Растворимость флюорита




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
         » » Растворимость флюорита

Растворимость флюорита

11.09.2017


Флюорит — одна из многих малорастворимых солей, которые встречаются в гидротермальных месторождениях. Его растворимость близка к растворимости кварца, но влияние на его растворимость других солей совершенно иное. В водных растворах флюорит, по крайней мере частично, диссоциирован. Поэтому на его растворимость оказывает сильное влияние присутствие других электролитов, и количество растворенного или осажденного флюорита является функцией не только температуры, давления и ионной силы данного гидротермального раствора, но также pH и отношения концентрации кальция или магния к концентрации фторидного иона в растворе.
Многочисленные данные по измерению растворимости флюорита вблизи комнатной температуры собраны в работе. Наиболее ранним систематическим исследованием растворимости при температурах выше 100° С является работа Бута и Бидуэлла. К сожалению, эти данные обнаруживают большой разброс, а кроме того, непосредственно ниже критической температуры воды наблюдается аномальный максимум растворимости. Эксперименты Бута и Бидуэлла были повторены Эллисом и Махоном, которые обнаружили значительно меньшую растворимость при всех температурах между 100 и 350° С, а также установили, что выше приблизительно 230° С концентрация кальция в растворе составляет менее половины концентрации фторидного иона. Эти авторы пришли к выводу, что в их реакционных сосудах образовывалась Ca(OH)2, но фактически ничего не сообщают о том, наблюдали ли они в конце какого-либо из своих опытов портландит. Измерения растворимости Ca(OH)2, осуществленные Блаунтом и Диксоном, находятся в соответствии с этим выводом. Данные Штрюбеля хорошо согласуются с данными работы.
Растворимость флюорита в чистой воде проходит через максимум вблизи 100° С (рис. 9.9) и достигает очень малых величин вблизи критической температуры воды. Качественно такое поведение подобно поведению кварца вдоль нижней трехфазной границы, но максимум растворимости кварца лежит значительно выше 100° С. Растворимость флюорита повышается с увеличением давления и концентрации NaCl (рис. 9.9, а). Влияние NaCl наиболее заметно при низких концентрациях, и не исключена вероятность того (особенно при низких температурах), что растворимость флюорита проходит через максимум при возрастании концентрации выше 2 т. Максимум температурной зависимости растворимости сдвигается при добавлении NaCl, и представляется вероятным, что при концентрациях соли выше 1т растворимость флюорита непрерывно возрастает с увеличением температуры. Это имеет место в растворах, содержащих от 11 до 45 вес.% LiCl, когда степень наполнения автоклава составляла от 75 до 95%. Bлияние NaCl на растворимость флюорита в водных растворах обусловлено в значительной мере уменьшением коэффициента активности Ca2+ и F- при повышении ионной силы растворов и образованием частиц NaF.

Добавление NaF к водным растворам понижает растворимость флюорита в той мере, которая количественно объясняется влиянием общего иона. Поэтому комплексы типа Са2+nn+ не являются особенно стабильными и не вносят значительного вклада в растворимость флюорита в водных растворах. С другой стороны, было найдено, что растворимость флюорита возрастает при добавлении CaCl2 и MgCl2, как показано на рис. 9.9, б. Поэтому вероятно, что комплексы CaF+ и MgF+ важны при переносе фторидных ионов в богатых кальцием гидротермальных растворах.
Растворимость флюорита в уксусной кислоте меньше, чем в растворе NaCl той же нормальности. Однако растворимость флюорита в азотной кислоте гораздо выше, чем в эквивалентном растворе NaCl. Довольно низкая растворимость в уксусной кислоте вызвана малой степенью диссоциации этой кислоты, в то время как повышенная растворимость в азотной кислоте вызвана в значительной мере образованием комплекса HF(aq). В растворах HCl — NaCl с данной ионной силой растворимость флюорита возрастает пропорционально содержанию HCl в смесях, во всяком случае до 260° С; мера этого возрастания количественно объясняется присутствием HF(aq). Влияние HCl мало до тех пор, пока концентрация раствора не превысит приблизительно 10в-3 т; если начальная концентрация HCl превосходит 0,1 т, растворимость флюорита в таких растворах становится гораздо большей, чем растворимость в чистых растворах NaCl сравнимой ионной силы.
Для объяснения отложения флюорита в гидротермальных системах может быть предложено несколько механизмов. Наиболее важным из них вполне может быть снижение растворимости при уменьшении температуры. В растворах NaCl уменьшение растворимости CaF2 наиболее ярко выражено ниже 150° С (рис. 9.9, а). В концентрированных растворах CaCl2 растворимость уменьшается быстро даже значительно выше 150° С.
Отложение флюорита может осуществляться также в результате возрастания pH раствора и смешения растворов, богатых Ca2+, с растворами, богатыми F-. Поскольку отношение mHF(aq)/mF- превышает единицу только в довольно кислых растворах (pH приблизительно <3 при 260° С), возрастание pH в направлении потока гидротермальных растворов количественно важно для отложения флюорита только из таких гидротермальных растворов, которые были первоначально довольно кислыми.