Искусственные минералы

Искусственное получение минералов представляет известный интерес. С одной стороны, это позволяет исследовать процессы минералообразования, с другой – даёт возможность получать нужные для практики минеральные вещества, что широко используется в технологии строительных материалов.

Искусственным путем (методом синтеза) можно получать минералы, которые встречаются в природных условиях (алмаз, корунд, кварц и др.), и минералы, которые в природных условиях самостоятельно не встречаются (алит, белит и др.), а входят в состав различных технических продуктов, таких как цементы, огнеупоры и т.д.

Искусственно полученные естественные минералы путем синтеза из исходных веществ выгодно отличаются от своих аналогов, образованных в природных условиях, так как в них отсутствуют химические и механические примеси. В настоящие время в промышленных целях получен ряд минералов, которые редко встречаются в природе, но обладают ценными свойствами (флюорит, корунд и др.). В 1961 в СССР синтезированы искусственные алмазы, прочность которых была в 40% выше естественных. В таблице 1 приведены некоторые минералы полученные искусственно.

Некоторые естественные минералы, полученные искусственно

Минералы	Формула	Минералы	Формула
Сфалерит	ZnS	Самородная
Корунд . .	А1203	сера	S
Галенит . .	PbS	Ангидрит . .	CaSO4
Барит	BaSO4	Энстатит . . .	mr (Si206)
Магнетит	FeFe2O4	Малахит . . .	CuCO∙Cu(OH)2
Оливин . .	(Fe, Mg)2(Si04)	Шпинель . .	A12 Mg04
Полевые шпаты	—	Кварц	SiO2
Самородная		Галит	NaCl
медь . . .	Cu	Асбест . . .	—
Карбонаты . .	—	Слюды	— .
Алмаз . . .	С	Пирофиллит .	—

Методы синтеза естественных минералов можно разделить на две группы:

1) синтез проводимый в условиях нормального давления.

2) синтез осуществляемый при повышенных давлениях.

В настоящие время получение искусственных минералов сводится к следующим процессам :

1) кристаллизация расплава;

2) реакции, в которых участвуют газовые компоненты;

3) получение минералов в присутствие водных растворов;

4) получение минералов путем реакции в твердой среде.

Методы синтеза минералов требуют специальной аппаратуры, длительны по времени и весьма трудоёмки. В целом задача синтеза минералов еще далеко не решена.

Однако в настоящие время многим исследователям стран СНГ удалось получить целый ряд ценных минералов, которые перестали быть достоянием лабораторий и освоились промышленностью.

Ниже дается краткое описание искусственных минералов, которые встречаются в технических продуктах (цементы, огнеупоры и т.д.), и некоторых высокопрочных кристаллов. Многие из этих минералов входят в состав различных технических продуктов. В связи с этим их описание даётся по группам минералов, выделенных по химическому составу (табл.2).

Искусственные минералы технических продуктов и высокопрочные кристаллы(таб.2)

Группа	Минералы	Химическая формула
Силикаты кальция	А ЛИТ Белит Волластоипт Псевдоволластонит Ранкинит	3CaO∙SiO2 2CaO∙SiO β-CaO-SiO2 α –CaO∙SiO2 3CaO-2Si02
Алюминаты кальция	Трехкальциевый алюминат Пятикальциевый трех-алюминат Однокальциевый алюминат Однокальциевый двухалюминат	ЗСаО∙А12О3 5CaO∙3Al2O3 CaO∙Al203 CaO∙2Al2O3
Алюмосиликат кальция	Геленит	2CaO∙Al2O∙SiO2
Алюмосиликат	Муллит	3Al2O3-SiO2
Силикаты кальция и магния	Окерманит Монтигеллит	2CaO-MgO-2SiO2 CaO-MgO-2SiO2
Алюмоферрит кальция	Целит	От CaO-Fe2O3 до 8CaO-3 Al2O3-Fe2O3
Ферриты кальция	Однокальциевый феррит Двухкалышевый феррит	CaO-Fe2O3 2CaO-Fe2O3

Группа	Минералы	Химическая формула
Окислы и гидроокислы Окислы и гидроксилы	Известь (свободная окис Известь (свободная окись кальция) Портлаидит (гидрат окиси кальция) Периклаз (окись магния) Кремнезем Тридимит Кристобалит	СаО СаО Са (ОН)2 MgO SiO2 Si02 Si02
Гипс и продукты его обезвоживания	Гипс α-полугидрат β-полугидрат Ангидрит	CaS04.2H20 CaSO4-0,5H20 CaSO4-0,5H2O CaSO4
Прочие соединения кальция	Ольдгамит Перовскит	CaS CaO∙TiO2
Высокопрочные кристаллы	Карбиды вольфрама Карбиды молибдена Нитрид ниобия Карбид бора Карбид кремния	WC и W2C Mo2C и МоС Nb3N5 B4C SiC

[1] 2 3 4

скачать реферат