Что относится к полезным ископаемым гипс
Гипс. Это очень распространенный в природе минерал. По химическому составу это водная сернокислая соль кальция. Водной она называется потому, что содержит в своем составе так называемую кристаллизационную воду, которая выделяется при нагревании.
Если положить несколько крохотных кусочков гипса, величиной в спичечную головку и мельче, в стеклянную пробирку и осторожно нагревать на свече или спиртовке, то через некоторое время на стенках верхней (холодной) части пробирки появятся мелкие капельки воды. Это и есть та самая кристаллизационная вода, которая входит в состав гипса.
Пробирку надо держать не прямо, а наклонно, не касаясь пламени свечи (чтобы не осаждалась копоть), и медленно вращать, иначе пробирка может треснуть.
Гипс отличается от других похожих на него пород еще и тем, что кислота на него не действует.
Интересные результаты дает нагревание гипса. При обжиге до 200 градусов получается жженый, или штукатурный, гипс, который обладает способностью снова поглощать воду, выделяя при этом тепло. При нагревании свыше 200 градусов поглощение воды (или, как говорят, «схватывание гипса») происходит уже значительно медленнее; полученное вещество называется гидравлическим гипсом. На способности порошка гипса быстро «схватывать» (иначе — твердеть при соединении с водой) основывается применение его для всевозможных отливок и штукатурных работ.
Гипс весьма часто, особенно в некоторых глинах, встречается в виде прекрасно образованных кристаллов,, иногда значительных размеров. В кристаллах преобладает толстотаблитчатая форма.
Среди разнообразной формы кристаллов и всевозможных их комбинаций могут встретиться любопытные диковинки вроде развилок, напоминающих укороченные детские рогатки. Это сростки (иначе — двойники) крупных таблитчатых кристаллов гипса. Называется такой двойник «ласточкин хвост».
Кристаллы обычно выделяются в друзах, или «щетках», а также в розетковидных сростках, иногда напоминающих распустившийся цветок. Такая «гипсовая роза» изображена на рисунке на следующей странице.
При ударе молотком толстотаблитчатые кристаллы гипса легко раскалываются по самой большой плоскости. Такое свойство, как вы знаете, называется спайностью.
Именно по этой плоскости спайности кристаллы гипса раскалываются на тонкие пластинки, напоминающие стекло (конечно, только в прозрачных кристаллах). От слюды они отличаются отсутствием упругости. Эти прозрачные пластинки иногда применялись в старину как слюда в оконных рамах под именем «марьина стекла». Так называют и теперь пластинчатые и листоватые скопления прозрачного гипса. Блеск у кристаллического гипса стеклянный. Твердость, как мы уже говорили выше, незначительная (1,5—2) —легко чертится ногтем.
От примесей гипс окрашивается в различные цвета и теряет свою прозрачность. Механическими примесями бывают песок, глина и другие вещества.
Гипс встречается также в мелкозернистых или плотных просвечивающих массах снежно-белого цвета с сероватым и желтоватым оттенком. Такой гипс называется алебастром (по-гречески «алабастрос»). Не следует смешивать с этой горной породой порошок обожженного гипса, который тоже называют алебастром.
Золотистая, тускло просвечивающая разновидность гипса с красивым шелковистым отливом, особенно в отделке, называется селенитом (по-гречески «селене» — луна). Шелковистый отлив селенита объясняется волокнистым строением. Из этой красивой разновидности гипса выделывают туалетные коробочки, вазочки, рамки, пепельницы, коробку кейс и другие изделия.
По своему происхождению гипс относится к группе химических осадков, образование которых шло главным образом из пересыщенных растворов мелководных морских бассейнов и соляных озер.
Залежи каменной соли всегда сопровождаются гипсом, Выпадение его происходит также из горячих источников. Возможно образование гипса и другими способами, так как отложения его встречаются чаще залежей каменной соли.
Гипс легко выщелачивается подземными водами, особенно солеными, так как соль весьма повышает растворимость гипса. Так возникают подземные пустоты и пещеры. Обвалы кровлей пещер приводят к образованию провальных озер и воронкообразных ям.
Использование гипса весьма разнообразно: он широко применяется в штукатурных работах, идет на изготовление форм в керамическом производстве, а также для всевозможных отливок (муляжей). Снежно-белый и зернистый гипсы, используемые для различных художественных поделок, хорошо принимают полировку.
Гипс находит применение также и в сельском хозяйстве: он заметно повышает урожайность некоторых культур, особенно клевера и луговых трав. Гипсование почв проводится также для улучшения солонцов, встречающихся на черноземах степной зоны.
Источник
Гипс — минерал, водный сульфат кальция. Волокнистая разновидность гипса называется селенитом, а зернистая — алебастром. Один из самых распространенных минералов; термин используется и для обозначения сложенных им пород. Гипсом также принято называть строительный материал, получаемый путем частичного обезвоживания и измельчения минерала. Название происходит от греч. гипсос, что в древности обозначало и собственно гипс, и мел. Плотная снежно белая, кремовая или розовая тонкозернистая разновидность гипса известна как алебастр
СТРУКТУРА
Химический состав — Ca[SO4] × 2H2O. Сингония моноклинная. Кристаллическая структура слоистая; два листа анионных групп [SO4]2-, тесно связанные с ионами Ca2+, слагают двойные слои, ориентированные вдоль плоскости (010). Молекулы H2O занимают места между указанными двойными слоями. Этим легко объясняется весьма совершенная спайность, характерная для гипса. Каждый ион кальция окружен шестью кислородными ионами, принадлежащими к группам SO4, и двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион Ca с одним ионом кислорода в том же двойном слое и с другим ионом кислорода в соседнем слое.
СВОЙСТВА
Цвет самый разный, но обычно белый, серый, жёлтый, розовый и т.д. Чистые прозрачные кристаллы бесцветны. Примесями может быть окрашен в различные цвета. Цвет черты белый. Блеск у кристаллов стеклянный, иногда с перламутровым отливом из-за микротрещинок совершенной спайности; у селенита — шелковистый. Твёрдость 2 (эталон шкалы Мооса). Спайность весьма совершенная в одном направлении. Тонкие кристаллы и спайные пластинки гибки. Плотность 2,31 — 2,33 г/см3.
Обладает заметной растворимостью в воде. Замечательной особенностью гипса является то обстоятельство, что растворимость его при повышении температуры достигает максимума при 37-38°, а затем довольно быстро падает. Наибольшее снижение растворимости устанавливается при температурах свыше 107° вследствие образования «полугидрата» — CaSO4 × 1/2H2O.
При 107°C частично теряет воду, переходя в белый порошок алебастра, (2CaSO4 × Н2О), который заметно растворим в воде. В силу меньшего количества гидратных молекул, алебастр при полимеризации не даёт усадки (увеличивается в объеме прибл. на 1%). Под п. тр. теряет воду, расщепляется и сплавляется в белую эмаль. На угле в восстановительном пламени даёт CaS. В воде, подкисленной H2SO4, растворяется гораздо лучше, чем в чистой. Однако при концентрации H2SO4 свыше 75 г/л. растворимость резко падает. В HCl растворим очень мало.
МОРФОЛОГИЯ
Кристаллы благодаря преимущественному развитию граней {010} имеют таблитчатый, редко столбчатый или призматический облик. Из призм наиболее часто встречаются {110} и {111}, иногда {120} и др. Грани {110} и {010} часто обладают вертикальной штриховкой. Двойники срастания часты и бывают двух типов: 1) галльские по (100) и 2) парижские по (101). Отличить их друг от друга не всегда легко. Те и другие напоминают собой ласточкин хвост. Галльские двойники характеризуются тем, что рёбра призмы m {110} располагаются параллельно двойниковой плоскости, а ребра призмы l {111} образуют входящий угол, в то время как в парижских двойниках рёбра призмы Ι {111} параллельны двойниковому шву.
Встречается в виде бесцветных или белых кристаллов и их сростков, иногда окрашенных захваченными ими при росте включениями и примесями в бурые, голубые, жёлтые или красные тона. Характерны сростки в виде «розы» и двойники — т.наз. «ласточкины хвосты»). Образует прожилки параллельно-волокнистой структуры (селенит) в глинистых осадочных породах, а также плотные сплошные мелкозернистые агрегаты, напоминающие мрамор (алебастр). Иногда в виде землистых агрегатов и скрытокристалличесих масс. Также слагает цемент песчаников.
Обычны псевдоморфозы по гипсу кальцита, арагонита, малахита, кварца и др., так же как и псевдоморфозы гипса по другим минералам.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ
Широко распространённый минерал, в природных условиях образуется различными путями. Происхождение осадочное (типичный морской хемогенный осадок), низкотемпературно-гидротермальное, встречается в карстовых пещерах и сольфатарах. Осаждается из богатых сульфатами водных растворов при усыхании морских лагун, солёных озёр. Образует пласты, прослои и линзы среди осадочных пород, часто в ассоциациях с ангидритом, галитом, целестином, самородной серой, иногда с битумами и нефтью. В значительных массах он отлагается осадочным путем в озёрных и морских соленосных отмирающих бассейнах. При этом гипс наряду с NaCl может выделяться лишь в начальных стадиях испарения, когда концентрация других растворенных солей еще не высока. При достижении некоторого определенного значения концентрации солей, в частности NaCl и особенно MgCl2, вместо гипса будут кристаллизоваться ангидрит и затем уже другие, более растворимые соли, т.е. гипс в этих бассейнах должен принадлежать к числу более ранних химических осадков. И действительно, во многих соляных месторождениях пласты гипса (а также ангидрита), переслаиваясь с пластами каменной соли, располагаются в нижних частях залежей и в ряде случаев подстилаются лишь химически осажденными известняками.
В России мощные гипсоносные толщи пермского возраста распространены по Западному Приуралью, в Башкирии и Татарстане, в Архангельской, Вологодской, Горьковской и других областях. Многочисленные месторождения верхнеюрского возраста устанавливаются на Сев. Кавказе, в Дагестане. Замечательные коллекционные образцы с кристаллами гипса известны из месторождения Гаурдак (Туркмения) и других месторождений Средней Азии (в Таджикистане и Узбекистане), в Среднем Поволжье, в юрских глинах Калужской области. В термальных пещерах Naica Mine, (Мексика) были найдены друзы уникальных по размерам кристаллов гипса длиной до 11 м.
ПРИМЕНЕНИЕ
Сегодня минерал «гипс» — это в основном сырье для производства α-гипса и β-гипса. β-гипс (CaSO4·0,5H2O) — порошкообразный вяжущий материал, получаемый путём термической обработки природного двухводного гипса CaSO4·2H2O при температуре 150—180 градусов в аппаратах, сообщающихся с атмосферой. Продукт измельчения гипса β-модификации в тонкий порошок называется строительным гипсом или алебастром, при более тонком помоле получают формовочный гипс или, при использовании сырья повышенной чистоты, медицинский гипс.
При низкотемпературной (95-100 °C) тепловой обработке в герметически закрытых аппаратах образуется гипс α-модификации, продукт измельчения которого называется высокопрочным гипсом.
В смеси с водой α и β-гипс твердеет, превращаясь снова в двуводный гипс, с выделением тепла и незначительным увеличением объема (приблизительно на 1 %), однако такой вторичный гипсовый камень имеет уже равномерную мелкокристаллическую структуру, цвет различных оттенков белого (в зависимости от сырья), непрозрачный и микропористый. Эти свойства гипса находят применение в различных сферах деятельности человека.
Гипс (англ. Gypsum) — CaSO4 * 2H2O
| Молекулярный вес | 172.17 г/моль |
| Происхождение названия | От греческого γύψος (gyps) означающего «мел» или «штукатурка», «burned» mineral. |
| IMA статус | действителен |
КЛАССИФИКАЦИЯ
| Strunz (8-ое издание) | 6/C.22-20 |
| Nickel-Strunz (10-ое издание) | 7.CD.40 |
| Dana (7-ое издание) | 29.6.3.1 |
| Dana (8-ое издание) | 29.6.3.1 |
| Hey’s CIM Ref. | 25.4.3 |
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Цвет минерала | бесцветный переходящий в белый, часто бывает окрашен минералами-примесями в жёлтый, розовый, красный, бурый и др.; иногда наблюдается секториально-зональная окраска или распределение включений по зонам роста внутри кристаллов; бесцветный во внутренних рефлексах и напросвет. |
| Цвет черты | белый |
| Прозрачность | прозрачный, полупрозрачный, непрозрачный |
| Блеск | стеклянный, близкий к стеклянному, шелковистый, перламутровый, тусклый |
| Спайность | весьма совершенная легко получаемая по {010}, почти слюдоподобная в некоторых образцах; по {100} ясная, переходящая в раковистый излом; по {011}, дает занозистый излом {001} |
| Твердость (шкала Мооса) | 2 |
| Излом | ровный, раковистый |
| Прочность | гибкий |
| Плотность (измеренная) | 2.312 — 2.322 г/см3 |
| Радиоактивность (GRapi) |
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Тип | двуосный(+) |
| Показатели преломления | nα = 1.519 — 1.521 nβ = 1.522 — 1.523 nγ = 1.529 — 1.530 |
| Максимальное двулучепреломление | δ = 0.010 |
| Оптический рельеф | низкий |
| Плеохроизм | не плеохроирует |
| Рассеивание | сильная r > v наклонная |
| Люминесценция в ультрафиолетовом излучении | флюоресцентный, оранжево-желтый |
КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Точечная группа | 2/m — Моноклинно-призматический |
| Пространственная группа | A2/a |
| Сингония | моноклинный |
| Параметры ячейки | a = 5.679(5) Å, b = 15.202(14) Å, c = 6.522(6) Å, β = 118.43° |
| Морфология | от тонких до толстых плоских кристаллов, {010} с {111} и {120}; кристаллы могут быть искаженными, согнутыми или скрученными |
| Двойникование | {100} («ласточкин хвост»), очень часто, с входящим углом, обычно образованным по {111}; по {101} в качестве контактных близнецов («бабочка» или «в форме сердца»), а также по {111}; по {209} как крестообразные проникающие близнецы |
mineralpro.ru
28.07.2016
Источник
На чтение 5 мин. Просмотров 530 Опубликовано 26.11.2019
Гипс представляет собой осадочный минерал, встречающийся в природе в виде пластов осадочной породы. Это кристаллы белого, прозрачного цвета, имеющие всевозможные оттенки от желтоватого до красного. Образуется минерал вследствие испарения воды, насыщенной кальцием.
- Формула: CaSO4·2H2O
- Цвет: Белый, оттенки серого и красного
- Цвет черты: Белый
- Плотность: 2,2—2,4 г/см³
Происхождение гипса
Широко распространённый минерал, в природных условиях образуется различными путями. Происхождение осадочное (типичный морской хемогенный осадок), низкотемпературно-гидротермальное, встречается в карстовых пещерах и сольфатарах. Осаждается из богатых сульфатами водных растворов при усыхании морских лагун, солёных озёр.
Образует пласты, прослои и линзы среди осадочных пород, часто в ассоциациях с ангидритом, галитом, целестином, самородной серой, иногда с битумами и нефтью. В значительных массах он отлагается осадочным путем в озёрных и морских соленосных отмирающих бассейнах.
При этом гипс наряду с NaCl может выделяться лишь в начальных стадиях испарения, когда концентрация других растворенных солей еще не высока. При достижении некоторого определенного значения концентрации солей, в частности NaCl и особенно MgCl2, вместо гипса будут кристаллизоваться ангидрит и затем уже другие, более растворимые соли, т.е. гипс в этих бассейнах должен принадлежать к числу более ранних химических осадков.
И действительно, во многих соляных месторождениях пласты гипса (а также ангидрита), переслаиваясь с пластами каменной соли, располагаются в нижних частях залежей и в ряде случаев подстилаются лишь химически осажденными известняками.
Значительные массы гипса в осадочных породах образуются прежде всего в результате гидратации ангидрита, который в свою очередь осаждался при испарении морской воды; нередко при её испарении осаждается непосредственно гипс.
Гипс возникают в результате гидратации ангидрита в осадочных отложениях под влиянием действия поверхностных вод в условиях пониженного внешнего давления (в среднем до глубины 100-150м.) по реакции: CaSO4 + 2H2O = CaSO4 × 2H2О.
При этом происходят сильное увеличение объёма (до 30%) и, в связи с этим, многочисленные и сложные местные нарушения в условиях залегания гипсоносных толщ. Таким путем возникло большинство крупных месторождений гипса на земном шаре. В пустотах среди сплошных гипсовых масс иногда встречаются гнёзда крупных, нередко прозрачных кристаллов.
Может служить цементом в осадочных породах. Жильный гипс обычно является продуктом реакции сульфатных растворов (образующихся при окислении сульфидных руд) с карбонатными породами. Образуется в осадочных породах при выветривании сульфидов, при воздействии образующейся при разложении пирита серной кислоты на мергели и известковистые глины.
В полупустынных и пустынных местностях гипс очень часто встречается в виде прожилков и желваков в коре выветривания самых различных по составу горных пород. В почвах аридной зоны формируются новообразования вторично переотложенного гипса: одиночные кристаллы, двойники («ласточкины хвосты»), друзы, «гипсовые розы» и т.д.
Гипс довольно хорошо растворим в воде (до 2,2 г/л.), причём с повышением температуры его растворимость сперва растёт, а выше 24°С падает. Благодаря этому гипс при осаждении из морской воды отделяется от галита и образует самостоятельные пласты.
В полупустынях и пустынях, с их сухим воздухом, резкими суточными перепадами температуры, засолёнными и загипсованными почвами, утром, с повышением температуры гипс начинает растворяться и, поднимаясь в растворе капиллярными силами, отлагается на поверхности при испарении воды.
К вечеру, с понижением температуры, кристаллизация прекращается, но из-за недостатка влаги кристаллы не растворяются, — в районах с такими условиями кристаллы гипса встречаются в особенно большом количестве.
Производство
Сегодня гипс широко известен как строительный материал, используемый для отделочных и штукатурных работ. Он также используется в архитектуре и ландшафтном дизайне.
Добыча, из чего делают гипс
Гипс добывают на месторождениях путем подрыва гипсосодержащей породы. Далее руду транспортируют на заводы в виде гипсовых камней. Их дробят в специальных дробилках, а затем сушат для выпаривания имеющейся в них влаги.
Сухие фракции измельчаются в мельницах до состояния порошка и отправляются в печь для обжига. Порошок обжигается на протяжении 1-2 часов при температуре 150-160 градусов. На выходе получается мелкодисперсная смесь белого цвета, полностью готовая к использованию.
Месторождения
Гипс распространен повсеместно на территории России. Основными местами добычи гипса являются Владимирская, Архангельская и Иркутская области, Средняя Азия, Поволжье, Башкирия и Западное Приуралье. Среди других стран можно отметить Испанию, Тунис, Грецию и Марокко.
Месторождения гипса возникают ввиду следующих факторов:
- Выветривание залежей соли.
- На местах соляных озер образуется в виде химического осадка.
- Является сопутствующей породой на старых месторождениях нефти, серы и ангидритов.
- Часто залежи минерала обнаруживают в устьях древних рек.
Состав
По химическому составу — это водный раствор сульфата кальция. Его химическая формула — Ca[SO4] ? 2H2O. При нагревании до 140 градусов из его кристаллической решетки выделяется вода, в результате чего образуется так называемый полуводный гипс.
Если продолжить нагрев минерала, то образуется строительный (обожженный) гипс. Такой материал используют в виде порошка. Если к такому порошку вновь добавить воду, то вода присоединится к сульфату кальция, а материал обретет твердость.
Отстойник
Для отделения гипса и песка из водной смеси используются специальные устройства, называемые гипсоотстойниками. Они позволяют собирать гипс и песок в отдельную емкость, а воду направлять в систему слива. Отстойник необходимо подключать между мойкой и сливной трубой.
Источники:
Производство гипса и улучшение его качественных свойств при помощи добавок
https://catalogmineralov.ru/mineral/gypsum.html
Источник