ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 139
Скачиваний: 3
Окисления кобальтраммельсбергита и глаукодота, завышены. Если принять во внимание эту поправку, то станет очевидным, что ско рость окисления кобальтраммельсбергита и Fe-Co-Ni-скуттерудита примерно равны.
Медленно окисляются |
саффлорит, |
никелин |
и |
кобальтистый |
лёллингит. Скорость их |
окисления в |
несколько |
раз |
меньше, чем |
у кобальтраммельсбергита, Fe-Ni-Co- |
и Fe-Co-Ni-скуттерудига. |
|||
О |
30 |
SO |
|
120 |
|
180 сутки |
|
Рис. |
36. |
Характер |
изменения степени окислен |
||||
ное™ |
арсенидов и |
сульфоарсенидов |
кобальта, |
||||
никеля и железа и их |
смесей |
во |
времени |
||||
/ — кобальтраммельсбергит; |
2 — |
Fe - Ni - Co - скуттеру - |
|||||
дит + никелин; |
3— Fe - Co - Ni - скуттерудит; |
4— Fe-Ni- |
|||||
Co-скуттерудит; |
5 — с а ф ф л о р и т + н и к е л и н ; |
6 — кобаль |
|||||
тистый лёллингит; 7 —• глаукодот; 8 — никелин; 9 — ко бальтин; 10 — с а ф ф л о р и т
Наиболее |
медленно окисляется саффлорит, |
и окисление |
его |
в |
||||||||
условиях |
опыта |
проходит |
равномерно |
по |
незначительно |
восходя |
||||||
щей |
прямой. Окисление |
никелина и |
кобальтистого |
лёллингита |
||||||||
отмечается в течение первых 30 суток, |
затем |
процесс |
окисления |
|||||||||
задерживается и практически не развивается. |
|
|
|
|
||||||||
При окислении смеси минералов устойчивый к окислению нике |
||||||||||||
лин |
ведет |
себя |
различно. |
В |
смеси |
с |
быстро окисляющимся |
|||||
Fe-Co-Ni-скуттерудитом |
быстро |
окисляется |
и |
никелин. |
В |
смеси |
с |
|||||
устойчивым к окислению саффлоритом никелин окисляется мед ленно. Однако и в смеси с саффлоритом окисление никелина про текает быстрее, чем окисление одного никелина.
Сульфоарсениды — кобальтин и глаукодот — устойчивы к окис лению; из них более устойчив кобальтин.
112
|
У всех исследованных арсенидов, их смесей и сульфоарсенидов |
||||||||||
степень окисленности по никелю выше, |
чем по |
кобальту, а по |
|||||||||
мышьяку выше, чем по кобальту^ |
но ниже, |
чем по никелю |
(ис |
||||||||
ключение— Fe-Ni-Co-скуттерудит; |
табл. 24). |
|
|
|
|
|
|||||
|
У всех исследованных арсенидов и их смесей кроме |
саффлори- |
|||||||||
та |
скорость окисления |
никеля |
выше> чем кобальта. В |
саффлори- |
|||||||
те |
и сульфоарсенидах, |
f. е. в |
минералах, |
в |
составе которых |
ко- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
24. |
||
|
Степень окисленности |
и скорость окисления |
минералов |
и их смесей |
|
||||||
|
|
|
|
Степень |
окисленности |
Скорость |
окисления |
||||
|
|
|
|
минералов |
й Их |
смесей) |
|||||
|
|
|
|
минералов |
и их смесей |
мг-атом х |
І 0 1 |
||||
|
|
|
|
эй период |
опытов, % |
|
сутки |
|
|||
|
Минералы и их смеси |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Со |
Ni |
As |
Со |
Ni |
As |
||
|
|
|
|
2,0 |
8,4 |
7,6 |
317 |
|
57 |
1344 |
|
|
|
|
|
2,7 |
25,4 |
4,3 |
49 |
|
14 |
47 |
|
|
|
|
|
3,2 |
5,6 |
3,9 |
6 |
1301 |
626 |
||
|
|
|
|
5,7 |
9,7 |
9,6 |
509 |
|
34 |
1713 |
|
|
|
|
|
5,7 |
28,5 |
16,1 |
53 |
602 |
515 |
||
|
|
|
|
15,0 |
45,9 |
16,7 |
45 |
803 |
3204 |
||
|
|
|
|
78,3 |
89,4 |
86,7 |
1227 |
1115 |
2405 |
||
|
|
|
|
100 |
96,4 |
98,8 |
1615 |
2846 |
6574 |
||
Fe-Ni-Co-'скуттерудит + никелин . . . . |
100 |
100 |
99,7 |
1394 |
7190 |
6979 |
|||||
|
|
|
|
100 |
100 |
103 |
3545 |
852 S |
13 136 |
||
бальт резко преобладает над никелем, |
|
наблюдается |
|
обратное |
|||||||
явление — скорость окисления |
кобальта |
выше, чем никеля. Во всех |
|||||||||
исследованных минералах кроме саффлорита скорость окисления
мышьяка |
выше, чем кобальта и никеля. В саффлорите |
скорости |
||
окисления кобальта и мышьяка почти равны, а |
в смеси |
саффло |
||
рита с никелином скорость окисления мышьяка |
несколько ниже, |
|||
чем никеля. |
|
|
|
|
Визуальное изучение продуктов окисления арсенидов в соче |
||||
тании с |
их |
химическими анализами показало, |
что количество |
|
арсенолита, |
незначительное в медленно окисляющихся |
арсенидах |
||
(саффлорит, никелин, кобальтистый лёллингит), резко увеличи
вается в быстро |
окисляющихся арсенидах |
(кобальтраммель- |
||
сбергит, Fe-Co-Ni- и Fe-Ni-Co-скуттерудиты). |
Причем чем выше |
|||
была скорость окисления арсенида, тем больше |
арсенолита |
на |
||
капливалось в продуктах окисления минерала |
и |
количество |
его |
|
иногда превышало |
количество арсенатов. В природных условиях |
|||
скопление арсенолита наблюдалось нами в зоне окисления Ховуаксинского никель-кобальтового месторождения в выработках значительно обводненных, где резко возрастала скорость окисле ния руд. В таких условиях скорость образования арсенолита пре-
8 Зак . 1380 |
113 |
вышает скорость его растворения и выноса |
й создаются условия |
|||||
для его накопления. |
|
|
|
|
|
|
Аннабергит, образовавшийся по никелину, как и в природных |
||||||
условиях, имеет яркий яблочно-зеленый |
цвет, а по кобальтрам- |
|||||
мельсбергиту — бледно-зеленый. Эритрин |
ярко-розового |
цвета |
об |
|||
разовался по саффлориту, |
кобальтину |
и |
глаукодоту. |
Розовый |
||
эритрин развился по |
Fe-Ni-Co-скуттерудиту, |
бледно-розовьій |
по |
|||
Fe-Co-Ni-скуттерудиту. |
При |
окислении |
Fe-Co-Ni-скуттерудита |
на |
||
стенках воронок иногда образовывался в небольшом количестве зеленый аннабергит, а при окислении кобальтраммельсбергита — бледно-розовый эритрин.
Характерно, что |
вычисленные |
по экспериментальным |
данным |
|||
атомные отношения |
(Со, Ni) О к |
AS2O 5 в |
продуктах |
окисления |
||
арсенидов |
не всегда |
соответствуют |
отношениям этих |
компонентов |
||
в эритрине |
и аннабергите. В последних |
согласно |
теоретической |
|||
формуле это отношение равно 1 : 3,3. В продуктах окисления по никелину, кобальтраммельсбергиту и иногда по Fe-Co-Ni-скутте рудиту количества пятивалентного мышьяка недостаточно, чтобы связать весь окисленный кобальт и никель в арсенаты. Особенно резко это проявлено при окислении никелина. Недостаток пяти валентного мышьяка может быть объяснен присутствием в про дуктах окисления никелина свободных гидроокислов никеля. Среди продуктов окисления никелина кроме аннабергита и очень небольшого количества арсенолита развиты черные сажистые пленки, образующиеся на поверхности зерен никелина. Эти обра зования наблюдаются, как было сказано выше, и в природных условиях в начальной стадии окисления никелина и представ ляют собой смесь тонкодисперсных никелина, аннабергита и арсе нолита. Не исключена возможность появления среди сажистых обзования наблюдаются, как было сказано выше, и в природных уже на первых стадиях окисления никелина и, вероятно, задер живают дальнейшее окисление минерала.
Характерной особенностью для быстро окисляющих арсенидов является также накопление в процессе их окисления мышьяко вистых солей ближе не определенных (натечные стекловатые об разования бесцветные, розоватого и зеленоватого оттенка).
Спектральным |
анализом |
в |
этих образованиях |
в большом количе |
||
стве определен |
мышьяк |
и |
в сотых |
долях процента — кобальт и |
||
никель. |
|
|
|
|
|
|
Некоторый |
избыток |
арсенатного |
мышьяка |
против |
теоретиче |
|
ской формулы |
эритрина |
в |
богатых |
железом |
медленно |
окисляю |
щихся арсенидах (саффлорит, кобальтистый лёллингит) и сульфоарсенидах (глаукодот, кобальтин), вероятно, объясняется образованием незначительного количества арсенатов железа.
Экспериментальные исследования по окислению минералов и их смесей проводились разными исследователями в различных условиях, но несмотря на это полученные ряды понижения устой чивости минералов к окислению сходны и близки (за некоторым
114
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 25 |
|
||
|
Ряды понижения устойчивости к окислению арсенидов и сульфоарсенидов |
|
|||||||||||||||||||
кобахьта, никеля и железа |
и некоторых их смесей, установленные на |
основании |
|||||||||||||||||||
|
|
экспериментальных |
данных и макро- |
и микроскопических |
исследований |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ряды |
понижения |
устойчивости |
к окислению |
|
||||||
|
Характер |
исследования |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
окисления |
минералов |
|
|
минералов |
|
|
|
|
смесей |
минералов |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Экспериментальные |
иссле |
Кобальтин — глауко |
|
|
Саффлорит -•- никелин— |
|||||||||||||||
дования |
автора |
при |
|
уча |
дот — саффлорит — нике |
Fe-Ni-Co- |
скуттерудит |
4 |
|||||||||||||
стии |
В. |
А. |
|
Михайловой и |
лин — кобальти:тый |
лёл |
4 |
никелин |
|
|
|
||||||||||
H. |
М. |
Михайловой |
|
[191] |
лингит — кобальтраммель |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
в |
условиях |
изменяющегося |
сбергит — Fe-Ni-G> |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
температурного |
режима |
(с 20 |
скуттерудит — Fe-Co-Ni- |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
до |
40° С) |
и |
обильного |
про |
скуттерудит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
мывания |
порошков-минералов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
дистиллированной |
|
водой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
(рН=5,9) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Экспериментальные |
|
иссле |
Лёллингит — никелин— |
|
Никелин 4- |
лёллингит— |
||||||||||||||
дования |
Л. |
К. |
Яхонтовой и |
саффлорит — шмальтин*— |
саффлорит 4 никелин — |
|
|||||||||||||||
П. А. |
Раудониса |
[208] |
в |
ус |
раммельсбергит |
|
|
|
шмальтин* 4~ |
лёллингит— |
|||||||||||
ловиях постоянной темпера-• |
|
|
|
|
|
раммельсбергит 4- лёллин |
|||||||||||||||
туры |
(40° С) |
и |
смачивания |
|
|
|
|
|
|
гит—.раммельбергит-і-саф |
|||||||||||
порошков-минералов |
дистил |
|
|
|
|
|
|
флорит—шмальтин*-і-саф- |
|||||||||||||
лированной |
водой, |
содержа |
|
|
|
|
|
|
флорит — раммельсбер |
|
|||||||||||
щей |
углекислоту |
(рН~ = 3,7) |
|
|
|
|
|
|
гит 4- никелин — шмаль |
|
|||||||||||
и |
кислород (рН = |
4,5) |
|
|
|
|
|
|
|
|
тин* 4- |
раммельсСергит — |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шмальтин* |
|
никелин |
|
||
|
Изучение |
характера |
окис |
Кобальтин — глауко |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ления |
минералов |
в |
полевых |
дот — Со- |
и |
Fe-Co- |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
условиях, |
сопровождаемое |
скуттерудит — саффло |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
микроскопическим |
исследова |
рит — кобальтистый |
лёл |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
нием |
собранного |
материала, |
лингит — никелин — ко |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
проведенное |
автором |
в |
по |
бальтраммельсбергит — |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
следние |
годы, |
в |
сочетании |
смешанные зональные |
об |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
с |
химическими |
анализами |
ми |
разования |
скуттерудитов |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
нералов |
и |
рентгенометриче |
с преобладанием Fe-Ni- |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
ским |
исследованием |
их |
|
|
Co- |
скуттерудита, |
то |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
же |
с преобладанием |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fe-Co-Ni- скуттеруди |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
та — раммельсбергит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Изучение |
характера |
окис |
Скуттерудит — лёллин |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
ления |
минералов |
в |
полевых |
гит — шмальтин* — саф |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
условиях |
И. |
|
М. |
Беллем и |
флорит — раммельсбергит |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Е. Томсоном |
[216]** |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
* В |
принятой |
нами |
терминологии — смешанные |
зональные |
образования |
Fe-Co-Ni- |
и |
||||||||||||
Fe - Ni - Co - скуттерудитов . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
** Д а н н ы е , полученные |
д л я |
саффлорита И. М. Беллем и Е. Томсоном 12161, сомнительны, |
||||||||||||||||||
тем более |
что |
минералы |
определялись |
только |
визуально. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
8* 115
Исключением) к |
рядам, установленным |
в |
полевых условиях |
||||
(табл. 25). Это позволяет более объективно |
оценить |
устойчи |
|||||
вость минералов |
к окислению. |
Устойчивыми |
к |
окислению |
яв |
||
ляются суЛьфоарсениды — кобальтин и глаукодот, |
арсениды — Co |
||||||
li Fe-Co-скуттерудит, саффлорит, |
никелин 1 |
и |
кобальтистый |
лёл- |
|||
лингит. |
|
|
|
|
|
|
|
Наименее устойчивыми к окислению являются смешанные зо |
|||||||
нальные образования Fe-Nij Co- |
и Fe-Co-Ni-скуттерудитов |
и |
ко1 |
||||
бальтраммельсбергит. С повышением содержания никеля в сме шанных образованиях скуттерудитов (т. е. с преобладанием в сме си Fe-Co-Ni-скуттерудита) понижается их устойчивость к окис лению.
Из исследованных нами смесей арсенидов устойчивой к окис
лению |
оказалась смесь саффлорит+никелин |
и |
неустойчивой — |
|||
Fe-Ni-Co-скуттерудит-т-никелин, что |
совпадает |
с |
данными |
|||
Л. К. Яхонтовой и П. А. Раудониса [2081. |
|
|
|
|||
|
Применение |
электрохимического |
метода |
|
||
|
в исследовании |
устойчивости |
|
арсенидов |
|
|
и |
сульфоарсенидов |
кобальта, |
никеля |
и |
железа |
|
кокислению
Вработах В. В. Щербины [199], Г. Гаррельса [43], Л. К. Яхон
товой [212] и других |
электрохимические свойства |
минералов |
||
успешно |
используются |
для парагенетического |
анализа |
минералов |
и элементов зоны гипергенеза и определения |
устойчивости от |
|||
дельных |
минералов в |
ходе развития гипергенных |
процессов. |
|
Окислительно-восстановительные потенциалы среды и минера лов (Eh) и концентрация ионов водорода (pH) в водах зоны окисления являются теми важнейшими, характеристиками, кото рые определяют направление и результаты гипергенных процессов минералообразования. Исходя из этого, параллельно с прямыми опытами автор совместно с Т. М. Овчинниковой впервые приме нил электрохимический метод для характеристики устойчивости арсенидов и сульфоарсенидов кобальта, никеля и железа к окис лению [190].
Рассмотрим простейший случай поведения моноарсенида при взаимодействии с водой и воздухом. Поведение ди- и триарсенидов одного и нескольких металлов, а также сульфоарсенидов, естественно, будет сложнее, однако освещение простейшего случая позволит понять и случаи более сложные.
Интересны моноарсениды трех металлов — кобальта, никеля и железа. Рассмотрение данных о растворимости мышьяксодержащих солей этих металлов показывает, что соли, образуемые ими, трудно растворимы. В то же время кислоты, образуемые разло-
1Отдельно взятый никелин, устойчивый к окислению в природных условиях,
втесной ассоциации с другими арсенидами, иногда оказывается менее устойчи вым, чем кобальтраммельсбергит (см. рис. 35).
116
