперечнике 2 см, но они редки. Обычно встречающиеся кристаллы имеют вид прожилок. Очень характерны для поллуцита, встречающегося в сплошном зернистом виде, многочисленные тонкие включения вторичных минералов белого, серого и розового цветов; среди них зерна сподумена и продуктов его изменения — альбита, эвкриптита, мусковита, реже галлуазита и лепидолита. В сплошных массах поллуцита наблюдаются также многочисленные тончайшие белые прожилки каолиноподобных минералов — продуктов его разрушения [201]. В шлифах выветренных образцов обнаруживается развитие на поллуците глинистого минерала, возможно каолинита [184].

Поллуцит первоначально был найден в крайне ограниченных количествах; его немногочисленные месторождения были быстро выработаны, и минерал стал считаться редким. Такой взгляд прочно укоренился в литературе и высказывается до сих пор [22], несмотря на то что значительные скопления поллуцита, найденные в последние 25 лет, дают основания считать его промышленным сырьем для ряда стран.

Важнейшие месторождения поллуцита находятся в районе ле-пидолитовых месторождений Юго-Западной Африки (Карибиб); известны месторождения в США (штаты Мэн и Южная Дакота), Швеции (Варутреск), Канаде, Китае и в СССР [10, 40, 140, 181, 202].

В табл. 18 дана химическая характеристика поллуцита некоторых месторождений по данным разных авторов [181, 203].

Поллуцит ассоциирует с петалитом, лепидолитом, амблигони-том, розовым турмалином, бериллом, альбитом, кварцем [40].

Наряду с многочисленными работами по изучению химического состава поллуцита, его структуры и свойств данные по исследованию природных и искусственных превращений поллуцита почти полностью отсутствуют, хотя подобные сведения представили бы большой интерес не только для геохимии и минералогии, но также для технологии. Они могли бы дать ценный материал для изучения целого ряда технологических процессов, а в ряде случаев и помочь в выборе наиболее рациональных методов переработки поллуцита.

Сведения о вторичных превращениях поллуцита ограничиваются работами Квенсела [199, 204]. При исследовании поллуцита Варутреска (Швеция) было найдено [184, 199, 204], что минерал претерпевает далеко идущее разрушение. В его образцах были обнаружены два продукта превращения, резко отличающихся друг

218

ТАБЛИЦА П

Химический состав поллуцита некоторых месторождений

Состав поллуцита различных месторождений, вес. Ч

Компоненты США (штат Мэн) США (штат Южная Дакота) Швеция СССР

Cs20 36,10 23,46 30,77 26,61

Rb20 — — 1,60 —

к2о 0,48 1,06 0,51 1,00

Na20 1,68 3,58 1,87 3,10

Li20 0,05 0,12 0,25 0,42

MgO — 0,38 — 0,57

СаО 0,22 1,04 — A1203 16,30 17,96 16,71 17,20

Fe203 . — 0,14 0,01 0,32

Si02 43,51 47,88 46,28 48,03

P205 — — 0,25 —

H20 1,50 3,45 1,80 2,79

от друга. Один из них представлял собой компактное желто-коричневое загрязненное глинистое вещество, другой — белый, мягкий вторичный минерал. При детальном исследовании индивидуальным оказался лишь второй продукт, однако он содержал вкрапления сильно диспергированного поллуцита. На основании косвенного расчета по данным анализа, это соединение имело формулу, близкую к 2(R20, RO) ·3?1203· 12Si02-6H20. Данная формула отвечает продукту изменения сподумена (найденного в том же месторождении), условно названному циматолитом [43]. Следовательно, при гипогенных процессах два отличных друг от друга минерала — поллуцит и сподумен — имеют один и тот же продукт выветривания—глинистый минерал, образующийся в результате вымывания цезия из поллуцита и лития из сподумена. Химический анализ, оптические и рентгеновские данные показывают, что этот вторичный минерал принадлежит к каолинитовой группе.

Авогадрит

Авогадрит * — борофторид калия (К, Cs) [BF4], в котором калий частично изоморфно замещен цезием. Состав минерала непостоянен. Содержание CsBF4 может достигать 20%, но обычно составляет примерно 9,5% (остальное — KBF4).

Цвет минерала — белый, иногда желтоватый или красноватый (в прозрачных шлифах бесцветен).

* Назван а чсстъ нталькнского фианка Амедео Авогадро.

219

Кристаллизуется авогадрит в ромбической сингонии. Плотность равна 2,617 г/см3 (вычисленная). Угол оптических осей большой; двуосный, оптически отрицательный. Плавится авогадрит легко [205].

Встречается в виде мелких таблитчатых по (001) и реже удлиненных по (010) или (100) кристаллов.

Авогадрит—редкий минерал, найден с сассолином В[ОН]3 и другими солями на Везувии и является продуктом фумарольной деятельности [205].

ОБ ОБОГАЩЕНИИ ПОЛЛУЦИТА

В рудной технологии при получении соединений цезия чаще всего имеют дело с штуфным минералом (поллуцитом), обогащаемым ручной рудоразборкой. После измельчения получают концентрат минерала самой различной кондиции (содержание СэгО от 10 до 30%) *. Подобные концентраты вполне пригодны для гидрометаллургической переработки [164].

Помимо ручной рудоразборки применяется флотация минерала [156, 206]. При флотации к измельченной до 0,12—0,15 мм руде добавляют серную кислоту до значения рН=1,4—2,7, небольшие количества соляной или плавиковой кислоты и сульфата алюминия, после чего вводят флотореагент (аминоацетат кокосового масла). При флотации в пенный продукт удаляется пустая порода (кварц, полевой шпат, слюда и т. д.), а поллуцит остается в хвостах. Рубидий, содержащийся в слюде, переходит в пенный продукт и концентрируется (на 80%) в его первой фракции.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ландолы П., Ситтиг М., Справочник по редким металлам, под ред. В. Е. Плющева, Изд. «Мир», 1965, стр. 343—383.

2. Ферсман А. Е., Геохимия, т. III, ОНТИ, Химтеоретиздат, 1937.

3. ? е ? с м а н А. Е., Редкие металлы, вып. 4—5, 13 (1932).

4. ? о д д а к И. и В., Усп. хим., 5, 886 (1936).

5. Г о л ь д ш м и д ? В. М., Усп. хим., 7, 288 (1938).

6. Lundegardh Р. Н., Arkiv. Kemi, Mineral., Geol., 23A, 9 (1946).

7. Slock L. W., Nachr. Qes. Wiss. Gottingen, Math.-physik. Klasse, Fachgrup-pen, IV, 1, 171 (1936).

8. Виноградов А. П., Геохимия,

страница 54
< 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
костюмы ветрозащитные в красноярске
Удобно приобрести в КНС Нева моноблок Асус с доставкой в пределах Петербурга
стойка под плазму аренда
курсы косметолога визажиста

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
(04.12.2016)