ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2020
Просмотров: 13871
Скачиваний: 112
Раздел IV. Окислы (оксиды)
321
Практическое значение.
Магнетитовые руды, содержащие нередко около
60 % Fe, представляют собой важнейшее сырье для выплавки чугуна и ста
ли. Вредными примесями в руде считаются фосфор, содержание которого
при бессемеровском способе плавки не должно превышать 0,05 %, а для ка
чественного металла — 0,03 %, и сера, предельное максимальное содержание
которой должно быть не выше 1,5 %. При плавке руд по томасовскому спо
собу, при котором фосфор переводится в шлак, содержание его должно быть
не ниже 0,61 и не выше 1,50 %. Получающийся при этом фосфористый шлак
носит название томасшлака и используется в качестве удобрения.
При плавке титаномагнетитовых руд из шлаков извлекается ванадий,
имеющий большое значение при изготовлении качественных сталей.
Пятиокись ванадия используется также в химической промышленности,
а как краситель — в керамике, и для других целей.
ХРОМШПИНЕЛИДЫ
с общей формулой — (Fe,Mg)(Cr,Al,Fe)
2
O
4
ха
рактеризуются доминированием хрома в октаэдрических позициях шпи
нелевой структуры
n
типа. Все относящиеся сюда минеральные виды в
природе встречаются в одинаковых условиях и по внешним признакам
настолько похожи друг на друга, что практически без химического анализа
невозможно отличить разные по составу виды. В практике разведочного и
горного дела все они называются просто «хромитами». По составу разли
чают следующие главные минеральные виды: собственно
хромит
FeCr
2
O
4
(в чистом виде встречается в метеоритах, в земной коре очень редок),
маг'
нохромит
MgCr
2
O
4
, разновидностями которых являются, соответственно,
алюмохромит Fe(Cr,Al)
2
O
4
и хромпикотит (Mg,Fe)(Cr,Аl)
2
О
4
. Впервые
хромит был известен акад. Т. Ловицу еще в 1797 г.
Химический состав.
Содержание Cr
2
О
3
в наиболее часто встреча
ющихся хромшпинелидах колеблется в весьма широких пределах: от 18
до 62 %, FeO — 0–18 %, MgO — 6–16 %, Al
2
O
3
— 0–33 %, Fe
2
O
3
— 2–30 %.
Кроме того, в виде изоморфных примесей иногда присутствуют: TiO
2
—
до 2 %, V
2
O
3
— до 0,2 %, MnO — до 1 %, ZnO — до нескольких единиц, NiO —
до десятых долей, CoO — до сотых долей процента.
Сингония
кубическая; гексаоктаэдрический в. с. 3
L
4
4
L
3
6
6
L
2
9
PC
.
a
0
=
8,305.
Кристаллическая структура
аналогична шпинели.
Облик криj
сталлов.
Встречаются в виде октаэдрических мелких кристаллов. Обыч
но же наблюдаются в округленных или не совсем правильной формы зер
нах и в сплошных зернистых агрегатах.
Цвет
хромшпинелидов черный. В тонких шлифах полупрозрачны или
просвечивают густокрасным или коричневокрасным цветом. Лишь бо
гатые FeO и Fe
2
O
3
разности совершенно непрозрачны.
Черта
бурая, час
то — бледная, серокоричневая, иногда с оливковым оттенком.
Блеск
по
луметаллический до алмазного.
N
= 2,07–2,16.
Твердость
6–7,5.
Спайность
отсутствует.
Уд. вес
4,0–4,8.
Прочие свойj
ства.
Хромшпинелиды, содержащие FeO и Fe
2
O
3
, обнаруживают слабые
Описательная часть
322
магнитные свойства. Разности, богатые этими компонентами и бедные
Cr
2
О
3
, сильно магнитны.
Диагностические признаки.
Общими отличительными признаками
хромшпинелидов являются черный цвет, бурая черта, высокая твердость
и реакция на хром. Эти минералы настолько постоянно встречаются в
ультраосновных породах (дунитах, перидотитах и серпентинитах), что в
полевых условиях по указанным признакам почти безошибочно можно
их узнавать.
П. п. тр. не плавятся. Перл буры или фосфорной соли в холодном состо
янии изумруднозеленый (реакция на хром). В кислотах не растворяются.
Происхождение и месторождения.
Хромшпинелиды встречаются по
чти исключительно в
магматических
ультраосновных породах (дунитах)
как в виде вкрапленности, так и в виде сплошных скоплений большей час
тью неправильной гнездообразной, линзообразной и столбообразной фор
мы. В ассоциации с ними постоянно наблюдаются зеленоватого цвета сер
пентин (гидросиликат Mg и Fe), оливин (форстерит) — (Mg,Fe)
2
SiO
4
,
хромсодержащие хлориты, брусит (придающий некоторым рудам «седой»
облик), иногда хромовые гранаты изумруднозеленого цвета и др. В неко
торых массивах ультраосновных пород с ними парагенетически связаны
минералы группы платины и осмистого иридия.
В зоне выветривания хромшпинелиды химически устойчивы. Лишь
в условиях жаркого климата они подвергаются окислению и разрушению.
Подавляющее большинство месторождений этих руд в России при
надлежит Уралу. На Полярном Урале находится месторождение хроми
тов
Рай'Из
. Другое известное месторождение,
Сарановское
, находится на
Северном Урале (в 6 км
от ст. Бисер) и представлено крупнопадающими
жилообразными телами сплошных хромитовых руд относительно низ
кого качества (с высоким содержанием железа). Крупное по запасам
Ага'
нозерское
месторождение магнохромитов расположено в Карелии.
Крупнейшие на территории бывшего СССР месторождения высоко
качественных хромитовых руд сосредоточены на восточном склоне са
мой южной части Урала:
Донские
или
Кемпирсайские
(в Актюбинской
области, Казахстан). Небольших размеров месторождения известны в
Закавказье:
Шорджинское, Гейдаринское
и др. (на восточном берегу оз.
Севан и юговосточнее его в Армении).
Из зарубежных месторождений следует отметить хромитовые место
рождения
Родезии
(ЮгоВосточная Африка),
Новой Каледонии
,
Турции
,
о.
Кубы
и др.
Практическое значение.
Хромитовые руды являются единственным
сырьем для выплавки феррохрома, используемого в качестве присадки
при выплавке высококачественных специальных сортов хромовых и
хромоникелевых сталей. Кроме того, в металлической промышленности
имеет большое значение хромирование, т. е. покрытие металлическим
Раздел IV. Окислы (оксиды)
323
хромом различных металлических изделий в целях борьбы с коррозией
металла. Некоторая часть хромитовых руд (магнохромиты) идет в хими
ческую промышленность для изготовления различных стойких красок, в
кожевенном деле и в приготовлении химических препаратов (хромпи
ков и др.). Для применения в металлургии магнохромитовые руды требу
ют добавления железных руд. Низкосортные сплошные руды, бедные
Cr
2
О
3
и богатые FeO и Fe
2
O
3
, используются также в изготовлении огне
упорных кирпичей.
ГАУСМАНИТ
— MnMn
2
О
4
.
Химический состав.
MnO — 62,0 %, MnO
2
—
38,0 % (Mn 72,0 %). Содержит также FeO и Fe
2
O
3
.
Сингония
тетрагональная; дитетрагональнодипира
мидальный в. с.
L
4
4
L
2
5
PC
. Пр. гр.
I
4
1
/
amd
(
D
19
4
h
).
а
0
= 5,75;
с
0
= 9,42.
Кристаллическая структура
того же типа, что и
шпинели, но с незначительным тетрагональным искаже
нием. Обычно распространен в виде зернистых агрегатов.
Кристаллы встречаются лишь в пустотах.
Облик кристаллов
близок к октаэдрическому (рис. 155). Угол (001) : (011) —
58°57
′
для правильного октаэдра — 54°44
′
8І). Двойники
часты по (112). Весьма характерны полисинтетические
двойники, наблюдаемые в полированных шлифах при
скрещенных николях в отраженном свете.
Цвет
гаусманита черный.
Черта
коричневая или красноватобурая.
Блеск
у не затронутых окислением кристаллов сильный алмазный или
полуметаллический.
Твердость
5. Хрупок.
Спайность
по {001} довольно совершенная.
Уд. вес
4,7–4,9. Немагнитен.
Диагностические признаки.
В зернистых агрегатах без микроскопи
ческих исследований бывает трудно отличить от других минералов мар
ганца. От браунита отличается меньшей твердостью и по явно краснова
той черте. Пиролюзит МnО
2
имеет черную черту. Минералы группы
псиломелана обладают черной или шоколаднобурой чертой. От гемати
та отличим по твердости и по структуре агрегатов.
П. п. тр. не плавится. Перл буры в окислительном пламени окрашива
ется в фиолетовый цвет. В НСl растворяется с выделением Сl.
Происхождение и месторождения.
Гаусманит, аналогично магнети
ту, возникает в более восстановительной среде, чем браунит. Он, так же
как и браунит, с которым нередко ассоциирует, встречается в некоторых
контактово'метасоматических
и
гидротермальных
месторождениях
марганца. В тесном парагенезисе с ним обычно наблюдаются минералы,
богатые закисью марганца MnO: тефроит (Mn
2
[SiO
4
]), манганозит (MnO),
родохрозит (Mn(CO
3
)), марганцовистые гранаты и др. Из нерудных ми
нералов чаще наблюдается барит, но не кварц, с которым обычно ассоци
ируют браунит и марганцовые силикаты (родонит, бустамит).
Рис. 155.
Крис
талл гаусманита
Описательная часть
324
В значительных массах гаусманит, также вместе с браунитом, иногда
якобситом, магнетитом и другими безводными окислами Mn и Fe, рас
пространен в
метаморфизованных
осадочных месторождениях марганца
(гондитах). В условиях слабого регионального метаморфизма гаусманит
образуется в процессе дегидратации гидроокислов марганца, а также в
процессе восстановления пиролюзита и браунита. Установлены псевдо
морфозы гаусманита по брауниту.
В марганцевых месторождениях России гаусманит как один из глав
ных рудообразующих минералов входит в состав руд
Сапальского
гидро
термального месторождения в мраморизованных известняках (у Нижне
го Тагила, Ср. Урал). В рудах, кроме того, наблюдаются браунит, магнетит
(вероятно, марганцовистый), гематит, родохрозит, сульфиды Fe, желези
стые хлориты и другие минералы.
В Центральном Казахстане гаусманит встречен в рудах метаморфизо
ванного осадочного месторождения
Караджал
в ассоциации с браунитом.
В зарубежных странах гаусманит примерно в тех же парагенетических
группировках минералов встречается в контактовометасоматических
месторождениях
Нордмарк
и
Лонгбан
(Швеция), в жильных месторож
дениях
Ильфельд
в Гарце (Германия) и др.
Практическое значение.
Гаусманитовые руды, как и браунитовые,
используются в черной металлургии для выплавки ферромарганца или
для подшихтовки при выплавке чугунов (в зависимости от богатства руд
марганцем).
ГАНИТ —
ZnAl
2
O
4
.
Содержит
ZnO — 44,3 %, Al
2
O
3
— 55,7 %. Приме
си: MgO, FeO, MnO и Fe
2
O
3
.
Сингония
кубическая; гексаоктаэдрический в. с.
а
0
= 8,062.
Облик криj
сталлов
такой же, как у шпинели. Встречается также в ромбических доде
каэдрах и в искаженных кубах. Отдельные кристаллы иногда достигают
больших размеров. Двойники образуются по шпинелевому закону, по (111).
Цвет
ганита темнозеленый, сероватозеленый до чернозеленого.
Черта
серая. Полупрозрачен.
Блеск
стеклянный.
N
= 1,78–1,82.
Твердость
7,5–8. Хрупок.
Спайность
по {111} неясная.
Уд. вес
4,0–
4,6. Похож на многие другие минералы группы шпинели.
Диагностические признаки.
Принадлежность данной шпинели к га
ниту можно предположить по повышенному удельному весу, показателю
преломления и парагенезису с цинковыми минералами, но без паяльной
трубки и химического анализа доказать невозможно.
П. п. тр. не плавится. С содой на угле дает налет ZnO. Кислоты и ще
лочи не действуют.
Происхождение и месторождения.
Встречается сравнительно редко
в некоторых пегматитах и контактовометасоматических месторождени
ях среди мраморизованных известняков вместе с другими минералами
того же происхождения, в том числе цинксодержащими. Отдельные на
Раздел IV. Окислы (оксиды)
325
ходки относятся также к сильно измененным породам, например талько
вым сланцам.
В России ганит известен в скарнах месторождения
Солонго
(Бурятия),
на югозападе Кольского полуострова (
Вуориярви
) и в
Холоднинском
ме
сторождении (Сев. Прибайкалье).
Ганит встречен в
Алтын'Тау
(на северовостоке Каракалпакии в Уз
бекистане), в редкометалльных гранитных пегматитах
Зеленой Могилы
(Западное Приазовье, Украина) и др.
В существенных количествах он наблюдался в известном оригиналь
ном по парагенезису марганцевых и цинковых минералов месторожде
нии
Франклин
в НьюДжерси (США) в ассоциации с цинкитом, франк
линитом и др. Близ месторождения
Фалун
(Швеция) он был обнаружен
в тальковых сланцах. Встречается также в алмазных россыпях Бразилии.
ФРАНКЛИНИТ
— (Zn, Mn)Fe
2
O
4
.
Сингония
кубическая иногда со
держит также FeO и Мn
2
О
3
. По физическим свойствам во многом похож
на магнетит. Непрозрачен.
Черта
красноватобурая. Слегка магнитен.
Уд.
вес
5,07–5,22.
N
= 2,36. Не плавится. С бурой в окислительном пламени
дает красноватофиолетовое стекло (реакция на марганец). На угле с со
дой образует налет ZnO. Растворим в НСl, причем в случае содержания
Мn
2
О
3
выделяется хлор.
В значительных количествах встречается в известном контактово
метасоматическом месторождении
Франклин'Фернёс
в НьюДжерси
(США). В ассоциации с ним среди кальцифиров присутствуют: цинкит,
виллемит (Zn
2
[SiO
4
]), кальцит, реже ганит, аксинит, марганцевые сили
каты, апатит и другие минералы.
После минералов семейства шпинели рассматривается минерал, име
ющий лишь формульное сходство со шпинелями, но относящийся к впол
не самостоятельному структурному типу.
ХРИЗОБЕРИЛЛ
— ВеАl
2
О
4
. От греч.
хризос
— золото. Разновиднос
ти: хромсодержащий — драгоценный камень I категории александрит
изумруднозеленой окраски, при рассматривании в свете электрической
лампы приобретает фиолетовокрасный цвет; цимофан — желтозеленая
разновидность с системой полых микроканалов, приводящих к эффекту
«кошачьего глаза».
Химический состав.
BeO — 19,8 %, Аl
2
О
3
— 80,2 %. Всегда присутству
ют примеси: Fe
2
O
3
(3,5–6 %), иногда TiO
2
(до 3 %) и Cr
2
О
3
(до 0,4 %), с
чем связана изумруднозеленая окраска александрита.
Сингония
ромбическая; ромбодипирамидальный в. с. 3
L
2
3
PC
. Пр. гр.
Pbnm. а
0
= 5,47;
b
0
= 9,39;
с
0
= 4,42.
Кристаллическая структура.
Еще Е. С.
Фе
доров, создавая классификацию кристаллов по внешним формам, уста
новил, что хризоберилл по структуре должен быть тождественным
с минералами группы оливина. Рентгенометрические исследования пол
ностью подтвердили его выводы: расположение ионов в элементарной