2-
ОГЛАВЛЕНИЕ
Общая характеристика работы
Глава 1. Представления о кристаллохимии слюд (обзор литературы)
1.1. Основные черты строения слюд
1.2. Изоморфизм слюд
1.2.1. Триоктаэдрические слюды
1.2.2. Диоктаэдричсские слюды
1.3. Политипия слюд
1.4. Структурная упорядоченность слюд
1.4.1. Слоевая упорядоченность
1.4.2. Катионная упорядоченность
Глава 2. Термическое и химическое расщепление слоистых
силикатов, как следствие их вспучивания (обзор литературы)
2.1. Вермикулит, монтмориллонит, каолинит и другие слоистые силикаты
2.2. Слюды
2.2.1. Термическое расщепление
2.2.2. Химическое расщепление
Глава 3. Методы диспергирования и исследования слюд
3.1. Методы диспергирования слюд
3.1.1. Химическое диспергирование (флогопит, тетраферри-флогопиг, лепидолит, вермикулит)
3.1.2. Термохимическое диспергирование (мусковит)
3.2. Методы исследования диспергированных слюд
5
11
13
17
17
22
24
32
32
39
43
43
47
47
50
53
53
53
56
56
з
3.2.1. Химический анализ 56
3.2.2. Оптические исследования 57
3.2.3. Рентгенография 57
3.2.4. Инфракрасная спектроскопия 64
3.2.5. Мессбауэровская спектроскопия 66 Глава 4. Характеристика исходных слюд по данным химического
анализа и рентгенографии 67
4.1. Флогопиты 67
4.2. Слюды другого состава 76
4.2.1 .Тетраферрифлогопит 76
4.2.2. Мусковиты 82
4.2.3. Лепидолит 82
4.2.4. Вермикулиты 82
Глава 5. Закономерности химического диспергирования слюд 83
5.1. Вспучивание слюд без катализатора 86
5.1.1. Флогопиты 86
5.1.2. Слюды другого состава
(тетраферрифлогопит, лепидолит, мусковиты, вермикулиты) 101
5.2. Вспучивание слюд с катализатором (флогопиты) 102
5.3. Процессы, сопровождающие вспучивание слюд 106
5.3.1. Г азоотделение 106
5.3.2. Разложение перекиси водорода 108
Глава 6. Структурно-химический контроль диспергирования слюд 118
6.1. Изменение структурно-химических характеристик слюд в процессе их вспучивания 118
15
структурах с неупорядоченным заселением катионов в (81, Л1)-тстраэдрах и в структурах с упорядоченным расположением катионов в 81-тетраэдрах они вытянуты вдоль оси “с”. В структурах с упорядоченным расположением тетраэдрических катионов в (81, А1)-тетраэдрах,
они сплющены вдоль оси “с”.
Смешение тетраэдрического катиона. Тетраэдрический катион может быть существенно смещен из центра тяжести тетраэдра. На величину этого смещения влияют как степень замещения 814+ на АР*, гак и положение и распределение положительного компенсирующего заряда. Тетраэдрический катион может смещаться как к основанию, так и к вершине тетраэдра. Причины, приводящие к смещению тетраэдрического катиона, величина и направление такого смещения, подробно рассмотрены в работе В. А. Дрица [18].
Литригональный разворот тетраэдров. Октаэдрические и тетраэдрические сетки, сочленяясь в слои, должны достигнуть единых размеров в базисной плоскости. В первую очередь, это становится возможным благодаря дитригональному развороту тетраэдров, приводящему к уменьшению размеров тетраэдрической сетки. Впервые дитригональ-ный разворот тетраэдров был отмечен Н.В.Беловым [3]. Позднее он был проанализирован Б.Б.Звягиным [22]. В работах [22, 23] рассмотрены факторы, определяющие направление и величину угла дитриго-нального разворота тетраэдров (а). Величина дитригонального разворота тетраэдров, в первую очередь, зависит от природы катионов, заселяющих октаэдрическую и тетраэдрическую сетку.
В триоктаэдричсских слюдах октаэдрическая сетка заселена крупными двухвалентными катионами М%2+ и Бе2+. Она больше по размерам октаэдрической сетки диоктаэдрических слюд, заселенных, главным образом, сравнительно небольшими трехвалентными катионами АР+. Угол дитригонального разворота в триоктаэдрических слюдах, как правило, меньше, чем в диоктаэдрических, вследствие меньшего несоответствия между размерами их тетраэдрических и октаэдрических сеток. Однако, в случае тетраферрислюд наблюдается существен-
16
мое увеличение угла дитригонального разворота тетраэдров а из-за вхождения в тетраэдрические позиции катионов Ре3+. Это приводит к значительному увеличению размеров тетраэдров. Например, в тетра-феррифлогопите угол а достигает'значений 11.45°.
Величина угла а зависит также и от состава мсжслоевого промежутка. Например, мусковит и парагонит принадлежат к одной и гой же полит ипной модификации 1М и практически не различаются по характеру заселения катионных позиций тетраэдрических и октаэдрических сеток. Однако они существенно различаются по величине дитригонального разворота а: у мусковита а=9°20’, а у парагонита а=19°10’ [47]. Существенно большая величина угла а в парагонитах, объясняегся
стремлением относительно небольшого катиона Ма, ионный радиус (г) которого составляет 0.97А, к более компактному кислородному окружению в сравнении с катионом К (г=1.33А).
Величина угла дитригонального разворота тетраэдров достигает еще больших значений в структурах хрупких слюд, у которых межслое-вые промежутки заселены крупными двухвалентными катионами Са2+ [47]. При этом величина угла а не зависит от политипной принадлежности этих слюд: у ксантофиллита 1М угол а=23°, у Маргарита 2М| угол а«21 °.
Величину дитригонального разворота тетраэдров можно вычислить но формуле [47, 114]:
а = 290.7 х ёт/бо- 1.5 х т - 221.5,
где с!т и с!о - средние тетраэдрические и октаэдрические длины связей, т - отношение валентности межслоевого катиона к его ионному радиусу.
Гофрировка поверхности башяьных тетраэдрических сеток. Основания тетраэдров, как правило, наклонены к плоскости (001), причем в диоктаэдрических слюдах гораздо в большей степени, чем в триокта-эдрических. Этот наклон приводит к гофрировке тетраэдрической сетки. Факт гофрировки и причины се возникновения изучал И.Такеучи [125]. Он связывает ее с отмечавшимися выше искажениями поверхно-
- Київ+380960830922