Полезные ископаемые глина свойства


Глина (полезное ископаемое): виды, свойства и применение

Глина – полезное ископаемое, которое нашло широкое применение в различных сферах жизнедеятельности. Эта достаточно сложная горная порода может быть представлена разным составом и свойствами. Условия образования разных видов глин также существенно отличаются.

Что собой представляет глина?

Геологическая наука изучает горную породу уже достаточно давно. Учеными было установлено, что глина, не загрязненная посторонними примесями, состоит и небольших частиц. Диаметр пыли не превышает и 0,01 мм. Это частицы, которые относятся к определенной группе минералов. Неслучайно применение глины нашло широкое распространение. Горная порода представляет собой запутанное химическое соединение, в состав которого входят вода, кремний и алюминий.

Глины под воздействием жидкости меняют свои свойства. В зависимости от количества воды, которая добавляется к частицам горной породы, может образовываться пластичная масса или же известь. Жидкость с добавлением глины обладает высокой степенью вязкости. Это свойство широко используется в строительной и ремонтной сферах.

Свойства глин

Свойства любой горной породы полностью зависят от состава. Не исключением является и глина. Имеет значение также и величина составляющих частиц. В смеси с водой горная порода способна образовывать вязкое тесто. Это свойство широко используется в различных сферах жизнедеятельности. Глина набухает в воде. Благодаря этому ее можно использовать очень экономно. В сыром виде глиняное тесто способно сохранять абсолютно любую форму. Изменить ничего нельзя после застывания. А чтобы изделие смогло сохраниться продолжительное время, его обжигают. Под воздействием высоких температур глина становится еще более крепкой и прочной.

Если описывать основные свойства глины, нельзя не вспомнить про водоупорность. После насыщения частицами породы нужного количества жидкости, она уже не пропускает через себя влагу. Это свойство также достаточно широко используют в строительстве.

Отдельные сорта глин способны очищать нефтепродукты. Эти же свойства глины используют для очистки растительных жиров и масел. Благодаря этому люди могут употреблять продукты без вредных примесей. Глина поглощает из жидкости вредные вещества, которые могут нанести вред здоровью. По этой же причине отдельные виды горных пород применяются в косметологии.

Какие бывают глины?

В природе существует огромное количество видов глин. Все они нашли свое применение в той или иной сфере жизнедеятельности. Каолин – глина светлого оттенка, которая обладает меньшей пластичностью по сравнению с другими видами. Именно такая порода чаще всего применяется в бумажной промышленности, а также при изготовлении посуды.

Отдельного внимания заслуживает глина огнеупорная. Это вещество белого или светло-серого цвета, которое выдерживает температуру свыше 1500 градусов при обжиге. Под воздействием высокой температуры огнеупорная глина не размягчается и не теряет своих полезных свойств. Горная порода широко используется при изготовлении фарфоровых изделий, а также при отделке помещений. Популярной считается облицовочная плитка, выполненная из огнеупорной глины.

Формовочные глины могут обжигаться также при достаточно высокой температуре. Отличаются они повышенной пластичностью. Такая глина огнеупорная может применяться в металлургии. С ее помощью изготавливают специальные связующие формы для литья металла.

В строительстве наиболее часто используются цементные глины. Это вещества сероватого оттенка с примесью магния. Глину используют для изготовления различных отделочных изделий, а также в качестве связующего звена при проведении строительных работ.

Как и где добывают глину?

Глина – полезное ископаемое, которое сегодня не является редким. Вещество без проблем можно добыть из земли. Легче всего обнаружить вещество в тех местах, где ранее текли реки. Глина считается продуктом осадочной горной породы и земной коры. В промышленных масштабах добыча глины производится с помощью экскаваторов. Машина срезает большие слои земли. Таким образом можно добыть гораздо больше полезного ископаемого. Проблема в том, что глина в большинстве случаев залегает слоями.

Местами для добычи глины служат целые карьеры. Работа начинается с удаления верхнего слоя почвы. Чаще всего глину можно обнаружить уже на расстоянии полуметра от вершины. Обычно легко поддается обработке почва. Глина может находиться на самой поверхности. В некоторых же случаях полезное ископаемое может быть обнаружено под грунтовыми водами. В этом случае бригада устанавливает специальный дренаж для отведения воды.

Зима не помеха для добычи горной породы. Во избежание промерзания почвы ее утепляют опилками и другими веществами с низким уровнем теплопроводности. Толщина утеплителя иногда достигает 50 см. От промерзания защищается также уже добытая глина. Ее накрывают брезентом или другим подобным материалом, который сможет удержать нужную температуру до того момента, как глина будет доставлена до склада.

Глина в строительстве

В строительной сфере глина начала использоваться уже с первых дней ее открытия. Сегодня материал достаточно широко используется для строительства домов в южных регионах. Благодаря свойствам ископаемого в домиках летом прохладно, а зимой тепло и уютно. Для изготовления блоков берут лишь немного песка, глины и соломы. После застывания получается прочный строительный материал, который не поддается никаким природным факторам.

Какая лучше глина для строительства домов специалисты отвечают однозначно. Наиболее подходящей является цементная глина. Из этого материала также достаточно часто изготавливают облицовочную плитку. С помощью такой отделки можно не только украсить помещение, но и защитить его от огня. Ведь цементная глина является еще и огнеупорной.

Посуда из глины

Столовые приборы из глины – это не только красиво, но еще и полезно. Материал является экологически чистым. Не стоит бояться, что посуда под воздействием высокой температуры станет выделять вредные для здоровья вещества. Применение глины у многих ассоциируется именно с изготовлением тарелочек, горшочков и ваз. Сегодня посуду из этого материала изготавливают в промышленных масштабах. Каждый может приобрести сервиз из качественного материала, который сможет прослужить в течение продолжительного времени.

Гораздо больше ценится ручная работа. Устраиваются целые выставки, на которых мастера могут похвастаться своими изделиями. Здесь же можно приобрести качественную глиняную посуду. Главное, что изделие изготавливается в единичном экземпляре. Но и цена будет соответствующая.

Лепка из глины вместе с детьми

Изготовление различных изделий с помощью глины может стать очень увлекательным и веселым занятием для ребенка. Лепка способствует умственному развитию, улучшает моторику детских рук. Малыш может проявлять фантазию в свое удовольствие. А что можно сделать из глины, всегда подскажут родители.

Лепка из глины требует тщательной подготовки. Следует помнить о том, что не любая одежда может отстираться от полезного ископаемого. А пятна ребенок поставит обязательно. Поэтому малыша стоит переодеть в рабочую форму, а стол застелить клеенкой. Что можно сделать из глины в первую очередь? В первую очередь следует лепить несложные овальные фигурки. Это могут быть животные или смешные человечки. С ребенком постарше удастся сделать тарелку и ложку. После застывания изделие можно покрасить. Оно будет выглядеть оригинально и сможет сохраниться на протяжении долгого времени. Но стоит помнить о том, что глина без обжига является достаточно хрупкой.

Применение глины в медицине

Еще в древности люди заметили полезные свойства глины и начали использовать их в лечебных целях. Некоторые виды полезного ископаемого обладают противовоспалительным действием. Благодаря этому их используют для лечения различных кожных заболеваний. Глина быстро помогает справиться с ожогами, угрями и экземой. Но самолечением заниматься ни в коем случае нельзя. Отдельные виды глины имеют различные свойства. Только специалист сможет подобрать нужный материал и нанесет его правильно на больное место. Без необходимых знаний и навыков можно нанести лишь вред.

Глина – полезное ископаемое, которое является источником множества минералов, витаминов и микроэлементов. Некоторые разновидности горной породы можно принимать также и внутрь. Именно глина является отличным источником радия. При этом организмом усваивается то количество полезного вещества, которое необходимо для нормальной жизнедеятельности.

Глина способна вывести из крови токсины, а также нормализовать обмен веществ. Благодаря этому свойству полезное ископаемое нередко используют при различных видах отравлений. Порошок принимают внутрь в небольшом количестве, запивая водой. Но в лечебных целях могут использоваться лишь некоторые виды глины.

Глина в косметологии

Многими девушками для совершенствования внешности нередко применяется косметическая глина. Полезное ископаемое способно выровнять тон кожи, избавить лицо от прыщей, а бедра от жировых отложений. В косметологических целях используются различные виды глины. Все они имеют свои особенности и свойства.

Для омоложения лица наиболее часто используется белое полезное ископаемое глина. Фото женщин, которые использовали этот продукт для совершенствования лица, впечатляют. Мимические морщинки действительно разглаживаются, а пигментные пятна исчезают полностью. Девушкам с жирной кожей и крупными порами также отлично подойдет белая глина. Свойства и применение вещества - сведения, которые можно прочитать на упаковке. Но использовать любую глину все же лучше после консультации с косметологом.

Применение голубой глины

Эта горная порода отличается хорошими противовоспалительными свойствами. В ее состав входят соли и минералы, необходимые для нормального функционирования сальных желез. Маски из голубой глины следует делать людям, которые имеют склонность к кожным высыпаниям. С помощью природного вещества прекрасно лечатся угри и комедоны.

С помощью голубой глины можно также сделать кожу более светлой. 10 процедур помогут на долгое время избавиться от веснушек и пигментных пятен. Кроме того, голубая глина отлично разглаживает неглубокие мимические морщины.

Зеленая глина

Это вещество также достаточно широко используется в косметологии. Зеленая глина обладает прекрасными адсорбирующими свойствами. Благодаря этому удается быстро очистить организм от вредных веществ и токсинов. Глина может наноситься как на лицо, так и на все тело.

Популярными считаются обертывания с применением зеленой глины. Полезное ископаемое помогает восстановить водный баланс организма и убрать лишнюю влагу. Это свойство помогает девушкам избавляться от целлюлита, а также делать кожу более ровной и гладкой.

Красная глина

Наиболее оптимальной для людей, которые имеют склонность к аллергическим реакциям, будет красная глина. Это вещество имеет особый оттенок благодаря содержанию в нем меди и оксида железа. Только добытое вещество не может сразу использоваться в косметологии. Изготовление глины для различных масок – трудоемкий процесс. С особым вниманием готовится к применению именно красная глина. Порода очищается от различных вредных примесей, которые могут нанести вред коже.

Маски из красной глины отлично снимают покраснения и раздражения кожи. Материал широко используют также и в медицине. Красная глина способствует скорейшему заживлению ран, а послеоперационные рубцы делает менее заметными.

Глина минеральная | рок | Britannica

Общие соображения

Термин глина обычно применяется к (1) природному материалу с пластическими свойствами, (2) частицам очень мелкого размера, обычно определяемым как частицы размером менее двух микрометров (7,9 × 10 -5 дюймов) и (3) очень мелкие минеральные фрагменты или частицы, состоящие в основном из силикатов алюминия с водным слоем, хотя иногда содержат магний и железо. Хотя в более широком смысле глинистые минералы могут включать практически любой минерал с указанным выше размером частиц, адаптированное здесь определение ограничивается представлением силикатов водного слоя и некоторых родственных ближнеупорядоченных алюмосиликатов, которые встречаются либо исключительно, либо часто в очень мелких сортах.

Развитие методов дифракции рентгеновских лучей в 1920-х годах и последующее усовершенствование микроскопических и термических процедур позволили исследователям установить, что глины состоят из нескольких групп кристаллических минералов. Внедрение методов электронной микроскопии оказалось очень полезным для определения характерной формы и размера глинистых минералов. Более современные аналитические методы, такие как инфракрасная спектроскопия, нейтронный дифракционный анализ, мессбауэровская спектроскопия и спектроскопия ядерного магнитного резонанса, помогли расширить научные знания о кристаллохимии этих минералов.

Глиняные минералы состоят в основном из диоксида кремния, оксида алюминия или магнезии или того и другого, а также воды, но железо заменяет алюминий и магний в различной степени, а также часто присутствуют заметные количества калия, натрия и кальция. Некоторые глинистые минералы могут быть выражены с помощью идеальных химических формул следующим образом: 2SiO 2 · Al 2 O 3 · 2H 2 O (каолинит), 4SiO 2 · Al 2 O 3 · H 2 O (пирофиллит), 4SiO 2 · 3MgO · H 2 O (тальк) и 3SiO 2 · Al 2 O 3 · 5FeO · 4H 2 O (шамозит ).Отношение SiO 2 в формуле является ключевым фактором, определяющим типы глинистых минералов. Эти минералы можно разделить на девять групп на основе вариаций химического состава и атомной структуры: (1) каолин-серпентин (каолинит, галлуазит, лизардит, хризотил), (2) пирофиллит-тальк, (3) слюда (иллит, глауконит, селадонит), (4) вермикулит, (5) смектит (монтмориллонит, нонтронит, сапонит), (6) хлорит (судоит, клинохлор, шамозит), (7) сепиолит-палигорскит, (8) переслаивающиеся глинистые минералы (напр.ж., ректорит, коренсит, тосудит) и (9) аллофан-имоголит. Информация и структурные схемы для этих групп приведены ниже.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Каолинит происходит от обычно используемого названия каолин , которое является искажением китайского Gaoling (Pinyin; латиница Wade-Giles Kao-ling), что означает «высокий гребень», название холма возле Цзиндэчжэня, где возникли минерал известен еще во II веке до нашей эры.Монтмориллонит и нонтронит названы в честь местностей Монмориллон и Нонтрон, соответственно, во Франции, где эти минералы были впервые обнаружены. Селадонит происходит от французского céladon (что означает серовато-желто-зеленый) с намеком на его цвет. Поскольку сепиолит - легкий и пористый материал, его название происходит от греческого слова, обозначающего каракатицу, кости которой похожи по своей природе. Название сапонит происходит от латинского sapon (что означает мыло) из-за его внешнего вида и очищающей способности.Вермикулит происходит от латинского vermiculari («разводить червей») из-за его физических характеристик расслаивания при нагревании, что вызывает впечатляющее изменение объема минерала от мелких зерен до длинных червеобразных нитей. Бейлейхлор, бриндлеит, коренсит, судоит и тосудит - примеры глинистых минералов, которые были названы в честь выдающихся минералогов глины - Стерджеса У. Бейли, Джорджа У. Бриндли, Карла У. Корренса и Тошио Судо соответственно.

Ральф Э.Мрачный Hideomi Kodama

Структура

Общие характеристики

Структура глинистых минералов в основном определена методами дифракции рентгеновских лучей. Существенные свойства силикатов водного слоя были выявлены различными учеными, включая Шарля Могена, Лайнуса К. Полинга, W.W. Джексон, Дж. Уэст и Джон В. Грунер в период с конца 1920-х до середины 1930-х годов. Эти элементы представляют собой непрерывные двухмерные тетраэдрические листы состава Si 2 O 5 , с тетраэдрами SiO 4 (Рисунок 1), соединенными посредством общих трех углов каждого тетраэдра, чтобы сформировать гексагональную сетку (Рисунок 2A). .Часто атомы кремния тетраэдров частично замещаются алюминием и, в меньшей степени, трехвалентным железом. Апикальный кислород в четвертом углу тетраэдров, который обычно направлен перпендикулярно листу, образует часть смежного октаэдрического листа, в котором октаэдры связаны общими ребрами (рис. 3). Плоскость соединения между тетраэдрическими и октаэдрическими листами состоит из общих апикальных атомов кислорода тетраэдров и неподеленных гидроксилов, которые лежат в центре каждого гексагонального кольца тетраэдров и на том же уровне, что и общие апикальные атомы кислорода (Рисунок 4).Обычными катионами, которые координируют октаэдрические листы, являются Al, Mg, Fe 3+ и Fe 2+ ; иногда Li, V, Cr, Mn, Ni, Cu и Zn замещают в значительных количествах. Если двухвалентные катионы ( M 2+ ) находятся в октаэдрических листах, состав будет M 2+ / 3 (OH) 2 O 4 и все октаэдры заняты. Если есть трехвалентные катионы ( M 3+ ), состав будет M 3+ / 2 (OH) 2 O 4 и две трети октаэдров заняты, причем отсутствие третьего октаэдра.Первый тип октаэдрического листа называется триоктаэдрическим, а второй - диоктаэдрическим. Если все анионные группы являются гидроксильными ионами в составе октаэдрических листов, полученные листы могут быть выражены как M 2+ (OH) 2 и M 3+ (OH) 3 , соответственно. Такие листы, называемые гидроксидными листами, встречаются по отдельности, чередующиеся с силикатными слоями в некоторых глинистых минералах. Брусит, Mg (OH) 2 , и гиббсит, Al (OH) 3 , являются типичными примерами минералов, имеющих аналогичную структуру.Существует два основных типа структурных «хребтов» глинистых минералов, называемых силикатными слоями. Единичный силикатный слой, образованный совмещением одного октаэдрического листа с одним тетраэдрическим листом, называется силикатным слоем 1: 1, а открытая поверхность октаэдрического листа состоит из гидроксилов. В другом типе единичный силикатный слой состоит из одного октаэдрического листа, зажатого между двумя тетраэдрическими листами, ориентированными в противоположных направлениях, и называется силикатным слоем 2: 1 (Рисунок 5). Однако эти структурные особенности ограничиваются идеализированными геометрическими формами.

Реальные структуры глинистых минералов содержат значительные кристаллические деформации и искажения, которые создают такие неоднородности, как деформированные октаэдры и тетраэдры, а не многогранники с равносторонними треугольными гранями, дитригональная симметрия, измененная по сравнению с идеальной симметрией гексагональной поверхности, и морщинистые поверхности вместо образованных плоских плоскостей. базальными атомами кислорода тетраэдрического листа. Одна из основных причин таких искажений - «несоответствие» размеров тетраэдрических и октаэдрических листов.Если тетраэдрический лист содержит только кремний в катионном узле и имеет идеальную гексагональную симметрию, более длинная единица измерения в базисной плоскости составляет 9,15 Å, что находится между соответствующими размерами 8,6 Å гиббсита и 9,4 Å брусита. Чтобы уместить тетраэдрический лист в размер октаэдрического листа, чередующиеся тетраэдры SiO 4 вращаются (теоретический максимум 30 °) в противоположных направлениях, чтобы исказить идеальный гексагональный массив в двутреугольный (дитригональный) массив (Рисунок 2B ).Благодаря этому механизму искажения тетраэдрические и октаэдрические листы широкого диапазона составов, полученные в результате ионного замещения, могут связываться вместе и поддерживать силикатные слои. Среди ионных замещений замещения между ионами явно разных размеров наиболее существенно влияют на геометрическую конфигурацию силикатных слоев.

Другая важная особенность слоистых силикатов из-за их сходства в структуре листов и гексагональной или почти гексагональной симметрии состоит в том, что структуры позволяют различными способами складывать атомные плоскости, листы и слои, что можно объяснить кристаллографическими операциями, такими как перевод или смещение и вращение, тем самым отличая их от полиморфов (например,г., алмаз-графит и кальцит-арагонит). В первом случае используются одномерные вариации, а во втором - в основном трехмерные. Разнообразие структур, возникающих в результате различных последовательностей укладки фиксированного химического состава, называется политипами. Если такое разнообразие вызвано незначительными, но последовательными ионными замещениями, их называют политипоидами.

.

минералов глины | Разновидности, свойства, использование, появление

  • Минералы глины

Минералы глины являются полезными минералами земли, близкой к поверхностным средам. Они формируются в почвах и отложениях, а также в результате диагенетических и гидротермальных изменений горных пород. Вода необходима для образования глинистых минералов, и большинство глинистых минералов определяется как водные алюмосиликаты. Структурно глинистые минералы состоят из плоскостей катионов, организованных в листы, которые могут быть тетраэдрически или октаэдрически скоординированы (с кислородом), которые, в свою очередь, организованы в слои, часто описываемые как 2: 1, если они включают устройства, состоящие из тетраэдра и одного октаэдрический лист или 1: 1, если они включают устройства чередования тетраэдрических и октаэдрических листов.Кроме того, некоторые глинистые минералы 2: 1 имеют промежуточные участки между последовательными устройствами 2: 1, которые могут быть заняты межслоевыми катионами, которые могут часто гидратироваться. Плоская форма глинистых минералов приводит к появлению у многих пластинчатой ​​формы и к совершенному расколу, как это видно, например, на больших ручных образцах слюды.

Учитывая потребность в воде, глинистые минералы относительно редки в Солнечной системе, хотя они широко встречаются на Земле, где вода взаимодействует с другими минералами и органическими веществами.Глинистые минералы были обнаружены в нескольких местах на Марсе [2], включая Эхус Часма, Маурт Валлис, четырехугольник Мемнония и четырехугольник Элизиум. Спектрография подтвердила их присутствие на астероидах, включая карликовые планеты Церера [3] и Темпель 1 [4], а также на спутнике Юпитера Европа.

Глиняные минералы можно разделить на категории 1: 1 или 2: 1, это происходит потому, что они могут быть в основном построены из тетраэдрических силикатных листов и октаэдрических гидроксидных листов, как описано в разделе формы ниже.Глина 1: 1 будет включать в себя один тетраэдрический лист и один октаэдрический лист, и примерами могут быть каолинит и змеевик. Глина 2: 1 включает октаэдрический лист, зажатый между тетраэдрическими листами, и примерами являются тальк, вермикулит и монтмориллонит.

Глиняные минералы включают в себя следующие учреждения:

  • Каолин Организация, в которую входят минералы каолинит, диккит, галлуазит и накрит (полиморфы Al2Si2O5 (OH) четыре).
    Некоторые источники охватывают институт каолинита-змеевика из-за структурного сходства (Bailey 1980).
  • Смектит Учреждение, которое включает диоктаэдрические смектиты наряду с монтмориллонитом, нонтронитом и бейделлитом, а также триоктаэдрические смектиты в качестве сапонита. [6] В 2013 году аналитические проверки с помощью марсохода Curiosity показали, что результаты соответствуют наличию смектитовых глинистых минералов на Земле Марса.
  • Группа иллит , в которую входят глинистые слюды. Иллит - наиболее эффективный из распространенных минералов.
  • Группа хлоритов состоит из огромного количества подобных минералов с обширной химической разновидностью.
  • Другие глины 2: 1 существуют наряду с сепиолитом или аттапульгитом, глинами с длинными водными каналами внутри их формы.

Смешанные варианты глины существуют максимум для вышеуказанных организаций. Заказ описывается как случайный или повседневный, а также с помощью термина reichweite, что в переводе с немецкого означает разнообразие или охват. В литературных статьях речь идет, например, о иллит-смектите, упорядоченном по R1. Этот вид будет заказан в стиле ISISIS.В качестве альтернативы R0 описывает случайный порядок, также встречаются различные расширенные типы упорядочения (R3 и многие другие). Смешанные глинистые минералы, которые могут быть идеальными сортами R1, часто получают свои личные имена. Упорядоченный хлорит-смектит R1 называется коренситом, иллит-смектит R1 - ректоритом

.

Глины, пожалуй, самые старые материалы, из которых люди изготавливали разнообразные артефакты. Производство обожженного кирпича, вероятно, началось несколько 5000 лет назад и, по всей вероятности, стало второй отраслью человечества после сельского хозяйства.Использование глин (возможно, смектита) в качестве мыла и абсорбентов было предложено в «Естественной истории» римским создателем Плинием Старшим (ок. 77 г. н. Э.).

Глины, состоящие из каолинита, необходимы для производства фарфора, белой керамики и огнеупоров. Тальк, пирофиллит, полевой шпат и кварц часто используются в изделиях из белой керамики в сочетании с каолинитовой глиной, чтобы расширить применимые камеры для усадки и обжига. Глины, состоящие из комбинации глинистых минералов, в которых наиболее значительным является иллит, используются при производстве кирпича, плитки, керамики и глазурованных изделий.Помимо использования на керамическом производстве, каолинит используется как наполнитель в красках на водной основе и как наполнитель в природных и синтетических полимерах.

Смектитовые глины (бентонит) в основном используются в растворах для бурения нефтяных скважин. Этот вид глины, которая во многих случаях набухает в воде, дает коллоидные и стеновые дома. Палыгорскитовые и сепиолитовые глины также используются из-за их устойчивости к флокуляции в условиях высокой солености.Некоторые глинистые минералы, в первую очередь палыгорскит, сепиолит и некоторые смектиты, обладают огромной способностью избавляться от окрашенных нефтью наших тел. Эти так называемые фуллерные земли используются при переработке многих минеральных и растительных масел. Поскольку земля фуллера обладает большой впитывающей способностью, она также используется в коммерческих целях для изготовления готовых подносов для животных и абсорбентов масла и жира. Кислотная обработка нескольких смектитовых глин увеличивает их обесцвечивающую способность. Большая часть газа синтезируется с использованием катализаторов, образованных из глинистого минерала смектита, каолинита или галлуазита.

тонн каолинитовых глин используется в качестве наполнителей для бумаги и пигментов для покрытия бумаги. Палыгорскит-сепиолитовые минералы и обработанные кислотой смектиты используются для изготовления бумаги, не требующей использования углерода, из-за окраски, которую они развивают во время реакций с положительными бесцветными органическими соединениями.

Глины

имеют необычайно широкий спектр различных применений, и для каждого программного обеспечения важен отдельный вид для конкретных домов. В последнее время глины стали важными для различных компонентов экологических технологий и восстановления.Плотные смектитовые глины могут быть уплотнены в виде бентонитовых блоков для использования мощных ограничений по изоляции радиоактивных отходов. Различные глины также могут принимать различные загрязнения, такие как органические соединения (включая атразин, трифлуралин, паратион и малатион) и неорганические легкие металлы (в том числе медь, цинк, кадмий и ртуть) из почв и грунтовых вод. Глина также используется в качестве эффективного барьера на свалках и в хвостохранилищах шахт, чтобы предотвратить попадание загрязняющих веществ в близлежащее устройство для подземных вод.По большей части глины не представляют опасности для здоровья, за исключением вероятных палыгорскитов, которые могут нарушить способность к дыханию.

.

Глиняные минералы и дисперсии глинистых минералов - свойства и применение

Что такое открытый доступ?

Открытый доступ - это инициатива, цель которой - сделать научные исследования общедоступными. На сегодняшний день наше сообщество совершило более 100 миллионов загрузок. Он основан на принципах сотрудничества, беспрепятственного открытия и, что наиболее важно, научного прогресса. Как аспирантам нам было трудно получить доступ к необходимым исследованиям, поэтому мы решили создать нового издателя с открытым доступом, который уравнял бы правила игры для ученых во всем мире.Как? Делая исследования доступными и ставя академические потребности исследователей выше деловых интересов издателей.

Наши авторы и редакторы

Мы - сообщество, состоящее из более чем 103 000 авторов и редакторов из 3 291 учреждения из 160 стран, включая лауреатов Нобелевской премии и некоторых из наиболее цитируемых исследователей в мире. Публикация на IntechOpen позволяет авторам зарабатывать ссылки и находить новых соавторов, а это означает, что больше людей увидят вашу работу не только из вашей области обучения, но и из других смежных областей.

.

Глина минеральная | рок | Britannica

Общие соображения

Термин глина обычно применяется к (1) природному материалу с пластическими свойствами, (2) частицам очень мелкого размера, обычно определяемым как частицы размером менее двух микрометров (7,9 × 10 -5 дюймов) и (3) очень мелкие минеральные фрагменты или частицы, состоящие в основном из силикатов алюминия с водным слоем, хотя иногда содержат магний и железо. Хотя в более широком смысле глинистые минералы могут включать практически любой минерал с указанным выше размером частиц, адаптированное здесь определение ограничивается представлением силикатов водного слоя и некоторых родственных ближнеупорядоченных алюмосиликатов, которые встречаются либо исключительно, либо часто в очень мелких сортах.

Развитие методов дифракции рентгеновских лучей в 1920-х годах и последующее усовершенствование микроскопических и термических процедур позволили исследователям установить, что глины состоят из нескольких групп кристаллических минералов. Внедрение методов электронной микроскопии оказалось очень полезным для определения характерной формы и размера глинистых минералов. Более современные аналитические методы, такие как инфракрасная спектроскопия, нейтронный дифракционный анализ, мессбауэровская спектроскопия и спектроскопия ядерного магнитного резонанса, помогли расширить научные знания о кристаллохимии этих минералов.

Глиняные минералы состоят в основном из диоксида кремния, оксида алюминия или магнезии или того и другого, а также воды, но железо заменяет алюминий и магний в различной степени, а также часто присутствуют заметные количества калия, натрия и кальция. Некоторые глинистые минералы могут быть выражены с помощью идеальных химических формул следующим образом: 2SiO 2 · Al 2 O 3 · 2H 2 O (каолинит), 4SiO 2 · Al 2 O 3 · H 2 O (пирофиллит), 4SiO 2 · 3MgO · H 2 O (тальк) и 3SiO 2 · Al 2 O 3 · 5FeO · 4H 2 O (шамозит ).Отношение SiO 2 в формуле является ключевым фактором, определяющим типы глинистых минералов. Эти минералы можно разделить на девять групп на основе вариаций химического состава и атомной структуры: (1) каолин-серпентин (каолинит, галлуазит, лизардит, хризотил), (2) пирофиллит-тальк, (3) слюда (иллит, глауконит, селадонит), (4) вермикулит, (5) смектит (монтмориллонит, нонтронит, сапонит), (6) хлорит (судоит, клинохлор, шамозит), (7) сепиолит-палигорскит, (8) переслаивающиеся глинистые минералы (напр.ж., ректорит, коренсит, тосудит) и (9) аллофан-имоголит. Информация и структурные схемы для этих групп приведены ниже.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Каолинит происходит от обычно используемого названия каолин , которое является искажением китайского Gaoling (Pinyin; латиница Wade-Giles Kao-ling), что означает «высокий гребень», название холма возле Цзиндэчжэня, где возникли минерал известен еще во II веке до нашей эры.Монтмориллонит и нонтронит названы в честь местностей Монмориллон и Нонтрон, соответственно, во Франции, где эти минералы были впервые обнаружены. Селадонит происходит от французского céladon (что означает серовато-желто-зеленый) с намеком на его цвет. Поскольку сепиолит - легкий и пористый материал, его название происходит от греческого слова, обозначающего каракатицу, кости которой похожи по своей природе. Название сапонит происходит от латинского sapon (что означает мыло) из-за его внешнего вида и очищающей способности.Вермикулит происходит от латинского vermiculari («разводить червей») из-за его физических характеристик расслаивания при нагревании, что вызывает впечатляющее изменение объема минерала от мелких зерен до длинных червеобразных нитей. Бейлейхлор, бриндлеит, коренсит, судоит и тосудит - примеры глинистых минералов, которые были названы в честь выдающихся минералогов глины - Стерджеса У. Бейли, Джорджа У. Бриндли, Карла У. Корренса и Тошио Судо соответственно.

Ральф Э.Мрачный Hideomi Kodama

Структура

Общие характеристики

Структура глинистых минералов в основном определена методами дифракции рентгеновских лучей. Существенные свойства силикатов водного слоя были выявлены различными учеными, включая Шарля Могена, Лайнуса К. Полинга, W.W. Джексон, Дж. Уэст и Джон В. Грунер в период с конца 1920-х до середины 1930-х годов. Эти элементы представляют собой непрерывные двухмерные тетраэдрические листы состава Si 2 O 5 , с тетраэдрами SiO 4 (Рисунок 1), соединенными посредством общих трех углов каждого тетраэдра, чтобы сформировать гексагональную сетку (Рисунок 2A). .Часто атомы кремния тетраэдров частично замещаются алюминием и, в меньшей степени, трехвалентным железом. Апикальный кислород в четвертом углу тетраэдров, который обычно направлен перпендикулярно листу, образует часть смежного октаэдрического листа, в котором октаэдры связаны общими ребрами (рис. 3). Плоскость соединения между тетраэдрическими и октаэдрическими листами состоит из общих апикальных атомов кислорода тетраэдров и неподеленных гидроксилов, которые лежат в центре каждого гексагонального кольца тетраэдров и на том же уровне, что и общие апикальные атомы кислорода (Рисунок 4).Обычными катионами, которые координируют октаэдрические листы, являются Al, Mg, Fe 3+ и Fe 2+ ; иногда Li, V, Cr, Mn, Ni, Cu и Zn замещают в значительных количествах. Если двухвалентные катионы ( M 2+ ) находятся в октаэдрических листах, состав будет M 2+ / 3 (OH) 2 O 4 и все октаэдры заняты. Если есть трехвалентные катионы ( M 3+ ), состав будет M 3+ / 2 (OH) 2 O 4 и две трети октаэдров заняты, причем отсутствие третьего октаэдра.Первый тип октаэдрического листа называется триоктаэдрическим, а второй - диоктаэдрическим. Если все анионные группы являются гидроксильными ионами в составе октаэдрических листов, полученные листы могут быть выражены как M 2+ (OH) 2 и M 3+ (OH) 3 , соответственно. Такие листы, называемые гидроксидными листами, встречаются по отдельности, чередующиеся с силикатными слоями в некоторых глинистых минералах. Брусит, Mg (OH) 2 , и гиббсит, Al (OH) 3 , являются типичными примерами минералов, имеющих аналогичную структуру.Существует два основных типа структурных «хребтов» глинистых минералов, называемых силикатными слоями. Единичный силикатный слой, образованный совмещением одного октаэдрического листа с одним тетраэдрическим листом, называется силикатным слоем 1: 1, а открытая поверхность октаэдрического листа состоит из гидроксилов. В другом типе единичный силикатный слой состоит из одного октаэдрического листа, зажатого между двумя тетраэдрическими листами, ориентированными в противоположных направлениях, и называется силикатным слоем 2: 1 (Рисунок 5). Однако эти структурные особенности ограничиваются идеализированными геометрическими формами.

Реальные структуры глинистых минералов содержат значительные кристаллические деформации и искажения, которые создают такие неоднородности, как деформированные октаэдры и тетраэдры, а не многогранники с равносторонними треугольными гранями, дитригональная симметрия, измененная по сравнению с идеальной симметрией гексагональной поверхности, и морщинистые поверхности вместо образованных плоских плоскостей. базальными атомами кислорода тетраэдрического листа. Одна из основных причин таких искажений - «несоответствие» размеров тетраэдрических и октаэдрических листов.Если тетраэдрический лист содержит только кремний в катионном узле и имеет идеальную гексагональную симметрию, более длинная единица измерения в базисной плоскости составляет 9,15 Å, что находится между соответствующими размерами 8,6 Å гиббсита и 9,4 Å брусита. Чтобы уместить тетраэдрический лист в размер октаэдрического листа, чередующиеся тетраэдры SiO 4 вращаются (теоретический максимум 30 °) в противоположных направлениях, чтобы исказить идеальный гексагональный массив в двутреугольный (дитригональный) массив (Рисунок 2B ).Благодаря этому механизму искажения тетраэдрические и октаэдрические листы широкого диапазона составов, полученные в результате ионного замещения, могут связываться вместе и поддерживать силикатные слои. Среди ионных замещений замещения между ионами явно разных размеров наиболее существенно влияют на геометрическую конфигурацию силикатных слоев.

Другая важная особенность слоистых силикатов из-за их сходства в структуре листов и гексагональной или почти гексагональной симметрии состоит в том, что структуры позволяют различными способами складывать атомные плоскости, листы и слои, что можно объяснить кристаллографическими операциями, такими как перевод или смещение и вращение, тем самым отличая их от полиморфов (например,г., алмаз-графит и кальцит-арагонит). В первом случае используются одномерные вариации, а во втором - в основном трехмерные. Разнообразие структур, возникающих в результате различных последовательностей укладки фиксированного химического состава, называется политипами. Если такое разнообразие вызвано незначительными, но последовательными ионными замещениями, их называют политипоидами.

.

Смотрите также