第三章 卤化物

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卤化物是金属元素和卤元素结合产生的化合物,常常出现在多种地质环境中,某些卤化物,如石盐,常产于蒸发岩地层,而其他卤化物,如萤石,则主要存在于炙热的矿脉中。大多数卤化物是立方对称晶体,而且比重很小。按组成元素的属性,卤化物分为金属卤化物和非金属卤化物;按组成卤化物的键型,分为离子型和共价型。

第一节 石盐、钾石盐和氯银矿

石盐是氯化钠的矿物,常用以表示由石盐组成的岩石,也被称为盐、岩盐,主要于盐湖中形成,常与石膏、白云石的物质共生。石盐晶体是立方体,晶体表面存在一些凹陷,还会出现块状、粒状、致密状的集合体;石盐的颜色多种多样,纯净的石盐无色透明,含杂质时呈白、黄、蓝、紫、黑等,但条痕都是白色的,从透明到半透明,具有玻璃光泽。石盐不仅是重要的化工原料,也是民用和工业上无数产品必需的钠和氯的来源。此外,在食品加工业中,石盐也有着重要作用。因此,全世界有七十多个国家在大量开采石盐。如果石盐层在地下比较浅的地方,那么可以挖竖井到达石盐层,通过地下开采的方式进行开采。此外,还有另一种非常简单的萃取法,用水泵把水打到含盐层中,再将卤水抽到地面上,通过蒸发卤水提取得到石盐。

钾石盐也被称为钾盐,这是一种蒸发岩矿物,由含盐溶液沉积形成,常与石膏、石盐等物质共生。钾石盐的晶体是六面体,主要是粒状、块状的集合体;纯净的钾石盐是无色透明或呈白色,含有杂质的往往是红色、黄色、蓝色等颜色,条痕呈白色,具有玻璃光泽,而且不透明。大部分钾石盐用来制造钾肥,小部分钾石盐用来提取钾和制造钾的化合物,钾石盐是提取钾的主要物质,无色透明的大晶体可以用来制造光学材料。俄罗斯的乌拉尔,白俄罗斯,加拿大的萨斯喀彻温省,德国的马格德堡和汉诺威以及美国新墨西哥州的特拉华盆地等都是钾石盐的主要产地。

氯银矿是银矿床氧化带的次生矿物,产于干热地区的银硫化物矿床的氧化带中,由银硫物氧化后形成的易溶银硫酸盐和下渗的含氯的地表水反应而成。氯银矿的晶体十分罕见,一般是块状或者薄片状,主要是皮壳、蜡状的集合体。新鲜切面无色,风化之后切面为绿色、黄色或者紫色,具有金刚光泽,从透明到半透明。氯银矿可以熔化在蜡烛的火焰中,而且能溶解在氨水中,但不能溶于硝酸。氯银矿具柔性和可塑性,易切割;大量产出时可作为提炼银的矿物原料。智利、秘鲁和玻利维亚等都是氯银矿的著名产地。

第二节 光卤石、冰晶石和萤石

光卤石是钾和镁的卤化物,是含有镁、钾的盐湖蒸发之后形成的矿物,常与石盐、钾石盐等物质共生。其成因与沉积岩如泥灰岩、黏土岩、白云岩相关。光卤石以晶体产出时是六面锥体,但非常罕见,通常是块状、粒状的集合体。纯净光卤石呈白色或无色,含有少量氧化铁的光卤石呈红色。从透明到不透明,新鲜面具有玻璃光泽,在空气中极易潮解,易溶于水,而且呈现出油脂光泽。光卤石主要用作提炼金属镁的精炼剂,生产铝镁合金的保护剂。也可用来制造钾肥和提取金属镁的矿物原料,以及铝镁合金的焊接剂、金属的助熔剂、生产钾盐和镁盐的原料。此外还用于制造肥料和盐酸等,因此经济价值巨大。世界著名的光卤石矿床的分布地是德国的施塔斯福特和俄罗斯的索利卡姆斯克。

冰晶石主要形成于岩浆岩中,蕴藏于伟晶岩中。结晶体白色细小,无气味,溶解度比天然冰晶石大。冰晶石的晶体为立方体或者短柱形,双晶,也以块状、粒状的集合体出现;颜色多变,从无色、白色到棕色、红色;条痕呈白色,从透明到半透明,具有玻璃光泽或者油脂光泽。冰晶石在自然界产出稀少,通常由人工制造。可以作为炼铝的助溶剂;也用作研磨产品的耐磨添加剂;可以用作铁合金及沸腾钢的熔剂、有色金属熔剂、铸造的脱氧剂、玻璃抗反射涂层、搪瓷的乳化剂以及农药的杀虫剂,所以有着很高的经济价值。

萤石的别名叫氟石,主要存在于炙热的矿脉中和温泉周围,无色透明的萤石晶体产于花岗伟晶岩或萤石脉的晶洞中,常常与石英、方解石、黄铁矿、重晶石等物质共生,萤石的主要成分为氧化钙,含杂质较多。萤石晶体属于等轴晶系,通常为立方体、八面体或立方体的穿插双晶,也以粒状、块状的集合体出现。在紫外线照射下或者加热时,萤石会出现紫蓝色的荧光,这也是它的命名由来。萤石的颜色多变,从浅绿、浅紫到无色,有时还会呈现出玫瑰红色;条痕呈白色,具有玻璃光泽,从透明到不透明。在冶金工业上,萤石可以用作助熔剂,还是制造氢氟酸的原料。萤石主要产地是南非、墨西哥、蒙古、俄罗斯、美国、泰国、西班牙等地。