Силикаты. Часть 6
Механизм массообмена в кристаллических фазах при химическом взаимодействии окиси магния с кремнеземом сводится, по Вагнеру [232], к встречной диффузии ионов магния и кремния. Ввиду особой важности реакций образования силикатов магния в кристаллических смесях целесообразно упомянуть о процессах, протекающих при нагревании некоторых гидросиликатов.
Среди них благодаря исследованиям Гаральдсена [661] наиболее полно изучены реакции, возникающие при нагревании серпентина. Их можно свести в основном к следующей схеме:
Современное представление о ходе этого процесса схематически может быть изображено рис. 164. Особенности строения кристаллической решетки серпентина («листы» с внедренными гидроксильными группами) обусловливают постепенное удаление воды при повышении температуры и образование сложных промежуточных продуктов процесса (которые невозможно пока изолировать).
После удаления подавляющего количества воды серпентин оказывается разложившимся на окись магния и кремнезем. При дальнейшем нагревании смеси эти мелкодисперсные окислы, имеющие к тому же, вероятно, много дефектов кристаллического строения, очевидно, претерпевают изменения согласно описанным выше схемам с образованием кристобалита и форстерита в качестве первичных продуктов.
Именно они фигурируют в качестве кристаллических продуктов разложения серпентина. Метасиликат магния появляется лишь при высоких температурах одновременно с исчезновением кристобалита.
Будниковым, Хорошавиным и др. [945] детально исследованы процессы термического превращения серпентина в нижне-тагильском дуните (фазовый состав дунита: 78% серпентина, 17—20% оливина и 2—3% хром-шпинелидов, брусита и гидроокислов железа).
В области 620—650°С установлено существование дегидратированного рентгеноаморфного серпентина 3MgO-2SiO2, названного метасерпентином. При 650° С кристаллическая решетка метасерпентина начинает перестраиваться преимущественно в решетку форстерита, а затем клиноэнстатита. Заметное количество клиноэнстатита образуется при 1000—1300° С.
Эти процессы можно представить следующей схемой:
При дальнейшем повышении температуры происходит интенсивная рекристаллизация форстерита, сопровождающаяся изоморфным замещением части Mg2+ на Fe2+. Так, при 1700° С степень изоморфного замещения — 2 (Mg(0,9i1)Fe(0,09))O*SiO2.
Совершенно другие процессы происходят при термическом разложении талька 3MgO-4SiO2-Н20 [662, 663]. Кристаллическая решетка талька содержит элементы, которые легко могут быть разъединены в цепи тетраэдров [Si04]4-, составляющие основу строения решеток метасиликатов двухвалентных элементов. Поэтому тальк не распадается при нагревании на свободные окислы, но образует непосредственно метасиликат магния и свободный кремнезем. Эйтель [665] с помощью электронного микроскопа наблюдал образование метасиликата магния и аморфного кремнезема в качестве первичных продуктов термического разложения 3MgO-4SiO2-H20. Как и в случае разложения серпентина, при термическом разложении талька образуются сложные, не поддающиеся изолированию промежуточные продукты.
Другие части: