 |
|
|
О слюде
|
|
 |
Синтез слюды из силикатного сырья.
четырехкремнефтористая слюда
ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА РАСШИРЯЮЩЕЙСЯ ЧЕТЫРЕХКРЕМНЕФТОРИСТОЙ СЛЮДЫ ИЗ СИНТЕТИЧЕСКОГО СИЛИКАТНОГО СЫРЬЯ
Слюды - весьма распространенные в природе и широко используемые в практике минералы класса слоистых силикатов. Однако они обладают более высокими потребительскими качествами при искусственном изготовлении. Основным параметром оценки качества слюды является характеристическое отношение диаметра к ее толщине. Чем оно выше, тем лучше свойства материалов на основе слюд. Существующие способы механической, механохи¬м謬¬ческой, термохимической, электрохимической, гидротермальной дезинтегра¬ции (расщепления) кристаллов слюды по плоскостям совершенной спайности позволяют получить частицы толщиной ~ 1 … 5 мкм [1-5]. Однако для удов¬летворения современных требований к слюдосодержащим материалам необхо¬димо получать слюды в виде ультратонких частиц (толщиной < 1 мкм). В связи с этим возрос интерес к набухающим (расширяющимся) триоктаэдри¬ческим 2:1 термостабильным филлосиликатам, в том числе к расширяющимся фтортетра¬крем¬нистым слюдам (ФТКС), к которым относится и Na-четырехкремнефто¬ристая слюда. В кристаллах этих структурных соединений связь между слоями слабая, и ионы щелочных металлов, координированные между слоями, легко гидратируются. В результате гидратации эти слоистые силикаты легко расщепляются на ультратонкие частицы толщиной ≤50Å, способные образовать с водой стабильный и однородный золь. В этом состоя¬нии ФТКС обладают уни¬кальными химическими и физико-техническими характе¬ристи¬ками и являются дефицитным и перспективным сырьем для многих отраслей промышленности и современной техники [6-11]. Одним из научных направлений совершенствования методов получения расширяющихся ФТКС является использование синтетичес¬ких силикатов, в частности, синтетического дигидрата силиката магния (ДГСМ).
Для получения расширяющейся Na-четырехкремнефтористой слюды (NaMg2,5[Si4O10]F2) в качестве модельных были выбраны системы ДГСМ - MgF2 - Na2SiF6 и ДГСМ - Na2SiF6 - NaF. Na-четырехкремнефтористую слюду получают из расплава (при 1300…1500оС) с использованием исходных смесей, состоящих из чистых реактивов (SiО2, SiF4 в виде газа, MgО, MgF2, Na2О, NaF, Na2SiF6 и др.), с дальнейшим охлаждением полученного расплава для кристаллизации [6].
В настоящей работе изложены результаты оптимизации физико-химических условий процесса синтеза Na-четырехкремнефтористой слюды путем кристаллизации расплава, полученного из реакционных смесей в выше¬ука¬занных системах. Эта работа является продолжением исследований по синтезу слоистых и волокнистых фторсиликатов из синтетических силикатов. Ранее нами сообщалось о получении расширяющейся фторслюды Na-тениолита [12].
Экспериментальная часть
Методика эксперимента. В качестве исходных веществ использовали полученный нами ДГСМ и реактивы Na2SiF6, NaF и MgF2 квалификации х.ч. Оксидный состав ДГСМ, рассчитанный на основании химического анализа (мас.%): SiO2 44,03; MgO 27,78; R2O3 0,8; H2O+ 14,80; H2O- 12,41; 99,82, близок к стехиометрическому (МgО . SiО2 . 2Н2О). ДГСМ был исследован кристаллооптическим, термическим, рентгенографическим методами при комнатной и высокой температурах. Подробности о ДГСМ и его поведении при нагревании приведены в [13].
Фазовый состав продуктов обработки ДГСМ (т.е. поликристаллических образцов) и полученная Na-четырехкремнефтористая слюда исследованы методами кристаллооптического и рентгенографического анализов.
Составы реакционных смесей рассчитывали, исходя из формулы Na-четырехкремнефтористой слюды (NaMg2,5[Si4O10]F2), с некоторым избытком фтора. Были изучены реакционные смеси ДГСМ-Na2SiF6-MgF2 (I) и ДГСМ- Na2SiF6-NaF(II).
Синтез слюды осуществляли во фторустойчивых сосудах в электрических печах сопротивления.
Результаты и их обсуждение. Кристаллосинтез Na-четырех¬кремне¬фтористой слюды осуществляли путем плавления реакционных смесей I и II в интервале температур 1080 … 1225оС. Полученные расплавы выдерживали при этих температурах в течение 1 … 2 ч, после чего проводили кристаллизацию этих расплавов путем их охлаждения с различной скоростью.
Исследования показали, что фазовый состав синтезированных образцов (т.е. процент выхода фторслюды), а также морфология и размеры кристаллов фторслюды зависят от состава реакционных смесей (от отклонения стехиометрического состава исследуемых смесей), температурно-временных условий процесса плавления этих смесей, скорости охлаждения полученных расплавов и т.п.
Отклонение составов реакционных смесей I и II привело к изменению температур плавления и кристаллизации расплавов. При этом в продуктах синтеза снизилось количество фторслюды. Проведенные исследования показали, что максимальное содержание фторслюды (~90, ~98%) наблюдалось в образцах, полученных из реакционных смесей, составы которых близки к стехиометрии Na-четырехкремнефтористой слюды с небольшим избытком фтора (1 … 2 мас.%).
На состав, а следовательно, на кристаллизационные свойства полученных расплавов влияет не только химический состав исследуемых смесей, но и физико-химические особенности поведения этих смесей при нагревании.
Экспериментально было доказано, что в интервале 60…800оС в иссле¬дуемых смесях происходят процессы дегидратации и дегидроксилирования ДГСМ, разложение кремнефторида натрия (Na2SiF6), гидролиз фторида магния (MgF2) и др. [13-16].
С повышением температуры в реакционных смесях происходят сложные твердофазовые реакции с участием газовой и жидкой (расплав оксидно-фторидного состава) фаз, в результате чего ускоряются процессы плавления исследуемых смесей. Полное плавление смесей I и II происходило в течение 0,5…2 ч при 1200±5оС и 1120±5оС соответственно. При этом в результате гомогенизации получались расплавы, которые охлаждались для кристалли¬зации. Максимальный выход Na-четырехкремнефтористой слюды (~90 и ~98%) ограничивался скоростями охлаждения 430…450оС/ч и 370…390оС/ч соответ¬ственно. Следует отметить, что изменение как составов реакционных сме¬сей от стехиометрии, так и температурно-временных условий процессов плавления смесей и скорости охлаждения полученных расплавов от вышеуказанных значений приводит к снижению количества слюды (<~90 и <~98%) и возрастанию содержания примесей в виде фторидов с nm < 1,39, фторнорбергита (Mg2SiO4 . MgF2) с nm = 1,546, стекла с nm = 1,490…1,506, форстерита с nm = 1,650, фторамфибола с nm = ~1,587 в синтезируемых образцах.
В итоге проведенные исследования позволяют предположить, что процессы синтеза расширяющейся Na-четырехкремнефтористой слюды из реакционных смесей I и II на основе ДГСМ отличаются как друг от друга, так и от реакционных смесей, состоящих из х.ч. компонентов. Сравнительная легкость процессов синтеза этой фторслюды из реакционных смесей I и II обеспечи¬вается вероятным образованием при более низких температурно-временных и др. условиях аналогичных структурных мотивов в виде кремнекис¬лородных анионов типа [Si2О5]2- в расплавах, полученных из иссле¬дуе¬мых смесей, и в структуре слюд. То есть, расплавы, полученные из исследуемых смесей, обладают высокой кристаллизационной способностью. Следует отметить, что максимальный выход Na-четырехкремнефтористой слюды (~98%) наблюдался при применении реакционной смеси II. Высокую реакционную активность смесей I и II, в частности, можно объяснить высокой дисперсностью, однородностью, а также кристаллохимическими особенностями ДГСМ.
Синтезированные образцы представляют собой поликристаллические слит¬ки, в которых пластинки и чешуйки, ориентированые в различных направ¬ле¬ниях, пересекаются, образуя сноповидные, радиально-лучистые, субпараллель¬ные агрегаты (рис.).
В дальнейшем эти слитки при 70 … 80оС в течение 1 … 2ч помещали в во¬ду, количество которой в 20 … 25 раз превышало количество слюды. При этом мо¬ле¬кулы воды, проникшие в межслоевые пространства кристаллической решетки Na-четырехкремнефтористой слюды, способство¬вали самодиспергиро¬ванию синтезированных поликристал¬личес¬ких слитков на отдельные ультра¬тонкие частицы и чешуйки фторслюд (толщиной ≤ 50Å и диаметром в 1000 … 5000 раз больше толщины).
Синтезированная фторслюда бесцветна, в тонких листочках прозрачна, спай¬ность кристаллов совершенная, погасание почти прямое, удлинение поло¬жительное. Кристаллооптические характеристики Na-четырехкремне¬фто¬рис¬той слюды следующие: N'g=1,548 -1,552, N'p=1,518 … 1,521, N'g - N'p=0,030 … 0,034.
На рентгенограмме (табл.) синтезированной фторслюды имеется базаль¬ный рефлекс 12,28Å, характерный для расширяющихся фторслюд [17,18].
Таблица
Данные дифрактограммы синтезированной Na-четырехкремнeфтористой слюды
d/n, Å I d/n, Å I
12,28 10 2,45 1
9,88 7 2,374 2
6,46 1 1,975 2
5,08 1 1,668 1
3,34 6 1,512 1
3,19 5 1,398 2
Таким образом, установлена возможность и найдены оптимальные условия процесса синтеза расширяющейся Na-четырех¬кремне¬фтористой слюды (NaMg2,5[Si4O10]F2) из синтетического дигидрата силиката магния (ДГСМ - МgО. SiО2 . 2Н2О) путем кристаллизации расплава (при 1080 … 1225оС). Показана сравнительно высокая реакционная активность смесей на основе ДГСМ, обусловливающая сокращение продолжитель¬ности процессов синтеза Na-четырех¬кремне¬фтористой слюды в 2 и 8 раз соответственно и снижение температуры синтеза на 200 … 300оС. Na-четырех¬кремне¬фтористая слюда с наибольшим выходом образуется из реакционной смеси, в составе которой в качестве галогенсодержащих компонентов использовано сочетание Na2SiF6 и NaF.Л.А. ХАЧАТРЯН, Н.Б. ЕРИЦЯН, В.В. АРУТЮНЯН
|
Компания "Слюда" поздравляет всех наступившим Новым 2026 годом и Рождеством!!
С Рождеством и Новым годом!
подробнее
Качество, как основа партнерства.
Ценности компании "Слюда"
подробнее
Электроизоляция из слюды
Урок физики
подробнее
Слюда и экология
подробнее
Химический состав слюды
Урок химии
подробнее
Основные направления в потреблении слюды по областям применения (в т.ч. флогопита)
Основные направления в потреблении слюды
подробнее
Виды, марки и области применения слюды
Теория и практика
подробнее
Универсальные изоляционные материалы.
Лучшие электроизоляционные материалы.
подробнее
Новое оборудование для изготовления деталей из Слюды любой сложности.
Бесконтактная обработка слюды
подробнее
Качественный продукт повышает стабильность бизнеса.
чем обернется "дешевая" слюда?
подробнее
Теория роста кристаллов
И.Костов "Кристаллография"
подробнее
Газовоздушные и водные включения слюды.
"Свойства, добыча и переработка слюды", под общей редакцией профессора М.С.Мецика
подробнее
СОСТАВ ШИХТЫ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ СЛЮДЫ
Фторфлогопит
подробнее
ПРОКЛАДКИ УКАЗАТЕЛЕЙ УРОВНЯ ГРАФЛЕКС-ВУК
Прокладки ВУК
подробнее
"Качественно и недорого"
"Сказка о попе и работнике его,Балде" Пушкин А.С.
подробнее
Производство клапанов для кислородно-дыхательных приборов.
Волков К.И., Загибалов П.Н., Мецик М.С. "Свойства и переработка слюды"
подробнее
"Простой продукт" кончается.
А.М.Портнов, профессор, доктор геолого-минералогических наук, академик
подробнее
Минеральные включения.
К.И.Волков, П.Н.Загибалов, М.С.Мецик ."Свойства, добыча и переработка слюды".1971 г.
подробнее
Серебрение слюды.
Конденсаторостроение
подробнее
Добыча и переработка слюды .
Вымирающий поселок Мама
подробнее
ГОК Мамслюда
О вымирающем Мамско-Чуйском районе Иркутской области и состоянии слюдодобычи.
подробнее
Слюдопласты и миканиты. В чем разница.
подробнее
Выборы
Выборы
подробнее
Принцип работы микроволновой (свч) печи.
Как микроволновая печь готовит пищу
подробнее
Циннвальдит.
дитриоктаэдрические слюды - Горная энциклопедия
подробнее
Современное состояние добычи слюды в России.
История о том, чего давно нет
подробнее
Слюдяной храм.
Древняя Мексика без кривых зеркал
подробнее
Слюдяные изоляторы, свечи.
Вверни и езжай!
подробнее
Слюда для микроскопии.
использование слюды в клинико-диагностических лабораториях
подробнее
Ищем изумруды.
http://zhurnal.lib.ru/a/aksamentow_e_j/searh_zumr.shtml
подробнее
Геология. Е.Козловский
http://www.promved.ru/articles/article.phtml?id=1846&nomer=1
подробнее
Стадии образования слюдосодержащих пород
Стадия диагенеза
подробнее
Механические свойства кристаллов
спайность
подробнее
СМОГ
слюда мусковит обрезная гидротермическая
подробнее
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЛЮДЯНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ
http://www.kolasc.net.ru/russian/innovation_ksc/2.18a.pdf
подробнее
Изоморфизм
http://www.wikiwix.com/
подробнее
Слюдяной сланец.
Брокгауз и Эфрон. Энциклопедический словарь.
подробнее
РАСЧЕТ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СТРУКТУР МИНЕРАЛОВ
Бразовская Н.В., Бразовский В.Е., Троицкий В.С.
подробнее
Электричество и слюда.
альтернативная энергия
подробнее
Свойства натуральной слюды
http://ru.wikipedia.org/
подробнее
Фонари слюдяные на улицах Москвы.
Пылев М.И. "Старая Москва.Картины из былой жизни" (Издательство Суворина И.С.)
подробнее
Слюдяные конденсаторы.
проверка с помощью телефонной трубки!
подробнее
Силикат слоистый природный.
Минералогия .
подробнее
История применения слюды.
Петров В.П. 'Рассказы о необычных минералах' - Москва: Недра, 1978
подробнее
Патриархия.RU : О Ризе Господней и слюде
http://patriarchia.ru/db/text/330913.html
подробнее
Клей для слюды.
подробнее
Структура слюды.
подробнее
Слюдяной конденсатор
Большая Советская Энциклопедия
подробнее
Mica / Слюда
на разных языках...
подробнее
Изоляция электродвигателей.
влияние температуры на срок службы изоляции.
подробнее
Мусковит и флогопит.
Н.И.Ерёмин. Издательство Московского университета.
подробнее
Слюдяные оконницы.
технология изготовления
подробнее
Слюдяные пластины.
подробнее
Прочность кристаллов слюды.
влияние окислителей на прочность кристаллов
подробнее
Нефть и слюда.
эффективный адсорбент
подробнее
Mica во всемирной паутине.
что же такое - mica ? немного примеров.
подробнее
Гипотеза о появлении жизни на Земле.
мы всем обязаны слюде...
подробнее
Роль слюды в синтезе соединительных тканей.
подробнее
Типы месторождений слюды.
краткая классификация
подробнее
Все самое главное о слюде .
то,что Вы хотели узнать,но не у кого было спросить
подробнее
Синтез слюды из силикатного сырья.
четырехкремнефтористая слюда
подробнее
Витражи из слюды.
исторические примеры применения
подробнее
Энциклопедия Брокгауза и Эфрона .
подробно о слюде
подробнее
Мусковит, флогопит, биотит, лепидолит.
Разнообразие слюд
подробнее
Алюмосиликаты
подробнее
Дефекты слюды
подробнее
Теплопроводность слюды
подробнее
Разделение слюды по группам.
химический состав
подробнее
Формовочный слюдопласт
подробнее
СОГМ - СМОГ
подробнее
Миканит формовочный ГОСТ 6122-75
подробнее
|
|
|
|
|
|
|
|
