Pyrokloori

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 12. helmikuuta 2019 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 13 muokkausta .
Pyrokloori

Pyrokloori. Löytöpaikka: Vishnevogorsk, Etelä-Ural, Venäjä
Kaava (NaCa) 2 Nb 2 O 6 (OH, F)
sekoitusta mangaani
Fyysiset ominaisuudet
Väri Väritön tai keltainen
Viivan väri Valkoinen
Paistaa Lasi
Läpinäkyvyys Läpinäkymätön
Kovuus 6-6.5
pilkkominen Epätäydellinen kirjoittaja {101}
Tiheys 2,81 g/cm³
Kristallografiset ominaisuudet
Syngonia kuutio
Optiset ominaisuudet
Taitekerroin 1.542
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Pyrokloori  on oksidien ja hydroksidien luokan mineraali , natriumin, kalsiumin ja niobiumin monimutkainen oksidi lisäanionien kanssa. Koordinointirakenteen kristallirakenne.

Nimi tulee muusta kreikasta. πῦρ , yl. pad. πυρός  - "tuli" ja muut kreikkalaiset. χλωρός  - "vihreä" (F. Wöhler, 1826).

Synonyymit - fluorokloori, kalkolampriitti, endeiliitti.

Mineraalien ominaisuudet

Kiteiden rakenne ja morfologia

Kuutioinen syngonia  - Fd3m. Kiteinen, harvemmin röntgenamorfinen - metamiktinen. Kiteiselle yksikkökennoparametri on 1,04–1,045 nm, metamiktisen kalsinointituotteen 1,037–1,041 nm; pienimmät soluparametrit ovat harvinaisten maametallien lajikkeissa ( obrucheviitti ja marinakiitti ) 1,031–1,037 nm; pandaiitille 1,056-1,058 nm, strontiumille noin 1,047 nm, lyijylle 1,053-1,057 nm. Z = 8. Heksoktaedriluokka, kristallografinen ryhmä  - m3m (3L 4 4L 3 6L 2 9PC). Havaitut muodot: a (100), d (110), o (111), n ​​(211), m (311); näistä o (111) hallitsee, pienet fasetit a (100) ja d (110) eivät ole harvinaisia. Kiteet ovat yleensä oktaedrisiä . Usein ne ovat epätäydellisiä, joskus ne ovat litistyneet oktaedrin pintaa pitkin. Kaksoset kohdassa (111) ovat erittäin harvinaisia. [yksi]

Fysikaaliset ominaisuudet ja fysikaalis-kemialliset vakiot

Halkeamista ei yleensä havaita, joskus epätäydellinen katkaisu tai erottuminen kohdan (111) mukaisesti. Hauras. Murtuma on epätasainen, conchoidinen tai sirpaloitunut. Kovuus 5-5,5. Mikrokovuus 100 g:n kuormituksella on 514–764 kg/mm2 , metamikt-hydratoiduilla näytteillä pienempi. Se kasvaa hieman Nb -pitoisuuden kasvaessa , vyöhykekiteissä se on erilainen eri vyöhykkeillä; pienin mikrokovuus - obrucheviitissa  - 317-412 kg / mm2 ( 50 g:n kuormituksella), pandaiitilla 570 kg / mm2 , strontiumpandaiitilla 353-550 kg / mm2 . Ominaispaino vaihtelee välillä 3,8 - 5; kun metamiktisen pyrokloorin koostumus on läheinen, se on alhaisempi kuin kiteisellä pyrokloorilla, laskee hydraation seurauksena , lisääntyy yleensä Ta , U , Ba , Sr , Pb pitoisuuden kasvaessa . Väri kelta-ruskea, punertavanruskea, ruskeasta ruskea-mustaan, myös vaaleanruskea, meripihkanruskea, meripihkankeltainen, vaaleankeltaisesta värittömään, joskus vihreä, kellertävä ja oliivinharmaa. Kiteissä väri on usein jakautunut epätasaisesti: ytimen väri eroaa kiteen ulkoosista, värissä on eroja eri vyöhykkeillä ja halkeamia pitkin. Viiva on vaaleanruskea, kellertävä. Kiilto lasimaisesta rasvaiseen ja hartsimaiseen halkeamaan. Tummanväriset erot näkyvät vain ohuissa fragmenteissa; hydratoitu pyrokloori on läpinäkyvää. Radioaktiivisia vaihtelevissa määrin riippuen uraani- ja toriumpitoisuudesta , joskus vain erilliset kidevyöhykkeet ovat radioaktiivisia. Lävistyksen jälkeen ne luminesoivat elohopeakvartsilampun säteissä.

Magneettisen erotuksen aikana pyrokloori konsentroituu ei-sähkömagneettisiksi ja heikosti sähkömagneettisiksi jakeiksi. Muuttumattoman pyrokloorin spesifinen magneettinen herkkyys vaihtelee ja kasvaa merkittävästi mineraalin muuttuessa. Tyypillisen pyrokloorin dielektrisyysvakio on 4,1-5,1, obrucheviitin 3,81-4,96, uraanipyrokloorin 3,42-3,46. Sähkönjohtavuus on noin 2,0 * 10 −10 ohmia. Kiteisten ja metamiktisten pyrokloorien infrapuna-absorptiospektrit ennen ja jälkeen lävistyksen ovat samat; Pyroklooripinta on negatiivisesti varautunut. Sen suspension pH on yli 7,8, obrucheviitissä se on 7,0. Se kelluu öljyhapon , natriumoleaatin ja fosfoteenin kanssa. Karbonatiittipyrokloorimalmien vaahdotuksessa öljyhapon kanssa kupferonia käytetään aktivaattorina ja lignosoli toimii masennusaineena; zirkonipyrokloorimalmit kellutetaan öljyhapolla natriumhydroksidin ja kalsinoidun suolan kanssa; seuraava happokäsittely ja konsentraatin vaahdotus natriumaksyylisulfaatilla happamassa väliaineessa. [2]

Mikroskooppiset ominaisuudet

Ohuissa osissa läpäisevä vaaleanruskea, keltainen, tumman punertavanruskea lähes läpinäkymätön. Isotrooppinen . Taitekerroin vaihtelee välillä 2,14-1,9: varsinaisilla pyrokloreilla 2,00-2,14, hieman pienempi uraanilla rikastetuilla  - 1,93-1,96, merkittävästi pienempi - 1,83 obrucheviitilla , 2, 07-2,10 - strontiumpandaiitilla . Ohuissa osissa on tunnusomaisia ​​lukuisia halkeamia, ja usein havaitaan epätasainen värin jakautuminen. Kiillotetuissa osissa heijastuneessa valossa vaaleanruskea ( ilmeniittiä tummempi , hieman kermainen magnetiittiin verrattuna). Heijastuskyky 11,9-16,2 %. Isotrooppinen. Sisäiset refleksit ovat ominaisia: punertavankeltaisesta keltaiseen. [3]

Kemiallinen koostumus

Koostumus on vaihteleva johtuen laajasta isomorfismista ja vaihtelevasta hydrataatioasteesta . Tyypillisen pyrokloorin koostumus on lähellä kaavaa A 2 B 2 O 6 F - NaCaNb 2 O 6 F (teoreettinen koostumus: Na 2 O - 8,53 %; CaO - 15,39 %; Nb 2 O 5  - 73,06 %; F - 5,22 %; yleensä puuttuu ryhmän A kationeja ja anioneja (X); näiden ionien puutteella pyrokloori yleensä hydratoituu, ja sen yleinen kaava on A 2 - m B 2 X 1 - n * nH 2 O.

B-ryhmässä niobium hallitsee voimakkaasti Ta ja Ti , ryhmässä Ca ja Na , jotka korvataan TR:llä, U :lla , Th :llä , harvemmin Ba :lla , Sr :llä ja Pb :llä sekä Fe 2+ :lla ja K : lla. pieni määrä . Ti:n pitoisuus on 1,5–2,5–10–11 % TiO 2 :ta uraanipyroklooreissa varsinaisen pyrokloorin ja betafiitin välissä . Yleensä ZrO 2 -pitoisuus on 1-1,5 % (harvemmin 4 %). Fe 2 O 3 :a on tavallisesti alle 1-2 %, uraanipyroklooreissa 2,5-4 %. Tyypillinen pyrokloori sisältää yleensä alle 1 % TR:ää, joskus jopa 4 %; harvinaisten maametallien lajikkeissa - obruchevite ja marignakite  - TR 2 O 3 -määrä saavuttaa 10% tai enemmän. Kohonnut Sr-pitoisuus (>5 % SrO) Siperian karbonaattien pyrokloreissa, Lueshin (Kongo) pyrokloreissa, strontiumpandaiteissa ja joissakin Nkombwan ( Sambia ) ja Chuman ( Mbeya , Tanganyika ) karbonatiittiesiintymien pyrokloreissa, korkea pitoisuus Ba erottaa pandaiitin tyypillisestä pyrokloorista, jossa yleensä havaitaan BaO:n prosentin fraktioita, enintään 0,93 %; merkittävä PbO-pitoisuus plumbopyrokloorissa. Tyypillinen muuttumaton pyrokloori sisältää vain vähän vettä; sen määrä lisääntyy metamikt-pyrokloorissa, uraanipyrokloorissa ja harvinaisissa maametallilajeissa - obrucheviitissa ja marignakiitissa . Pyrokloori ja sen harvinaiset maametallit sisältävät jopa 4 % F. Fluori on ominaisempi pegmatiittien pyrokloorille ja kivien lisäpyrokloorille kuin karbonatiittiesiintymien pyrokloorille; jälkimmäisessä fluoria sisältävä pyrokloori korvaa varhaisen sukupolven pyrokloorin. [neljä]

Diagnostiset testit

Jauhemainen, niukkaliukoinen HCl :ään ; hajoaa vahvan H 2 SO 4 :n ja HF:n vaikutuksesta, hajoaa helposti fuusioimalla KHS04:n kanssa . Pyroklooria analysoitaessa paras hajoitusmenetelmä on käsittely rikkihapolla ammoniumsulfaatilla . Kiillotetuissa osissa HF syövytetään välittömästi. Syövytetty HBF 4 :llä , H 2 SO 4 + KMnO 4 :llä , kiehuva H 2 SO 4 pitkävaikutteisella vaikutuksella. Syövytys NH 4 F + HCl -seoksella paljastaa rakenteen. Puhallusputken edessä jyvien reunat ovat hieman sulaneet ja muuttavat väriä. [5]

Käyttäytyminen lämmityksessä

Kiteisen pyrokloorin rakenne säilyy yleensä, kun se lävistetään 1200 °C:seen asti; metamiktisten ja osittain metamiktisten pyrokloorien kuumentamisen seurauksena kiderakenne pääosin palautuu. Kuumennettaessa metamikt-pyrokloorit osoittavat ominaista hehkua (vilkkumista) siirtyessään metamiktista kiteiseen tilaan. Välillä 175–215 °C havaitaan endoterminen vaikutus, joka liittyy vesimineraalien vapautumiseen, mikä on selvempää hydratoiduissa lajikkeissa; uraanipyrokloori antaa ylimääräisen endotermisen aseman alueella 385–450 °C.

Kiteisen pyrokloorin lävistyksen seurauksena lämpötilassa 900–1000 °C ja joskus ylimääräinen perovskiittifaasi muodostuu, kun metamiktisia pyroklooreja lävistetään alueella 750–930 °C, vallitsevan pyrokloorifaasin ohella fersmaniittia , perovskiittia a lisää faaseja. , fergusoniitti , kolumbiitti , rutiili tai samarskiitti ; niiden muodostuminen riippuu alkuperäisen mineraalin kemiallisesta koostumuksesta.

Puhkaisu johtaa huomattavaan pyrokloorin muutokseen. Kiteisen pyrokloorin ominaispaino ei käytännössä muutu lävistyksen aikana; ennen lävistystä - 4,26, kalsinoidulle 1000 ° C: ssa - 4,27 4,07 sijasta. Metamiktin ja kiteisen pyrokloorin taitekertoimet ja heijastavuus kasvavat kuumentamisen seurauksena. [6]

Löytää

Yksi yleisimmistä niobimineraaleista. Ominaista nefeliinisyeniiteille, albitoiduille graniiteille, emäksisille ultraemäksisille kiville ja karbonaateille. Graniittisissä pegmatiiteissa sitä edustaa obrucheviitti .

Lisämineraalina sitä havaitaan nefeliini- ja emäksisessä syeniiteissä ja vastaavissa pegmatiiteissa, joissa sitä muodostuu albitisaatioprosessien aikana; liittyy zirkoniin , ilmeniittiin , biotiittiin ( lepidomelane ), apatiittiin , harvemmin titaniittiin , aeskiniittiin , ortiittiin , ilmenorutiliin . Se on ominaista myös joillekin Nigerian albiitti-riebekkiittigraniiteille, joissa siihen liittyy metasomaattisen vaiheen mineraaleja - kryoliittia , topaasi , zinnwaldiittia . Emäksisten ja ultraemäksisten kivien massoissa sitä havaitaan apatiitti-forsteriitti-magnetiitti ja flagopiitti-kalsiitti-magnetiitti metasomaattisissa kivissä sekä alkalisissa pegmatiiteissa ; sillä on vähemmän merkittävä rooli feniiteissä . Eri tyyppisissä karbonatiiteissa siihen liittyy diopsidi , forsteriitti , flogopiitti , baddeleyiitti , zirkeliitti , apatiitti , magnetiitti ; liittyy myös alkaliseen amfiboliin , aegiriiniin , lepidomelaneiin , magnetiittiin , apatiittiin , zirkoniin , pyrrotiittiin , pyriittiin . Useita pyrokloorisukupolvia havaitaan emäksisessä ultraemäksisessä kivessä ja karbonatiiteissa; varhainen pyrokloori sisältää enemmän uraania ja tantaalia kuin myöhempi; varhaisen pyrokloorin korvaaminen liittyy karbonaattien ankerisoitumisprosesseihin. Toissijaisen pyrokloorin ja sen lajikkeiden muodostuminen niobiumia sisältävistä mineraaleista tunnetaan: aikaisemman sukupolven pyrokloorista, lopariitista , kolumbiitista , samarskiitista , ilmeniitistä , ilmenorutilista . [7]

Löydöt

Arasha (Brasilia), Saint-Honoré ( Kanada ), Schelingen (Kaiserstuhl, Baden), järvi. Laakher (Eifel) - Saksa , Utjo ( Ruotsi ), Frederiksvern ( Norja ), Ural, Itä. Sayans, Jakutia, Kuolan niemimaa ( Venäjä ), Panda Hill ( Tansania ), Tororo ( Uganda ), Ncube Hill ( Zimbabwe ), Azovinmeri ( Ukraina ) [8] .

Keinotekoinen hankinta

Saatu CaO:n, NaF :n ja Nb205 : n fuusioimalla .

Käytännön arvo

Korkean pitoisuuden tapauksessa - arvokasta niobiumia, osittain uraania ja harvinaisten maametallien malmia; valmistettu monissa maissa.

Lajikkeet

Uraanipyrokloori  - lisäämällä uraani- ja usein titaanipitoisuutta; metamict, yleensä merkittävästi hydratoitunut; koostumuksensa välituote pyrokloorin ja betafitin välillä .

Se on tyypillistä alkalisten ja ultraemäksisten kivien ja karbonaattien massoille; edustaa yleensä pyrokloorin varhaisinta sukupolvea.

Obruchevite  - rikastettu yttriumryhmän harvinaisilla maametallilla, sisältää suuren määrän uraania , joskus myös toriumia, ja on merkittävästi hydratoitunut. Esiintyy Venäjällä albitoituneilla vyöhykkeillä graniittisissa pegmatiiteissa läheisessä yhteydessä granaattiin , kolumbiittiin , mukana fergusoniittia , zirkonia , harvemmin ortiittia ; löytyy myös molybdeenipitoisista muskoviitti-kvartsisuonista, jotka sisältävät lisämonatsiittia , ortiittia , topaasia . Löysi ensimmäisenä Nefedov, Beus nimesi akateemikko V. A. Obruchevin kunniaksi .

Marignakite  - rikastettu ceriumryhmän harvinaisilla maametallilla. Ensin tavattiin pegmatiitissa lähellä Wasoa Wisconsinissa (USA) akmiittien , lepidomelanin , rutiilin ja fluoriitin kanssa . Venäjällä, Siperiassa, se löydettiin rebisiitti-albiittisuonesta, joka sisälsi malakonia , ensisijaisesti . Metamicten. Korvaa malaconin ja prioriteetin. TR-pitoisuus on keskimäärin 9,72 %. Nimetty ranskalaisen kemistin G. Marignacin mukaan.

Coppit  - sijaitsee pyrokloorin ja marignakiitin välissä . Solun parametri 1,039 nm. Ominaispaino 4,45-4,56. Esiintyy Kaiserstuhlin alueen karbonatiiteissa Badenissa ( Saksa ) magnesioferriitin , forsteriitin ja apatiitin kanssa .

Pandaite  on barium, olennaisesti hydratoitu pyrokloori. Mbeyan läheisyydestä tulevan pandaiitin soluparametri on 1,056 nm ja Mrimasta ja Mbalesta peräisin olevan pandaiitin soluparametri on 1,058 nm. Erittäin hauras ja halkeileva. Ominaispaino on 4,00, strontiumilla 3,33-3,43. Väri kelta-ruskea, kellertävän harmaa, oliivinharmaa, kellertävänruskea, vaaleankeltainen. Isotrooppinen. n = 2,07-2,11. Harmaa heijastuneessa valossa. Heijastuskyky on jonkin verran pienempi kuin tavanomaisen kiteisen pyrokloorin. Erittäin suuri ryhmän A atomien puute ja kyky vaihtaa kationeja ovat ominaisia ​​(se adsorboi Tl:a käsiteltäessä TlNO 3 -liuoksilla tai Clerici-nesteellä, kun taas yksikkösoluparametri kasvaa). Ba ja Sr uuttuvat, kun niitä käsitellään kloorivetyhapolla (4N). Vähemmän voimakas vaikutus kuin pyrokloorilla, sillä on HBF 4 . Pandeiitti löydettiin ensimmäisen kerran Mbeistä Pandavuoristossa haalistuneesta biotiittikivestä (föniitistä) karbonaattien kosketusvyöhykkeellä. Pandaite itsessään löytyy pyroklooririkasteista Mbalen (Mbeya) vyöhykkeen karbonatiiteista - limoniitin ja gorseiksiitin , Lueshan (Kivu, Kongo) ja Arashin ( Sacramento , Brasilia ) kanssa; Arashissa pandaiitin jyvät ja kiteet sisältävät hematiitin , leukokseenin ja magnetiitin sisäänkasvuja ; Mbalassa ja Mrimassa pandaiitti muodostaa läheisiä kasvukohtia pyrokloorin kanssa.

Plumpyrochlor - rikastettu lyijyllä. Isometrisiä rakeita, harvoin oktaedrisiä kiteitä, joissa on tummanruskea ydin ja vihertävän keltaiset ulkoosat. Lyijysisältö on alttiina merkittäville vaihteluille. Löytyy metasomaattisista muunnetuista graniiteista Venäjällä lisämineraalina yhdessä alkalisen pyrokseenin ja fergusoniitin kanssa . [9]

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Chukhrov F.V., 1967 , s. 149.
  2. ↑ Chukhrov F.V., 1967 , s. 150-151.
  3. ↑ Chukhrov F.V., 1967 , s. 151.
  4. ↑ Chukhrov F.V., 1967 , s. 151-152.
  5. ↑ Chukhrov F.V., 1967 , s. 156.
  6. ↑ Chukhrov F.V., 1967 , s. 156-157.
  7. ↑ Chukhrov F.V., 1967 , s. 157-158.
  8. ↑ Pyrokloorimineraalitiedot . Haettu 24. kesäkuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 1. helmikuuta 2021.
  9. ↑ Chukhrov F.V., 1967 , s. 158-160.

Kirjallisuus