СУЛЬФАТЫ, ИХ СИСТЕМАТИКА

Сульфаты – соли серной кислоты. Они имеют светлую окраску, небольшую твердость, многие из них растворимы в воде.

Основная масса сульфатов имеет осадочное происхождение – это химические морские и озерные осадки. Многие сульфаты являются минералами зоны окисления, известны сульфаты и как продукты вулканической деятельности.

Различают сульфаты безводные, водные и сложные, содержащие кроме общего для всех анионного комплекса [S0₄]^2- также добавочные анионы (ОН)¹-.

БЕЗВОДНЫЕ СУЛЬФАТЫ

Барит (тяжелый шпат) Ва[S0₄]. Название происходит от греческого слова «барoс» – вес. Сингония ромбическая. Кристаллы таблитчатые; агрегаты зернистые, плотные, листоватые, нередко встречаются в друзах. Бесцветный, иногда водяно-прозрачный, чаще белый, серый, нередко окрашен примесями в красный, синеватый, бурый и другие цвета. Черта белая. Спайность совершенная. Блеск стеклянный, иногда перламутровый. Твердость 3-3,5. Плотность 4,5.

Происхождение. Гидротермальное – встречается в рудных жилах с галенитом, сфалеритом, пиритом, киноварью, флюоритом, часто образует самостоятельные баритовые жилы. Барит экзогенного происхождения образуется в зоне железной шляпы за счет реакций растворимых солей бария с сульфатами других металлов или с Н₂SO₄.

Применение. Употребляется в промышленности в чистом виде и в виде препаратов бария. Применяется при бурении скважин в качестве утяжелителя глинистых растворов, в лакокрасочной промышленности (литопон), как утяжелитель при производстве обоев, клеенки, линолеума. Соли бария употребляются для борьбы с вредителями сельского хозяйства и в медицине.

Целестин Sr[SO₄]. Сингония ромбическая. Кристаллы таблитчатые, призматические, пирамидальные, иногда сильно вытянутые. Агрегаты шестоватые, зернистые, плотные, нередко в друзах. Цвет небесно-голубой, голубовато-белый, серый, иногда прозрачен. Спайность совершенная. Блеск стеклянный, на плоскостях спайности до перламутрового. Твердость 3-3,5. Плотность 4.

Происхождение. В основном осадочное, в парагенезисе с гипсом, кальцитом, баритом, самородной серой. Возможно низкотемпературное гидротермальное происхождение.

Применение. Целестин является основной рудой на стронций.

Ангидрит Са[SO₄]. Сингония ромбическая. Кристаллы толстотаблитчатые, близкие к изометрическим. Обычно сильно развиты пинакоиды, по которым проходит совершенная спайность. Агрегаты сплошные, мелко зернистые. Цвет белый, серый, голубоватый. Черта белая. Блеск стеклянный, иногда слабо перламутровый на плоскостях спайности. Твердость 3,5. Плотность 3,0.

Происхождение. Ангидрит важный породообразующий минерал, встречающийся вместе с гипсом и галитом в осадочных породах. Он выпадает в осадок из морской воды при температуре выше 42°. При более низкой температуре отлагается гипс. При нормальном давлении в присутствии воды ангидрит переходит в гипс с большим увеличением объема (на 30%). Возможны и обратные изменения: часть ангидрита, вероятно, образуется при дегидратации гипса.

Применение. Используется в производстве цемента.

ВОДНЫЕ СУЛЬФАТЫ

Гипс (легкий шпат) Са[S0₄]·2Н₂0. Сингония моноклинная. Кристаллы толсто- и тонкотаблитчатые, иногда очень крупные; характерны двойники –«ласточкин хвост». Агрегаты плотные, зернистые, листоватые, волокнистые (селенит). Цвет белый, часто прозрачен, также серый и розовый от примесей. Черта белая. Блеск стеклянный, у волокнистых разностей шелковый. Спайность весьма совершенная. По спайности можно отщеплять тонкие листочки. Твердость 2, чертится ногтем. Плотность 2,3.

Происхождение. По происхождению и нахождению в природе гипс тесно связан с ангидритом. Это типичный морской химический осадок. Среди осадочных пород образует пласты, часто ассоциируется с ангидритом, галитом, самородной серой, иногда нефтью, может образоваться при гидратации ангидрита. Гипс также образуется в зоне выветривания сульфидов и самородной серы, при этом возникают плотные или рыхлые массы, обычно загрязненные глинистыми и другими примесями – так называемые гипсовые шляпы.

Применение. Гипс употребляется в сыром и обожженном виде. При нагревании до 120-140° переходит в полуобожженный гипс или алебастр, при более высоких температурах получается обожженный гипс (строительный гипс). Обожженный гипс применяется для лепных работ, в архитектуре, для штукатурки, в медицине, в цементной и бумажной промышленности. Сырой гипс используется при производстве портланд-цемента, для ваяния статуй и в качестве удобрения. Волокнистый гипс – селенит (особенно из района Кунгура на Урале) – широко применяется для поделок.

Мирабилит (глауберова соль) Nа₂[SO₄]·10Н₂О. Немецкий врач и химик И. Р. Глаубер получил эту соль искусственно, назвав ее удивительной солью. Сингония моноклинная. Обычно встречается в сплошных зернистых массах, в виде корочек и выцветов. Имеет бесцветный, белый цвет. Блеск стеклянный. Вкус горько-соленый. Твердость 1,5-2. Плотность 1,5. В пробирке при нагревании растворяется в собственной кристаллизационной воде. На воздухе теряет воду, превращаясь в тенардит Nа₂[SO₄].

Происхождение. Мирабилит образуется в соляных озерах, богатых сульфатом натрия, при температуре ниже 32°С (если нет других солей); при более высокой температуре выпадает тенардит. Если в растворе присутствуют другие соли (например, NаС1), температура выпадения мирабилита значительно понижается.

Применение. Мирабилит употребляется в стекольной промышленности, для приготовления соды по методу Леблана и в медицине.

СЛОЖНЫЕ СУЛЬФАТЫ

Алунит КА1₃[SO₄]₂(ОН)₆. Сингония тригональная. Наблюдается в плотных, землистых и сплошных камнеподобных массах. Цвет белый, сероватый, желтоватый, красноватый. Твердость 3,5-4. Плотность 2,8.

Происхождение. Гидротермальное, в связи с вулканической деятельность – образуется при переработке сернокислыми растворами эффузивных пород, богатых щелочами. Вместе с этим процессом (алунитизацией) происходит каолинизация и окремнение пород.

Применение. Алунитовые породы используются для производства квасцов, возможно использование их и как руды на алюминий.

Ярозит К Fе₃(SO₄]₂(ОН)₆. Наблюдается в виде сплошных зернистых или землистых масс, также в конкрециях охряно-желтого или буро-желтого цвета. Черта желтая, искрящаяся. Похож на бурый железняк.

Происхождение. Образуется в зоне окисления при разрушении сернистых соединений железа, в основном пирита.

Применение. Используется как сырье для получения тонкого полировального порошка.

Лекция 11

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: