stringtranslate.com

Криолит

Криолит ( Na 3 Al F 6 , гексафторалюминат натрия ) — редкий минерал , обнаруженный в некогда крупном месторождении Ивиттуут на западном побережье Гренландии , промышленно добываемом до 1987 года. [8]

Он используется при восстановлении («плавке») алюминия, борьбе с вредителями и в качестве красителя.

История

Криолит был впервые описан в 1798 году датским ветеринаром и врачом Педером Кристианом Абильдгаардом (1740–1801); [9] [10] он был получен из месторождения в Ивигтуте (старое написание) и неподалеку от Арсук-фьорда на юго-западе Гренландии. [11] Название происходит от греческих слов κρύος (криос) = мороз и λίθος (литос) = камень. [12] Компания по производству соли Пенсильвании использовала большое количество криолита для производства каустической соды и соединений фтора , включая плавиковую кислоту, на своем заводе в Натроне, штат Пенсильвания , и на своем интегрированном химическом заводе в Корнуэллс-Хайтс, штат Пенсильвания , в 19 и 20 веках. . [ нужна цитата ]

Исторически он использовался в качестве алюминиевой руды, а затем при электролитической переработке богатой алюминием оксидной руды боксита (который сам по себе является комбинацией минералов оксида алюминия, таких как гиббсит , бемит и диаспор ). Трудность отделения алюминия от кислорода в оксидных рудах была преодолена за счет использования криолита в качестве флюса для растворения оксидных минералов. Сам чистый криолит плавится при 1012 ° C (1285 K ) и достаточно хорошо растворяет оксиды алюминия, что позволяет легко извлекать алюминий электролизом . И для нагрева материалов, и для электролиза по-прежнему требуется значительная энергия, но это гораздо более энергоэффективно, чем плавление самих оксидов. Поскольку природный криолит в настоящее время слишком редок, чтобы его можно было использовать для этой цели, синтетический фторид алюминия и натрия производят из обычного минерала флюорита . [ нужна цитата ]

В 1940 году, перед вступлением во Вторую мировую войну, Соединенные Штаты приняли участие в защите крупнейшего в мире криолитового рудника в Ивиттууте, Гренландия, от попадания под контроль нацистской Германии. [13]

Исходные местоположения

Криолитовый рудник Ивигтут , Гренландия , лето 1940 года.

Помимо Ивиттуута , на западном побережье Гренландии, где криолит когда-то был найден в коммерческих количествах, небольшие месторождения криолита также были обнаружены в некоторых районах Испании , у подножия Пайкс-Пик в Колорадо , в карьере Франкон недалеко от Монреаля в Квебеке , Канада и также в Миаске, Россия . [14] [15]

Использование

Расплавленный криолит используется в качестве растворителя оксида алюминия (Al 2 O 3 ) в процессе Холла-Эру , используемом при рафинировании алюминия . Он снижает температуру плавления оксида алюминия с 2000–2500 °С до 900–1000 °С и увеличивает его проводимость [16] , что делает извлечение алюминия более экономичным. [17]

Криолит используется как инсектицид и пестицид . [18] Его также используют для придания фейерверкам желтого цвета. [19]

Физические свойства

Элементарная ячейка криолита . Атомы фтора (желтые) расположены в октаэдрах вокруг атомов алюминия (красные). Ионы натрия (фиолетовые) занимают промежутки между октаэдрами.

Криолит представляет собой стекловидные бесцветные призматические моноклинные кристаллы от бело-красноватого до серо-черного цвета. Он имеет твердость по шкале Мооса от 2,5 до 3 и удельный вес от 2,95 до 3,0. Он от полупрозрачного до прозрачного, с очень низким показателем преломления около 1,34, что очень близко к показателю преломления воды ; таким образом, при погружении в воду криолит становится практически невидимым. [7]

Рекомендации

  1. ^ Уорр, LN (2021). «Утвержденные IMA – CNMNC минеральные символы». Минералогический журнал . 85 (3): 291–320. Бибкод : 2021МинМ...85..291Вт. дои : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616.
  2. ^ Справочник CRC по химии и физике , 83-е изд., стр. 4–84.
  3. ^ Гейнс, Ричард В.; Скиннер, Х. Кэтрин В.; Фурд, Юджин Э.; Мейсон, Брайан; Розенсвейг, Авраам (1997). Новая минералогия Даны: система минералогии Джеймса Дуайта Даны и Эдварда Солсбери Даны (8-е место, полностью переписанное и значительно расширенное изд.). Нью-Йорк: Уайли. ISBN 978-0-471-19310-4.
  4. ^ «Криолит: Информация и данные о минералах криолита» . Mindat.org . 3 октября 2010 г. Проверено 25 октября 2020 г.
  5. ^ «Данные о минералах криолита». Вебминерал.com . Проверено 25 октября 2010 г.
  6. ^ «Криолит» (PDF) . Справочник по минералогии . Проверено 25 октября 2010 г.
  7. ^ аб Кляйн, Корнелис; Херлбат, Корнелиус С. (1985). Руководство по минералогии: (по мотивам Джеймса Д. Даны) (20-е изд.). Нью-Йорк: Уайли. ISBN 0-471-80580-7.
  8. ^ «Eclipse Metals покупает уникальный исторический криолитовый рудник в Гренландии» . im-mining.com . Проверено 11 июля 2022 г.
  9. ^ Абильдгаард (1799). «Norwegische Titanerze und andre neue Fossilien» [Норвежские титановые руды и другие новые ископаемые [т. е. всё, что выкопали из земли])]. Allgemeines Journal der Chemie (на немецком языке). 2 : 502. In der ordentlichen Versammlung der königl. Gesellschaft der Wissenschaften am 1. Февраль dieses Jahres stattete Hr. Проф. Zugleich theilte - это auch eine Nachricht von einer vor wenigen Jahren aus Grönland nach Dänemark gebrachten besonders weißen spathartigen Miner mit. Einer damit angestellten Untersuruchung zu folge bestand sie aus Thonerde und Flußspathsäure. Eine Verbindung, von welcher noch kein ähnliches Beyspiel im Mineralreich vorgekommen ist. Если вы используете Chryolit, он будет полезен для dem Löthrohre с гефрорне 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 , минерал, похожий на шпат, привезенный несколько лет назад из Гренландии в Данию. Согласно проведенным исследованиям, он состоит из глинозема и плавиковой кислоты. Соединение, аналога которого в минеральной сфере до сих пор не обнаружено. название «криолит», потому что под газовой трубкой он тает, как замерзший рассол.)
  10. ^ Абильдгаард, ПК (1800). «Om Norske Titanertser og om en nye Steenart fra Grönland, som bestaaer of Flusspatsyre og Alunjord» [О норвежских титановых рудах и о новом минерале из Гренландии, состоящем из плавиковой кислоты и глинозема]. Det Kongelige Danske Videnskabers-Selskabs (Королевское датское научное общество) . 3-я серия (на датском языке). 1 : 305–316. [Из стр. 312] Хан хар калдт в гренландском Стин Криолите или Иисстине, сформированном в Удсенде, и переходе на плавильную печь в качестве места для Блесрёрет.(Он назвал этот гренландский камень криолитом или ледяным камнем из-за его внешнего вида, а также из-за того, что он так легко плавится под газовой трубкой.)
  11. ↑ Бразильский государственный деятель и учёный Хосе Бонифасио де Андрада э Силва также проанализировал криолит:
    • д'Андрада (1800 г.). «Kurze Angabe der Eigenschaften und Kennzeichen einiger neuen Fossilien aus Schweden und Norwegen, nebst einigen chemischen Bemerkungen über Dieselben» [Краткое изложение свойств и характеристик некоторых новых минералов из Швеции и Норвегии, а также некоторые химические наблюдения о них]. Allgemeine Journal der Chemie (на немецком языке). 4 : 28–39.Криолит ( Chryolit ) обсуждается на стр. 37–38. Из стр. 38: «Dieses sonderbare Fossil besteht aus Thonerde, Fluẞspathsäure und ein klein wenig Kali. Er kommt vor in Grönland,…» (Этот странный минерал состоит из глинозема, плавиковой кислоты и очень небольшого количества карбоната калия. Встречается в Гренландии,…)
    • Перепечатано на французском языке: д'Андрада (1800 г.). «Des caractères et des propriétés de plusieurs nouveaux minéraux de Suède et de Norwège, avec quelques Observes Chimiques Faites Sur ces Cities» [Характеристики и свойства нескольких новых минералов из Швеции и Норвегии, с некоторыми химическими наблюдениями над этими веществами]. Journal de Physique, de Chimie, et d'Histoire Naturelle et des Arts (на французском языке). 51 : 239–246.
    • Перепечатано на английском языке: д'Андрада (1802 г.). «Краткое уведомление о свойствах и внешних признаках некоторых окаменелостей из Швеции и Норвегии; вместе с некоторыми химическими замечаниями по ним». Журнал естественной философии, химии и искусств . 5 : 193–196, 211–213. См. «Хриолит» на стр. 212–213.
  12. ^ Альберт Хантингтон Честер, Словарь названий минералов, включая их историю и этимологию (Нью-Йорк, Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1896), стр. 68.
  13. ^ Журнал, Смитсоновский институт. «Как этот заброшенный шахтерский городок в Гренландии помог выиграть Вторую мировую войну». Смитсоновский журнал . Проверено 26 марта 2023 г.
  14. ^ «КРИОЛИТ (фторид алюминия-натрия)» . www.галереи.com . Проверено 7 октября 2020 г.
  15. ^ «Криолит | минерал». Британская энциклопедия . Проверено 7 октября 2020 г.
  16. ^ Кассейр, Лоран; Палау, Патрис; Шамело, Пьер; Массо, Лоран (11 ноября 2010 г.). «Свойства низкотемпературных электролитов плавления для процесса электролиза алюминия: обзор» (PDF) . Журнал химических и инженерных данных . 55 (11): 4549–4560. дои : 10.1021/je100214x.
  17. ^ Тоттен, Джордж Э.; Маккензи, Д. Скотт (2003). Справочник по алюминию: Том 2: Производство сплавов и производство материалов. том. 2 . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: ISBN Марселя Деккера, Inc. 0-8247-0896-2.
  18. ^ Рао, младший; Кришнайя, П.В.; Рао, Пенсильвания (2000). «Эффективность криолита против основных чешуекрылых вредителей цветной капусты». Бюллетень по защите растений . 52 (3/4): 16–18. ISSN  0378-0449 . Проверено 17 июня 2021 г.
  19. ^ Хельменстин, Энн Мари. «Как работают цвета фейерверков и химические вещества, которые делают цвета яркими». МысльКо . Проверено 1 сентября 2019 г.