Криолит - Cryolite

Криолитовая шахта Ивигтут, Гренландия, лето 1940 г.
Криолит
816- Ивигтут - cryolite.jpg
Криолит из Ивигтут Гренландия
Общее
КатегорияГалогенидный минерал
Формула
(повторяющийся блок)		Na3AlF6
Классификация Струнца3.CB.15
Классификация Дана11.6.1.1
Кристаллическая системаМоноклиника
Кристалл классПризматический (2 / м)
(такой же Символ HM )
Космическая группаP21/ п
Ячейкаа = 7,7564 (3) Å,
b = 5,5959 (2) Å,
c = 5,4024 (2) Å; β = 90,18 °; Z = 2
Идентификация
Формула массы209,9 г моль−1
ЦветОт бесцветного до белого, также коричневатого, красноватого и реже черного
Хрустальная привычкаОбычно массивная, крупнозернистая. Редкие кристаллы бывают изометричные и псевдокубические.
TwinningОчень распространенный, часто повторяющийся или полисинтетический с одновременным проявлением нескольких двойных законов
РасщеплениеНе наблюдалось
ПереломНеравномерный
УпорствоХрупкий
Шкала Мооса твердость2,5 к 3
БлескСтекловидное до жирного, жемчужного на {001}
Полосабелый
ПрозрачностьОт прозрачного до полупрозрачного
Удельный весОт 2,95 до 3,0.
Оптические свойстваБиаксиальный (+)
Показатель преломленияпα = 1,3385–1,339, nβ = 1,3389–1,339, nγ = 1.3396–1.34
Двулучепреломлениеδ = 0,001
Угол 2V43°
Дисперсияг
Температура плавления1012 ° С
РастворимостьРастворим в AlCl3 раствор, растворимый в H2ТАК4 с развитием HF, который ядовит. Нерастворим в воде.[1]
Другие характеристикиСлабо термолюминесцентный. Небольшие прозрачные фрагменты становятся почти невидимыми при помещении в воду, поскольку ее показатель преломления близок к показателю преломления воды. Может флуоресцировать интенсивно-желтым под SWUV, с желтой фосфоресценцией и бледно-желтой фосфоресценцией под LWUV. Не радиоактивный.
Рекомендации[2][3][4][5][6]

Криолит (Na3AlF6, гексафторалюминат натрия ) является необычным минеральная отождествляется с некогда крупным депозитом на Ивиттуут на западном побережье Гренландия, истощенный к 1987 году.

Из-за своей редкости это, возможно, единственный минерал на Земле, который когда-либо был добыт до коммерческого исчезновения.[7]

История

Криолит был впервые описан в 1798 году датским ветеринаром и врачом Педером Кристианом Абильдгаардом (1740–1801);[8][9] он был получен из его месторождения в Ивигтуте и неподалеку от Арсук-фьорда, на юго-западе Гренландии. Название происходит от греческий язык слова κρύος (криос) = мороз, и λίθος (lithos) = камень.[10] В Пенсильвания, производственная компания по производству соли использовали большое количество криолита для изготовления каустическая сода на своем Натрона, Пенсильвания работает, и на своем Корнуэллс-Хайтс, Пенсильвания, Завод, в течение 19 и 20 веков.

Исторически он использовался в качестве руды алюминия, а позже при электролитической переработке алюминий -богатый оксид руда боксит (сама комбинация оксид алюминия минералы, такие как гиббсит, бемит и диаспора ). Сложность отделения алюминия от кислорода в оксидных рудах была преодолена за счет использования криолита в качестве поток растворять оксидные минералы. Сам чистый криолит плавится при 1012 ° C (1285 K ), и он может растворять оксиды алюминия достаточно хорошо, чтобы обеспечить легкое извлечение алюминия путем электролиз. Значительная энергия по-прежнему требуется как для нагрева материалов, так и для электролиза, но это гораздо более энергоэффективно, чем плавление самих оксидов. Поскольку природный криолит встречается слишком редко, чтобы его можно было использовать для этой цели, синтетический фторид натрия-алюминия получают из обычного минерала. флюорит.

Исходные местоположения

Кроме Ивиттуут, на западном побережье Гренландия где криолит можно найти в больших количествах, небольшие месторождения криолита также были зарегистрированы в некоторых районах Испания, у подножия Пайкс Пик в Колорадо, Соколиный карьер рядом Монреаль в Квебек, Канада а также в Мяске, Россия.[11][12]

Использует

Расплавленный криолит используется как растворитель для оксид алюминия (Al2О3) в Процесс Холла-Эру, используемые при рафинировании алюминий. Это снижает температуру плавления расплавленного (жидкого состояния) оксида алюминия с 2000–2500 ° C до 900–1000 ° C, и увеличивает его проводимость[нужна цитата ] что делает добычу алюминия более экономичной.

Криолит используется как инсектицид и пестицид.[13] Он также используется для придания фейерверк желтый цвет.[14]

Физические свойства

Криолит ячейка. Атомы натрия пурпурные; Атомы фтора бледно-зеленые, расположены октаэдрами вокруг атома алюминия.

Криолит представляет собой бесцветное стекло, призматическое, от бело-красноватого до серо-черного. моноклинический кристаллы. Оно имеет Твердость по Моосу от 2,5 до 3 и удельный вес примерно от 2,95 до 3,0. От полупрозрачного до прозрачного с очень низким показатель преломления около 1,34, что очень близко к воды; таким образом, при погружении в воду криолит становится практически невидимым.[6]

Рекомендации

  1. ^ CRC Справочник по химии и физике, 83-е изд., С. 4-84.
  2. ^ Гейнс, Ричард В. и др. (1997) Новая минералогия Даны, Вили, 8-е, ISBN  978-0-471-19310-4
  3. ^ Криолит: информация и данные о минералах криолита. Mindat.org (03.10.2010). Проверено 25 октября 2010.
  4. ^ Криолит Минеральные данные. Webmineral.com. Проверено 25 октября 2010.
  5. ^ Криолит, Справочник по минералогии. Проверено 25 октября 2010.
  6. ^ а б Hurlbut, Cornelius S .; Кляйн, Корнелис, 1985 г., Руководство по минералогии, 20-е изд., John Wiley and Sons, New York ISBN  0-471-80580-7
  7. ^ "Королевское химическое общество, химия в своем элементе: соединения - криолит". Архивировано из оригинал на 2016-04-18. Получено 2016-04-08.
  8. ^ Абильдгаард (1799 г.). "Norwegische Titanerze und andre neue Fossilien" [Норвежские титановые руды и другие новые окаменелости [то есть все, что выкопали из земли])]. Allgemeines Journal der Chemie (на датском). Лейпциг. 2: 502. In der ordentlichen Versammlung der königl. Gesellschaft der Wissenschaften am 1. Februar dieses Jahres stattete Hr. Проф. Abildgaard einen Bericht über die Norwegischen Titanerze und über die von ihm mit denselben angestellten Analysen ab. Zugleich theilte er auch eine Nachricht von einer vor wenigen Jahren aus Grönland nach Dänemark gebrachten besonders weißen spathartigen Miner mit. Einer damit angestellten Untersuchung zu folge bestand sie aus Thonerde und Flußspathsäure. Eine Verbindung, von welcher noch kein ähnliches Beyspiel im Mineralreich vorgekommen ist. Sie hat den Namen Chryolit erhalten, weil sie vor dem Löthrohre wie gefrorne Salzlauge schmilzt. (На очередной сессии [датского] Королевского научного общества 1 февраля этого года профессор Абильдгаард представил доклад о норвежских титановых рудах и о проведенном им анализе. Он также сообщил об особенно белом , похожий на лонжерон минерал, который был привезен несколько лет назад из Гренландии в Данию. Согласно проведенным исследованиям, он состоит из глинозема и плавиковой кислоты. Соединение, подобное соединение которого еще не было обнаружено в минеральной сфере. Оно получено название «криолит», потому что под паяльной трубой он плавится, как замороженный рассол.)
  9. ^ Абильдгаард П. К. (1800). Om Norske Titanertser og om en nye Steenart fra Grönland, лучший из Flusspatsyre og Alunjord [О норвежских титановых рудах и о новом минерале из Гренландии, который состоит из плавиковой кислоты и глинозема.]. 3-й (на датском). 1. Det Kongelige Danske Videnskabers-Selskabs (Королевское датское научное общество). С. 305–316. Хан хар кальдт денне гронландске Стен Криолит Эллер Iissteen formedelst dens Udseende, og fordi den smelter saa meget let for Blæsröret. (Он назвал этот гренландский камень криолит или ледяной камень из-за его внешнего вида и из-за того, что он так легко плавится под паяльной трубкой.)
  10. ^ Альберт Хантингтон Честер, Словарь названий минералов, включая их историю и этимологию (Нью-Йорк, Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1896 г.), п. 68.
  11. ^ «КРИОЛИТ (фторид натрия и алюминия)». www.galleries.com. Получено 2020-10-07.
  12. ^ «Криолит | минерал». Энциклопедия Британника. Получено 2020-10-07.
  13. ^ EPA R.E.D. ФАКТЫ Криолит http://www.epa.gov/oppsrrd1/REDs/factsheets/0087fact.pdf
  14. ^ Хельменстин, Энн Мари. «Как работают цвета фейерверков и химические вещества, делающие яркие цвета». ThoughtCo. Получено 2019-09-01.