Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Минерально-сырьевая база Урала для керамической....doc
Скачиваний:
144
Добавлен:
10.11.2018
Размер:
3.05 Mб
Скачать

В качестве примесей в незначительных количествах присутствуют Fe2o3, Cr2o3, MgO, FeO, иногда NiO, CuO, ZnO.

Химический состав галлуазитов Урала приведен в табл. 3.50.

Галлуазит из Айдырли нежноголубой, гелеподобный, излом плоскораковистый. Твердость 1–2. Анализ дает большую чистоту минерала.

Таблица 3.49. Химический состав чистых минералов галлуазита

Минерал

Содержание оксидов, %

SiO2

Al2O3

H2O

Галлуазит Al2O3  2SiO24H2O

Галлуазит Al2O3  2SiO23H2O

Метагаллуазит Al2O3  2SiO22H2O

40,80

43,50

46,60

34,70

36,90

39,48

25,0

19,60

13,92

Таблица 3.50. Химический состав галлуазитов Урала

Месторождение

Содержание оксидов, %

SiO2

Al2O3

Fe2O3

FeO

Cr2O3

MgO

NiO

H2O

Айдырлинское

Журавлинское

Кимперсайское

43,27

46,47

42,62

37,41

37,61

39,52

0,11

0,13

0,54

--

--

0,14

0,16

--

--

--

0,60

0,98

--

--

0,16

19,37

15,47

16,25

Кимперсайский галлуазит слегка зеленоватый. Продукт разложения габбро-амфиболитов. Журавлинское месторождение галлуазита очень сложное и его развитие представляется в следующем виде.

1. Серный колчедан, находящийся в темных глинах, которые лежат выше каменноугольного известняка, окисляясь, дает сернокислые соли железа, гидрат оксида железа и серную кислоту.

2. Получившаяся при окислении пирита серная кислота действует на каолинит глин, слюду и полевой шпат, присутствующих в глинах (песчанниках), в результате чего получается H2SiO3, Al2(SO4)3 и K2SO4.

3. Сернокислые растворы, кремнезем и избыток серной кислоты проникают до известняка, который вызывает осаждение гидрата глинозема и образование гипса и СО2, чем создаются условия для выноса водного кремнезема. Гипс также выщелачивается.

4. С другой стороны, выщелачивание вышележащих глин создает условия, благоприятные для образования устойчивых каолинитовых суспензий, которые, спустившись вниз до известняка, попадают в условия своей коагуляции вследствие присутствия СаСО3; отсюда получаются осадки каолинита и галлуазита.

5. Галлуазит, в свою очередь, в присутствии свободной H2SO4 превращается в алунит. Такова сложность процессов, имеющих место в образовании сложного и пестрого по составу Журавлинского алунито-каолинитового месторождения.

Синтетически галлуазит пока не получен (при синтезе употребляются слишком высокие для образования галлуазита температуры), но то обстоятельство, что галлуазит большей частью приурочен к гипергенным продуктам основных пород, позволяет сделать заключение не только об относительно низких температурах его образования, но и о том, что среда, в которой он образуется, менее кислая, чем при образовании каолинита (имеются галлуазиты, которые разлагаются в кислотах).

Отношение галлуазита, метагаллуазита и каолинита к соляной кислоте, к едкому натру и перикиси водорода не одинаково (табл. 3.51).

Таблица 3.51. Разложение галлуазита, метагаллуазита и каолинита в HCl, NaOH и Н2О2 (%)

Образцы

При комнатной температуре

В 5% HCl

В 10% HCl

В конц. HCl

В 1% NaOH

В 10% NaOH

В 6% H2O2

Галлуазит

8

13

16

12

19

Метагаллуазит

2

3

4

4

11

Каолинит

1

1

3

2

5

При температуре водяной бани

Галлуазит

16

33

46

40

77

1

Метагаллуазит

10

12

4

12

56

Каолинит

1

2

4

6

20

При 100оС галлуазит растворим в концентрированной HCl и 11,5М растворе H2SO4. Не растворим в 1М растворе КОН при нагревании до 100оС.

Способность к комплексообразованию у галлуазитов выражена слабо. При обработке галлуазита избыточным количеством органических жидкостей слои молекул воды замещаются слоями органических жидкостей, что сопровождается изменением базального межплоскостного расстояния от 1,0110-10 до 1,110-10 мм, зависящем от характера органических молекул. Поглощенные молекулы органического вещества размещаются в галлуазите, по-видимому, однослойно. Имеются указания, что в единичных случаях при этом удавалось увеличить межплоскостные расстояния до 1,710-10 мм. Это может служить важным диагностическим признаком, в частности, если галлуазит содержится в смеси с каолинитом.

Галлуазиты способны также поглощать сульфиты, хлориты, нитраты в количестве от 5 до 45% своей массы, что также сопровождается расширением решетки.

Емкость катионного обмена галлуазита 15–40 мг-экв. на 100 г. Метагаллуазит умеренно пластичен и обменная способность его ионов незначительна, часто она составляет лишь 8 мг-экв. на 100 г. В формуле Al2O32SiO2nH2O может изменяться от 3,5 до 4,0 мг-экв. для галлуазита и от 2,33 до 2,66 мг-экв. для метагаллуазита.

Природа галлуазита пока недостаточно еще выяснена, некоторые исследователи рассматривают галлуазит в качестве самостоятельной группы, включая в нее галлуазит, метагаллуазит и ферригаллуазит.

Все относящиеся сюда минеральные виды обладают общими физическими свойствами и близки друг к другу по условиям их образования. Как правило, эти минералы встречаются в виде коллоидных или метаколлоидных образований, возникая в виде гелей путем коагуляции золей исключительно в экзогенных зонах.

Галлуазит является типичным экзогенным минералом, встречается вместе с каолинитами, с обычным преобладанием первого минерала как в остаточных, так и в переотложенных глинах и каолинах. Многие принимают галлуазит за коллоидный, переходный к каолиниту продукт. Обычно образование галлуазита связано: а) с корой выветривания на габбро и габбро-амфиболитах, габбро-диабазах и кремнистых сланцах; б) с прожилками в основных и ультраосновных породах; в) с переотложенными континентальными глинами в виде выпавших из раствора в карстах минералов. Известны случаи нахождения галлуазита совместно с алунитом (действие сернокислых вод), а также с диаспором, гиббситом, монтмориллонитом и др. Его находят в линзообразных массах и стяжениях, в пустотах различных пород, как вторичное образование и как составную часть тонких фракций осадочных пород: в глинах и суглинках различных пород. Нередко он встречается в некоторых рудных месторождениях никеля, меди, железных и цинковых руд, залегая вместе с ними в карстовых впадинах среди известняков, является он также продуктом выветривания цветной составной части ультраосновных и основных пород. Встречается в кислых почвах, богатых органическими кислотами.

Галлуазит довольно широко распространен в коре выветривания многих месторождений никелевых гидросиликатов Южного Урала: Айдырлинском, Халиловском, Кимперсайском и др. Обычно он загрязнен различными химическими и механическими примесями. На Среднем Урале на месторождении алунитовых глин Журавлинского месторождения (на реке Чусовой, Пермская область) в карстовой впадине вместе с алунитом и гидраргиллитом на границе известняков и бурых глин выявлены значительные запасы галлуазита. Рентгенограмма необработанного образца свидетельствует о том, что в образце присутствует метагаллуазит.

В Уфалейском районе (Челябинская область) среди глиноподобных образований встречается галлуазит гарниеритового ряда (Ni4Si4O10 OH44H2O).

Сравнительно широко он распространен в коре выветривания серпентинитов в Аккерманском (около Орска) и Халиловском (Оренбургская область) районах, а также в месторождениях Кимперсайского района (Актюбинская область, Республика Казахстан).

Гарниерит-галлуазит – минералы этого ряда изучены в месторождениях силикатно-никелевых руд Среднего Урала: Петровском, Тюленевском, Ново-Черемшанском, Голендухинском и др. Здесь минералы этого ряда широко развиты на поверхности мраморов или конкреций в галлуазитовых глинах по соседству с подвергнувшимися выветриванию в древнее время серпентинитовыми массивами.

Гарниерит-галлуазит – этот ряд обнимает многочисленные минеральные виды, отличающиеся друг от друга главным образом по химическому составу и окраске. Как правило, эти минералы встречаются в виде коллоидных или метаколлоидных образований.

Галлуазитам, как и другим глинистым минералам, свойственна лабильность связей, что наблюдается в перестройке их структур, например, из галлуазита образуются либо слюдоподобные (в присутствии щелочей), либо разбухающие (в присутствии щелочноземельных ионов) фазы в автоклаве (410-550оС и 90,0 МПа).