Piroclor

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 12 februarie 2019; verificările necesită 13 modificări .
Piroclor

Piroclor. Locul descoperirii: Vishnevogorsk, Uralul de Sud, Rusia
Formulă (NaCa) 2 Nb 2 O 6 (OH, F)
amestec mangan
Proprietăți fizice
Culoare Incolor spre galben
Culoarea liniuței alb
Strălucire Sticlă
Transparenţă Opac
Duritate 6-6,5
Clivaj Imperfect de {101}
Densitate 2,81 g/cm³
Proprietăți cristalografice
Singonie cub
Proprietati optice
Indicele de refracție 1.542
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Piroclorul  este un mineral din clasa oxizilor și hidroxizilor, un oxid complex de sodiu, calciu și niobiu cu anioni suplimentari. Structura cristalină a structurii de coordonare.

Numele provine din altă greacă. πῦρ , gen. pad. πυρός  - „foc” și alte grecești. χλωρός  - „verde” (F. Wöhler, 1826).

Sinonime - fluoroclor, calcolamprit, endeilit.

Proprietățile mineralelor

Structura și morfologia cristalelor

Singonie cubică  - Fd3m. Cristalină, mai rar amorfă cu raze X - metamict. Pentru cristalin, parametrul celulei unitare este 1,04–1,045 nm, pentru produsul de calcinare metamict, 1,037–1,041 nm; cei mai mici parametri celulari sunt în soiurile de pământuri rare ( obruchevit și marinakite ) 1,031–1,037 nm; pentru pandait 1,056-1,058 nm, pentru stronțiu aproximativ 1,047 nm, pentru plumb 1,053-1,057 nm. Z = 8. Clasa hexoctaedrică, grupă cristalografică  - m3m (3L 4 4L 3 6L 2 9PC). Forme observate: a (100), d (110), o (111), n ​​​​(211), m (311); dintre acestea predomină o (111), fațetele mici a (100) și d (110) nu sunt neobișnuite. Cristalele sunt de obicei octaedrice . Adesea sunt imperfecte, uneori sunt turtite de-a lungul fețelor octaedrului. Gemenii la (111) sunt foarte rari. [unu]

Proprietăți fizice și constante fizico-chimice

De obicei nu se observă clivaj , uneori clivaj imperfect sau separare conform (111). Fragil. Fractura este neuniformă, concoidală, până la așchie. Duritate 5-5,5. Microduritatea la o sarcină de 100 g este de 514–764 kg/mm2 , mai mică pentru probele metamict hidratate. Crește ușor odată cu creșterea conținutului de Nb , în ​​cristalele zonate este diferit în diferite zone; cea mai scăzută microduritate - în obruchevit  - 317-412 kg / mm 2 (la o sarcină de 50 g), în pandait 570 kg / mm 2 , pandait de stronțiu 353-550 kg / mm 2 . Greutatea specifică variază de la 3,8 la 5; cu o compoziție apropiată pentru piroclorul metamict, este mai scăzut decât pentru piroclorul cristalin, scade ca urmare a hidratării , crește în general cu creșterea conținutului de Ta , U , Ba , Sr , Pb . Culoare galben-brun, roșcat-brun, maro până la maro-negru, de asemenea maro deschis, chihlimbar-maro, galben-chihlimbar, galben pal până la incolor, ocazional verde, gălbui și gri măsliniu. În cristale, culoarea este adesea distribuită neuniform: miezul diferă ca culoare față de părțile exterioare ale cristalului; există o diferență de culoare în diferite zone și de-a lungul crăpăturilor. Linia este maro deschis, gălbuie. Strălucire sticloasă până la grasă și rășinoasă la pauză. Diferențele de culoare închisă sunt vizibile numai în fragmente subțiri; piroclorul hidratat este transparent. Radioactiv în grade diferite, în funcție de conținutul diferit de uraniu și toriu , uneori doar zone separate de cristale sunt radioactive. După perforare, ele luminesc în razele unei lămpi cu mercur-cuarț.

În timpul separării magnetice , piroclorul este concentrat în fracții neelectromagnetice și slab electromagnetice. Susceptibilitatea magnetică specifică a piroclorului nealterat variază și crește semnificativ atunci când mineralul se schimbă. Constanta dielectrică a piroclorului tipic este 4,1-5,1, obruchevite 3,81-4,96, piroclor de uraniu 3,42-3,46. Conductivitatea electrică este de aproximativ 2,0 * 10 -10 ohmi. Spectrele de absorbție în infraroșu ale piroclorilor cristalini și metamicți înainte și după străpungerea lor sunt aceleași; Suprafața piroclorului este încărcată negativ. pH-ul suspensiei sale este mai mare de 7,8, în obruchevite este de 7,0. Plutește cu acid oleic , oleat de sodiu , fosfoten. În flotarea minereurilor de piroclor de carbonatit cu acid oleic, cuferonul este folosit ca activator, iar lignosolul servește ca deprimant; minereurile de zircon-piroclor sunt plutite cu acid oleic cu hidroxid de sodiu si sare calcinata; se efectuează tratarea acidă ulterioară și flotarea concentratului cu axil sulfat de sodiu într-un mediu acid. [2]

Caracteristici microscopice

În secțiuni subțiri transmise în maro deschis, galben, brun-roșcat închis până la aproape opac. Izotrop . Indicele de refracție variază în intervalul 2,14-1,9: pentru piroclor propriu-zis 2,00-2,14, puțin mai mic pentru cei îmbogățiți cu uraniu  - 1,93-1,96, semnificativ mai mic - 1,83 pentru obruchevit , 2, 07-2,10 panda - in . În secțiunile subțiri, sunt caracteristice numeroase fisuri și se observă adesea o distribuție neuniformă a culorii. În secțiuni lustruite în lumină reflectată, maro deschis (mai închis decât ilmenitul , ușor cremos în comparație cu magnetitul). Reflectivitate 11,9-16,2%. Izotrop. Reflexele interne sunt caracteristice: galben-roșcat până la galben. [3]

Compoziție chimică

Compoziția este variabilă datorită manifestării ample a izomorfismului și a gradelor variate de hidratare . Compoziția unui piroclor tipic este apropiată de formula A 2 B 2 O 6 F - NaCaNb 2 O 6 F (compoziție teoretică: Na 2 O -8,53%; CaO - 15,39%; Nb 2O 5  - 73,06%; F - 5,22%); de obicei există o lipsă de cationi și anioni de grup A (X); cu o deficiență a acestor ioni , piroclorul este de obicei hidratat, iar formula sa generală este A 2 - m B 2 X 1 - n * nH 2 O.

În grupul B, niobiul predomină puternic peste Ta și Ti , în grup domină peste Ca și Na , care sunt înlocuite cu TR, U , Th , mai rar cu Ba , Sr și Pb , iar Fe 2+ și K în o cantitate mică . Conținutul de Ti este de 1,5–2,5 până la 10–11% TiO2 în piroclorii de uraniu intermediar între piroclor propriu-zis și betafit . De obicei, conținutul de ZrO2 este de 1-1,5% (rar 4%). Fe 2 O 3 este de obicei conținut într-o cantitate mai mică de 1-2%, în piroclorii de uraniu 2,5-4%. Piroclorul tipic conține de obicei mai puțin de 1% TR, uneori până la 4%; la soiurile de pământuri rare - obruchevit și marignakite  - cantitatea de TR 2 O 3 ajunge la 10% sau mai mult. Conținut crescut de Sr (>5% SrO) în piroclori din carbonatiții din Siberia, în piroclorii din Luesh (Congo), în pandaitul de stronțiu și în unele piroclori din depozitele de carbonati de Nkombwa ( Zambia ) și Chuma ( Mbeya , Tanganyika ), conținut ridicat de Ba distinge pandaitul de piroclorul tipic, în care se notează de obicei fracțiuni de un procent de BaO, maxim 0,93%; conținut semnificativ de PbO în plumbopiroclor. Piroclorul tipic nealterat conține doar puțină apă; cantitatea sa este crescută în piroclor metamict, în piroclor de uraniu și în soiurile de pământuri rare - obruchevit și marignakite . Piroclorul și soiurile sale de pământuri rare conțin până la 4% F. Fluorul este mai caracteristic piroclorului pegmatitelor și piroclorului accesoriu al rocilor decât piroclorului depozitelor de carbonatit; în cel din urmă, piroclorul care conține fluor înlocuiește piroclorul de generație timpurie. [patru]

Testare de diagnosticare

Pulbere, greu solubilă în HCI ; descompus de H2SO4 şi HF puternic , descompus uşor prin fuziune cu KHSO4 . Când se analizează piroclorul, cea mai bună metodă de descompunere este tratarea cu acid sulfuric cu sulfat de amoniu . În secțiunile lustruite , HF este gravat instantaneu. Gravat cu HBF4 , H2SO4 + KMnO4 , fierbere H2SO4 cu acţiune prelungită . Gravarea cu un amestec de NH4F + HCl dezvăluie structura. În fața țevii, marginile boabelor sunt ușor topite, schimbându-și culoarea. [5]

Comportament la încălzire

Structura piroclorului cristalin este de obicei păstrată atunci când este străpuns până la 1200 °C; ca urmare a încălzirii metamict și parțial metamict piroclor, structura cristalină este în principal restaurată. Când sunt încălzite, piroclorul metamict prezintă o strălucire caracteristică (intermitent) în timpul tranziției de la starea metamictă la starea cristalină. În intervalul 175–215 °C se înregistrează un efect endotermic, asociat cu eliberarea de minerale apoase, care este mai pronunțat la soiurile hidratate; piroclorul de uraniu oferă o poziție endotermă suplimentară în intervalul 385-450°C.

Ca urmare a străpungerii piroclorului cristalin la 900–1000 °C și, uneori, se formează o fază suplimentară de perovskit, la perforarea piroclorului metamict în intervalul 750–930 °C, împreună cu faza predominantă de piroclor, faze suplimentare de fersmanit , perovskit a , fergusonit , columbit , rutil sau samarskite ; formarea lor depinde de compoziția chimică a mineralului original.

Puncția duce la o schimbare vizibilă a piroclorului. Greutatea specifică a piroclorului cristalin practic nu se modifică în timpul piercingului; înainte de perforare - 4,26, pentru calcinat la 1000 ° C - 4,27 în loc de 4,07. Indicii de refracție și reflectivitatea metamictului și a piroclorului cristalin cresc ca urmare a încălzirii. [6]

Găsirea

Unul dintre cele mai comune minerale de niobiu. Caracteristic sienitelor nefeline, granitelor albitizate, rocilor alcalino-ultrabazice și carbonaților. În pegmatitele granitice este reprezentată de obruchevit .

Ca mineral accesoriu, se observă în sienite nefeline și alcaline și în pegmatitele înrudite, unde se formează în timpul proceselor de albitizare; asociat cu zircon , ilmenit , biotit ( lepidomelan ), apatit , mai rar cu titanit , aeschinit , orthite , ilmenorutil . De asemenea, este caracteristic unor granite albit-riebeckite din Nigeria, unde este însoțit de minerale din stadiul metasomatic - criolit , topaz , zinnwaldite . În masivele de roci alcaline și ultrabazice, se observă în rocile metasomatice apatită-forsterită-magnetită și flagopit-calcit-magnetită, precum și în pegmatitele alcaline ; joaca un rol mai putin semnificativ in fenite . În diverse tipuri de carbonati, este însoțit de diopside , forsterit , flogopit , baddeleyit , zirkelite , apatit , magnetit ; asociat de asemenea cu amfibol alcalin , aegirina , lepidomelan , magnetit , apatit , zircon , pirotita , pirita . În rocile alcalino-ultrabazice și în carbonatiți se observă mai multe generații de piroclor; piroclorul timpuriu conține mai mult uraniu și tantal decât cel mai târziu; înlocuirea piroclorului timpuriu este asociată cu procesele de ankeritizare a carbonatiților. Formarea piroclorului secundar și a soiurilor sale din minerale care conțin niobiu este cunoscută: din piroclor de o generație anterioară, din loparit , columbit , samarschit , ilmenit , ilmenorutil . [7]

Găsește

Arasha (Brazilia), Saint-Honoré ( Canada ), Schelingen (Kaiserstuhl, Baden), lac. Laakher (Eifel) - Germania , Utjo ( Suedia ), Frederiksvern ( Norvegia ), Ural, Est. Sayans, Yakutia, Peninsula Kola ( Rusia ), Dealul Panda ( Tanzania ), Tororo ( Uganda ), Dealul Ncube ( Zimbabwe ), Marea Azov ( Ucraina ) [8] .

Achiziție artificială

Obținut prin fuziunea CaO , NaF și Nb205 .

Valoare practică

În cazurile cu conținut ridicat - niobiu valoros, parțial uraniu și minereu de pământuri rare; produs în multe țări.

Soiuri

Piroclor de uraniu  - cu o creștere a conținutului de uraniu și adesea de titan; metamict, de obicei semnificativ hidratat; intermediar ca compozitie intre piroclor propriu-zis si betafit .

Este tipic pentru masivele de roci alcaline și ultrabazice și carbonati; reprezintă de obicei cea mai timpurie generație de piroclor.

Obruchevitul  - îmbogățit cu pământuri rare din grupa ytriului, conține o cantitate crescută de uraniu , uneori și toriu și este semnificativ hidratat. Apare în Rusia în zone albitizate în pegmatite granitice în strânsă asociere cu granat , columbit , însoțit de fergusonit , zircon , mai rar ortita ; se găsește și în venele de cuarț-moscovit care conțin molibden și care conțin monazit accesoriu , ortit , topaz . Mai întâi descoperit de Nefedov, numit de Beus în onoarea academicianului V. A. Obruchev .

Marignakite  - îmbogățit cu pământuri rare din grupa ceriului. Întâlnit pentru prima dată în pegmatită lângă Waso în Wisconsin (SUA) cu akmite , lepidomelan , rutil și fluorit . În Rusia, în Siberia, a fost găsit într-o venă de rebicite-albită care conținea malacone , prioritar . Metamicten. Înlocuiește malaconul și prioritatea. Conținutul de TR este în medie de 9,72%. Numit după chimistul francez G. Marignac.

Coppit  - ocupă o poziţie intermediară între piroclor şi marignakite . Parametrul celulei 1,039 nm. Greutate specifică 4,45-4,56. Se găsește în carbonatiții din regiunea Kaiserstuhl din Baden ( Germania ) cu magnezoferită , forsterită , apatită .

Pandaitul  este un bariu, piroclor substanțial hidratat. Parametrul celular al pandaitului din vecinătatea Mbeya este de 1,056 nm, iar cel al pandaitului din Mrima și Mbale este de 1,058 nm. Foarte fragil și crăpat. Greutatea specifică este 4,00, pentru stronțiu 3,33-3,43. Culoare galben-brun, gri gălbui, gri măsliniu, gălbui-brun, galben pal. Izotrop. n = 2,07-2,11. Gri în lumină reflectată. Reflexivitatea este oarecum mai mică decât cea a piroclorului cristalin convențional. Un deficit foarte mare de atomi din grupa A și capacitatea de a schimba cationi sunt caracteristice (adsorb Tl atunci când este tratat cu soluții de TlNO 3 sau lichid Clerici, în timp ce parametrul celulei unitare crește). Ba și Sr sunt leșiate atunci când sunt tratate cu acid clorhidric (4N). Efect mai puțin puternic decât piroclorul, are HBF 4 . Pandeitul a fost descoperit pentru prima dată la Mbei, în Munții Panda, într-o rocă de biotit (fönite) deteriorată din zona de contact a carbonatiților. Pandaitul în sine se găsește în concentratele de piroclor din carbonatiții din zona Mbale (Mbeya) - cu limonit și gorseixit , Luesha (Kivu, Congo) și Arashi ( Sacramento , Brazilia ); în Arash, boabele și cristalele de pandait conțin creșteri de hematit , leucoxen și magnetit ; în Mbala și Mrima, pandaitul formează intercreșteri apropiate cu piroclor.

Plumpyrochlor - îmbogățit cu plumb. Granule izometrice, cristale rar octaedrice cu miez maro închis și părți exterioare galben-verzui. Conținutul de plumb este supus unor fluctuații semnificative. Găsit în granitele metasomatice alterate din Rusia ca mineral accesoriu împreună cu piroxenul alcalin și fergusonit . [9]

Vezi și

Note

  1. ↑ Chukhrov F.V., 1967 , p. 149.
  2. ↑ Chukhrov F.V., 1967 , p. 150-151.
  3. ↑ Chukhrov F.V., 1967 , p. 151.
  4. ↑ Chukhrov F.V., 1967 , p. 151-152.
  5. ↑ Chukhrov F.V., 1967 , p. 156.
  6. ↑ Chukhrov F.V., 1967 , p. 156-157.
  7. ↑ Chukhrov F.V., 1967 , p. 157-158.
  8. ↑ Date despre minerale de piroclor . Preluat la 24 iunie 2012. Arhivat din original la 1 februarie 2021.
  9. ↑ Chukhrov F.V., 1967 , p. 158-160.

Literatură