Осаждение из хлоридных комплексов




Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Осаждение из хлоридных комплексов

Осаждение из хлоридных комплексов

11.09.2017


Характерная реакция осаждения сульфидов из хлоридных комплексов металлов (Me2+ в слабокислых растворах) может быть записана следующим образом:

Реакция записана в обозначениях не HS- и S2-, a H2S, потому что эта последняя форма является преобладающей при значениях pH ниже нейтральных при низких температурах, а также в слабощелочных растворах при температурах выше 300° С. Уравнение (8.5) показывает, что степень насыщения или степень выпадения сульфидов будет повышаться в результате следующих процессов:
1. Возрастание концентрации H2S (в обозначениях aS2-) вызванное, например, сульфатной редукцией, реакцией с органикой или смешением с сульфидными растворами (например, на Челекене). Поскольку концентрация H2S в равновесии с комплексами Cl-, как правило, низка (исключая температуры выше 300° С или сильную кислотность), эта реакция при добавлении H2S идет вправо фактически количественно. Отметим, что при смешении с сульфидными растворами происходит очень быстрое осаждение и как результат — образование зерен малых размеров.
2. Возрастание pH в результате или реакций с карбонатами и полевыми шпатами, или удаления кислых газов при кипении. Кипение также является количественно эффективным процессом, как найдено Нашем для свинцово-цинково-медно-серебряно-золотых жил в округе Парк-Сити, Юта. Он наблюдал переменную степень заполнения флюидных включений, что предположительно является указанием на кипение, обнаруженное во многих гидротермальных месторождениях.
3. Понижение концентрации хлорида (аCl-) в результате разбавления циркулирующими метеорными водами или реакций, добавляющих катионы с высокой (подобно Ca2+) способностью к образованию ионных ассоциатов с Cl-.
4. Понижение температуры.
Количественная зависимость растворимости свинца и цинка от этих параметров рассмотрена Андерсоном, а меди и железа — Kpepapом и Барнсом. Согласно этим авторам, концентрационные зависимости для металла, Me, могут быть выражены следующим образом:

Однако эти частные производные являются функциями многих переменных, и для их оценки требуется фиксирование ряда условий из числа многих, определяющих равновесие.
Сравнительная химическая эффективность этих процессов в отношении осаждения сульфидов может быть суммирована для геологически вероятных условий следующим образом: очень эффективны процессы 1 и 2 — добавление сульфида или повышение pH, процессы 3 и 4 — разбавление или охлаждение — могут быть умеренно эффективными, а уменьшение давления без кипения неэффективно. Эффективность разбавления повышается в степени n, где n — стехиометрический коэффициент для Cl- в комплексе, так что разбавление более эффективно для MeCl4в2- и менее эффективно для MeCl2. Для MeCl2 в растворе, насыщенном первоначально сульфидом, разбавление водой, не содержащей Cl-, в отношении 1 : 1 при прочих неизменных условиях вызывает осаждение 85 ± 10% металла в растворе. Уменьшение температуры на 100° С в общем приводит к осаждению приблизительно 90% металла. С другой стороны, для А pH = +1,0 осаждение близко к 99% — эффективность, сравнимая с добавлением сульфида, когда число молей осажденного сульфида почти равно числу молей добавленного сульфида.
Хотя, как часто полагают, причиной рудоотложения из растворов хлоридных комплексов является сульфатная редукция, имеются причины сомневаться в том, что она представляет собой первостепенный фактор. Ниже 250° С скорость редукции становится очень малой даже при участии таких сильных восстановителей, как H2. Сакаи описал несколько примеров изотопного обмена кислорода при более низких температурах в условиях нейтральности с полупериодом протекания реакции 5,6 лет. Скорость заметно возрастает при более низких pH. Согласно Oppy, в очень богатых органикой системах некоторое восстановление возможно при 77—121° С, но для этого требуется несколько сотен часов. Бактериальная редукция происходит оптимально при 30—45° С, что намного ниже гидротермальных температур. Указанные скорости не означают, что в гидротермальных системах между 100 и 250° С сульфатная редукция должна быть обычным явлением. Далее, для протекания реакции требуется много молей восстановителя, как это следует из уравнения реакции SO4в2- + 4Н2 —> H2S + 2OН- + 2Н2О. Необходимость участия восстановителя в большой пропорции затрудняет поддержание взаимодействия при рудоотложении.