Растворимость кварца в системе H2O - HF: экспериментальные исследования

• Автор: Конышев, Артем Александрович
• Шифр специальности: 25.00.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Цель работы
Задачи исследования
Научная новизна работы
Практическая значимость работы
Защищаемые положения
Апробация работы
Публикации по теме диссертации
Структура и объём работы
Благодарности
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ
1.1 Система БЮ2кв-Н20
1.1.2 Кинетика растворения кварца в системе БЮг-НгО
1.1.3 Попытки описания системы 8Ю2КВ-Н20
1.1.4 Форма нахождения кремнезёма в растворе в системе 8Ю2кв-Н20
1.2 Система 8Ю2кв-Н20-НЕ
1.2.2 Кинетика растворения кварца в системе ЗЮг-НгО-НБ
1.2.3 Форма нахождения НЕ и 8Ю2 в растворе в системе 8Ю2к"-1120-НБ
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Экспериментальные исследования растворимости кварца во фторсодержащем водном флюиде
2.1.1 Техника эксперимента
2.1.2 Методика эксперимента
2.1.3 Условия проведения экспериментов
2.1.4 Результаты экспериментов
2.1.5 Влияние концентрации НЕ на растворимость кварца
2.1.6 Влияние температуры и давления
2.1.7 Влияние плотности раствора
2.1.8 Обсуждение результатов эксперимента
2.1.9 сравнение с данными предыдущих исследователей
2.2 Экспериментальное изучение распределения ГП7 между жидкой и паровой фазой при 200 и 150°С
2.2.1 Техника, методика и условия проведения эксперимента
2.2.2 Результаты экспериментов по изучению распределения НР между жидкой и паровой фазой при 200 и 150°С
2.2.3 Обсуждение результата экспериментов
2.3 Экспериментальные исследования растворимости кварца в паровой фазе водного фторсодержащего раствора при 200°С и давлении насыщенного пара
2.3.1 Техника, методика и условия проведения экспериментов
2.3.2. Результаты экспериментов по исследованию растворимости кварца в паровой фазе водного фторсодержащего раствора при 200°С и давлении насыщенного пара
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ СТАНДАРТНЫХ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И НКТ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ПРЕДПОЛАГАЕМОЙ ЧАСТИЦЫ ВИДА БЛОНДЕ
3.1 Возможные формы нахождения растворённого кремнезёма во флюиде
3.2. Расчёт стандартных термодинамических свойств и HKF параметров для предлагаемой частицы вида Si(OH)3F
3.3 Выводы
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА КОНЦЕНТРАЦИИ Si02 В ПРИРОДНОМ ФЛЮИДЕ НА ПРИМЕРЕ ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
4.1 Введение
4.2 Оценка концентрации Si02 в природном флюиде при образовании гранитовАкчатау
4.3 Оценка концентрации Si02 в природном флюиде при образовании Хангилайского гранитного плутона и связанных с ним Спокойнинского и Орловского месторождений, а также Этыкинского месторождения, приуроченного к Олдандинскому гранитному плутону
Список литературы
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Фтор играет важную роль в различных геологических процессах: магматических, метаморфических, гидротермальных и приповерхностных. Наравне с водой, углекислотой и хлором, он является одним из основных компонентов природных гидротермальных флюидов. Он накапливается во флюидной фазе магматических расплавов, по мере дифференциации магмы, в результате её кристаллизации до начала кристаллизации фторсодержащих минералов. Наибольших концентраций в природных флюидах, фтор достигает при образовании литий-фтористых гранитов и связанных с ними пегматитах, грейзенах, а также в пегматитах высокощелочных пород. Наличие фтора сильно понижает температуру плавления силикатной магмы,
даже с элементами своей группы выступая в роли окислителя, например, С1Р5 (Зломанов, 2001).

К I! р
- И И И
Рис. 9 Распределение электронов по квантовым ячейкам в атоме фтора.
Фтор обладает следующими особенностями, оказывающими влияние на химию его соединений: малый размер (Кат = 0,64 А, 11И(Ж = 1,33 А), самая высокая электроотрицательность (4 по шкале Л.Полинга), самая большая величина сродства к электрону (по сравнению с кислородом и другими атомами) Б + е" —► Р (327,8 +/- 0,2 кДж/моль), высокое значение энергии ионизации Б —> Б+ + е'(А = 1681,04 +/- 0,15 кДж/моль).
Ключевой особенностью фтора является наличие прочных водородных связей Н—Б во многих его соединениях и как следствие - ассоциация его молекул за счёт образования водородных связей. Характер химической связи хорошо просматривается в физических свойствах соединений. Так в ряду фторидов урана ЫРз, ир4, ЦТ, иБ6 происходит уменьшение ионной составляющей и увеличение ковалентного вклада в связь и-Б. В этом же ряду уменьшаются температуры плавления фторидов: -1500, 1036, 348 и 64°С соответственно. Например, флюорит (СаБ2) при стандартном давлении имеет температуру кипения 2630°С, в то время как ВБз, Р4, РБ5 обладающие ковалентными связями, являются летучими соединениями.
Возможна частичная замена ионов Б" и О2', что связано с близостью ионных радиусов (11о2-= 1,36 А) (Ардашникова, 2000)
При добавлении фтора в систему - уменьшается температура её плавления, увеличивается текучесть расплава. Так, например А1203 плавится