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
         » » Размер минеральных зерен в бокситах

Размер минеральных зерен в бокситах

21.09.2017

Отдельные зерна минералов в большинстве разновидностей карстовых бокситов имеют размер менее 1 мкм, реже размер их колеблется от 1 до 100 мкм, а зерна большего размера обнаружены только в метаморфизованных бокситах. Для исследования распределения и морфологии зерен размером менее 1 мкм лучше всего использовать электронный микроскоп. Зерна размером более 1 мкм можно исследовать с помощью электронного микрозонда и в шлифах.
О фактическом гранулометрическом составе бокситов в литературе почти ничего не известно. Сорта бокситов Венгрии в первую очередь изучались Аркоши, и ею был разработан метод определения размера зерен по электронно-микроскопическим снимкам. Проба боксита диспергируется в воде. Во избежание образования пленки (сгустка) проба наносится на опору препарата относительно жидкой. При съемке нужно измерять наибольший размер (длину) зерна, попадающего в плоскость съемки, и размер его в перпендикулярном к этой длине направлении (ширину). Перпендикулярный к плоскости съемки размер (толщину) можно только оценить. Для того чтобы; определения были достаточно представительными, требуется произвести 600—1000 измерений в одной пробе. Для типичных проб нашей коллекции бокситов такие измерения на электронно-микроскопических снимках были выполнены Аркоши; пользуюсь случаем выразить ей глубокую благодарность за оказанную помощь.
На рис. 67 показаны размеры зерен, полученные Аркоши, в пробах типичных бокситов месторождений Искасентдьёрдь и Ньирад в Венгрии. На этих двух месторождениях размеры зерен минералов приблизительно одинаковы, чаще всего наблюдается длина 0,2—0,3 мкм и ширина 0,1—0,2 мкм. Наиболее частая толщина 0,1—0,3 мкм. Гранулометрический состав зерен чрезвычайно постоянен. Зерна размером более 0,6 мкм встречаются редко, а зерен крупнее 0,9 мкм вообще нет.
Подобные данные были получены и для других венгерских месторождений — Халимба и Гант. Постоянство гранулометрического состава зерен бросается в глаза, так как минералогический состав этих четырех месторождений весьма различен.

Удлиненность зерен характеризуется численно частным от деления длины на ширину для каждого зерна. Чем больше полученное частное, тем больше вытянуто зерно. На рис. 68 приведены гистограммы частот значений удлиненности зерен для двух проб бокситов. Удлиненность меньше двух имеют 67% зерен бокситов месторождения Искасентдьёрдь и 66,6% зерен ньирадских бокситов. Следовательно, большинство зерен менее вытянуто. На обоих месторождениях частота зерен с удлиненностью более 3,5 составляет менее 1%. Такие же результаты получаются и для бокситов месторождений Гант и Халимба.
Минеральные зерна венгерских бокситов большей частью характеризуются неправильными контурами, лишь редко встречаются правильно ограниченные кристаллы. На рис. 69 показаны электронно-микроскопические снимки проб типичных бокситов месторождений Халимба, Ньирад, Искасентдьёрдь и Гант. Отдельные зерна в препаратах обычно объединены в агрегаты переменного размера. Среди преимущественно неправильных зерен бокситовых глин венгерского месторождения Черсегтомай Аркоши обнаружила несколько правильных гексагональных кристаллов каолинита размером около 1 мкм. Ho и здесь господствующими размерами являются 0,2—0,1 мкм.
Как нам известно, наименьшими размерами зерен характеризуются четвертичные бокситы на островах Тихого океана. При исследованиях под электронным микроскопом Терсинье обнаружил, что бокситы на острове Лифу содержат бёмитовые и гиббситовые кристаллы размером 0,03х0,1 мкм. Бёмит имеет правильную столбчатую форму, гиббсит характеризуется неправильной или псевдогексагональной пластинчатой формой. Большая часть бокситов этого острова характеризуется значительно меньшими размерами зерен и состоит из аморфных или очень плохо окристаллизованных зерен.

На основании исследований Хилла и Штраля, размер зерен бокситов Ямайки обычно не меньше 1 мкм. По снимкам, полученным на электронном микроскопе, зерна почти изометричны, но хлопьеобразны — вонтуры их чрезвычайно неправильны. Зерна преимущественно объединены к агрегаты размером 40—100 мкм. Предполагается, что образованию агрегатов способствует крайне неправильная морфология зерен. В некоторых сортах глинистых бокситов встречается галлуазит в кристаллах удлиненной трубчатой формы.
По исследованиям под электронным микроскопом Бардошши и др., бокситы на плато Манчестер острова Ямайка имеют размер зерен в основном 0,15—0,25 мкм; размер наименьших зерен 0,05 мкм и наибольших 0,5 мкм.
По данным Аркоши, для гиббситовых бокситов Аркалыкского и Западно-Тургайского месторождений Казахстана характерны размеры зерен 0,2—0,6 мкм. Зерна изометричные или слегка удлиненные, с неправильными контурами.
Средний размер зерен мальмских бокситов из Средней Греции 0,3 мкм, размер большинства зерен колеблется от 0,2 до 0,6 мкм. Средний размер зерен туронского — сенонского бокситоносного горизонта равен 1 мкм, размер большинства зерен колеблется от 0,3 до 2 мкм. Зерна мальмских бокситов почти изометричны, но форма их несовершенная, грани кристаллов проявлены лишь отчасти. Зерна туронских — сенонских бокситов также изометричны, но здесь большинство зерен — настоящие кристаллы с правильными гранями, т. е. в этом районе более молодые бокситы характеризуются большим размером и более правильной морфологией зерен. По нашему мнению, это явление объясняется различием в минеральном составе: мальмские бокситы главным образом бёмитовые, а бокситы туронские — сенонские состоят преимущественно из диаспора.
По мнению автора, диаспоровые бокситы везде более крупнозернисты и лучше окристаллизованы, чем бёмитовые и гиббситовые карстовые бокситы. Например, в девонских бокситах Северного Урала преобладают зерна размером 0,4—5,0 мкм. Кристаллы диаспора крупнее других, имеют столбчатую форму; минералы железа меньше по размеру, а каолинит образует тонкопластичные кристаллы размером менее 1 мкм.
Под действием усиленного тектонического давления бокситы частично перекристаллизовываются и размеры зерен увеличиваются. Например, сильно дислоцированные бокситы месторождения Тапна во Вьетнаме состоят большей частью из кристаллов размером 5—50 мкм. Бокситы на полуострове Халкидики в Греции помимо сильного локального тектонического давления претерпели незначительное воздействие регионального метаморфизма. Наиболее часто наблюдаемый размер минеральных зерен в бокситах здесь 1—20 мкм, но встречаются и кристаллы диаспора размером 100—200 мкм. Наконец, при сильном метаморфизме бокситы преобразуются в наждак. Средний размер зерен в нем достигает нескольких миллиметров.
В отличие от первичных вторичные минералы, заполняющие поры, полости, жеоды и тонкие трещины, имеют размеры зерен от нескольких сотых микрона до нескольких миллиметров.
Размеры зерен многих латеритных бокситов были исследованы Бардош-ши и др.. Ими было установлено, что в молодых высоколежащих латеритных бокситах размер зерен кристаллов гиббсита необычно велик, преимущественно 50—100 мм, но в порах и полостях часто встречаются кристаллы размером до 1 мм. Среди сравнительно молодых поверхностных (без кровли) карстовых бокситов размер зерен на два порядка меньше, чем в латеритных: 0,05—0,2 мкм. По нашему мнению, причина значительно меньшего размера зерен заключается в тормозящем кристаллизацию влиянии карбонатной среды. Это подтверждают и лабораторные опыты Бардошши и Уайта.
Следовательно, зерна большинства карстовых бокситов имеют коллоидные размеры, т. е. физико-химические свойства коллоидов характерны и для них. Принимая за основу коллоидно-химическую систему Бузага, зерна карстовых бокситов скорее можно отнести к так называемым переходным системам, а внутри их — к группе так называемых сгустков (агрегатов). По состоянию их можно считать ксерогелъными, потому что дисперсная часть твердая, а дисперсионная среда газообразная. Название «ксерогель» не означает, что бокситы аморфны, наоборот, по рентгеноструктурным анализам они обычно имеют кристаллическую структуру, за исключением некоторых бокситов с тихоокеанских островов, которые содержат значительное количество аморфного вещества. Итак, гелевая структура бокситов сводится к тому, что субмикроскопические кристаллики создают агрегаты статистически однородно распределенного вещества, а межагрегатное пространство заполнено воздухом или грунтовой водой.
К поверхности зерен прилипает очень тонкая пленка влаги. Горная влажность карстовых бокситов в залежах достигает 10—20%. Пробы бокситов при комнатной температуре быстро высыхают и теряют большую часть своей горной влажности (высушенные на воздухе бокситы).
Вследствие ксерогельного характера бокситы имеют чрезвычайно большую удельную поверхность и поверхностное напряжение, поэтому часть адсорбированной влаги (0,5—2,0 вес. %) удаляется только при температуре 100—400 °С. Чем меньше размер зерен бокситов, тем больше количество этой влаги. Это доказано совместным рассмотрением более чем 100 деривато-грамм и результатов рентгеноструктурных анализов.