4.5. Карбонаты, сульфаты, вольфраматы, фосфаты

Общая характеристика групп дана в табл. 4.2. Карбонаты, состав­ляющие около 1,7 % от массы земной коры, являются осадочными или гидротермальными минералами. С химической точки зрения это соли угольной кислоты – Н₂СО₃. Карбонаты имеют ионные кристалличес­кие решетки; характерны малые плотности, стеклянный блеск, светлая окраска (за исключением карбонатов меди), твердость 3-5, реакция с разбавленной НСl. Карбонаты широко используются в черной метал­лургии в качестве флюса и как сырье для производства огнеупоров и извести.

Земная кора содержит 0,1 % (по массе) сульфатов, имеющих в основном химическое осадочное происхождение и представляющих собой соли серной кислоты Н₂SO₄. Обычно это мягкие, легкие, свет­лые минералы. Внешне они похожи на карбонаты, но не реагируют с НСl. Сульфаты используются в химической и строительной промыш­ленности. Они являются чрезвычайно вредной примесью в железных рудах, так как при агломерации удается удалить в газовую фазу не более 60 - 70 % сульфатной серы.

Фосфаты имеют магматическое (апатит) и осадочное (фосфорит) происхождение. Вольфраматы встречаются чаще в гидротермальных и пегматитовых жилах.

Кальцит, СаСО₃. Название от греч. "кальк" - жженая известь. Си­ноним - известковый шпат. Осадочный органогенный, гидротермальный. Кристаллы в форме ромбоэдров. Со­вершенная спайность по ромбоэдру. Вскипает под действием разбав­ленной НСl на холоду. Разновидности: прозрачный, бесцветный - исландский шпат, ромбический белый - арагонит. В основном из каль­цита состоят толщи осадочных пород: мела, известняка, мрамора. Из кальцита состоит и известковый туф - травертин.

Черная металлургия потребляет миллионы тонн известняка в ка­честве флюса. Кроме того, известняк обжигают на известь в строитель­ной промышленности. Исландский шпат используется в оптике для изготовления поляризаторов.

Магнезит, МgСО₃. Назван в честь греческой провинции Магнезия. Синоним: магнезиальный шпат. Облик кристаллов ромбоэдрический с совершенной спайностью по ромбоэдру. В большинстве случаев встре­чается в виде зернистых агрегатов снежно-белого цвета с раковис­тым изломом ("аморфный" магнезит) и в серых удлиненных зернах. Гидротермальный. Важное сырье для произ­водства огнеупорного кирпича и заправочных порошков. Использова­ние доломитизированного известняка улучшает качество агломерата, окатышей и снижает вязкость доменных шлаков. Месторождения: Саткинское (Россия), Вейч (Австрия), Ляо Тун и Шен-Кин (Сев. вост. Китай), Квебекское (Канада).

Малахит, CuCO₃  Cu(OH)₂. Название от греч. "малахэ" - мальва (имеется в виду зеленый цвет листьев мальвы). Азурит, 2CuCO₃  Cu(OH)₂. Название от персидского "лазвард" - голубой. Натечные, землистые, концентрически скорлуповатые. Вскипает под действием разбавленной HCl. Используются как декоративные поделочные камни, руды на медь.

Сидерит, FeCO₃. Название от греч. слова, обозначающего железо. Синоним - железный шпат. Обычно в зернистых желтовато-белых, буроватых массах. Реагирует с холодной НС1, капля которой окра­шивается в зеленый цвет. Гидротермальный. Сидерит содержит до 48,3 % Fe и используется в качестве железной руды. Месторождения:

Бакальское (Юж. Урал), Керченское (Украина).

Родохрозит, MnCO₃. Название от греч. "родон" - роза и "хрос" – цвет. Синоним: марганцевый шпат. Обычно в виде зернистых агрега­тов розового, малинового цвета, черта белая. Реагирует с холодной HCl. Гидротермальный. Используется в качестве марганцевой руды. Место­рождения: Чиатурское (Грузия), Полуночное (Сев. Урал), Оброчище (г. Варна, Болгария).

Гипс, CaSO₄  2H₂O. Название от греч. термина, относившегося к обожженному гипсу и к штукатурке. Разновидности: волокнистый гипс - селенит; пластинчатый, прозрачный - "марьино стекло"; тонко­зернистая плотная массивная разновидность - алебастр. Техничес­кий алебастр (CaSO₄  0,5H₂O) получают обжигом гипса. Характерны таблитчатые кристаллы с совершенной спайностью, двойники срас­тания и другие, напоминающие розы. От похожего ангидрида отличается меньшей твердостью. От кальцита - отсутствием реак­ции с НС1. Используется в строительном деле, в химии и в медицине, а также для изготовления скульптур и предметов искусства. Место­рождения: на западном склоне Урала, Артемовское (Донбасс) и во многих других районах.

Барит, ВаSO₄. Название от греч. "барос" - тяжесть. Синоним тя­желый шпат. Встречается в виде белых, серых таблитчатых кристаллов с совершенной спайностью, а чаще в виде зернистых агрегатов. Легко отличается от карбонатов по высокой плотности и отсутствию реак­ции с НС1; от других сульфатов и от силикатов - по плотности. Исполь­зуется в нефтяном деле для цементации рыхлых пород в стенках скважин, в химии, а также для изготовления "баритовой штукатурки", поглощающей рентгеновские лучи в лабораториях и больницах. Вред­ная примесь в железных рудах. Месторождения: в Грузии, Туркмении, Центр. Казахстане и на Южном Урале.

Вольфрамит, (Mn, Fe)WO₄. Название от нем. "волчья пена" (примесь этого минерала к оловянным рудам дает при их проплавке шлак цвета волчьей шерсти). Синоним: Волчец. Обычно в виде толстотаблитчатых и призматических кристаллов со штриховкой на гранях или в виде зер­нистых агрегатов. Характерны буровато-черный цвет, бурая черта и высокая плотность. Важнейшая руда на вольфрам. Используется в металлургии для получения твердых сплавов и быстрорежущих ин­струментов, а также в электротехнической промышленности для изготовления нитей накаливания в электролампах и рентгеновских трубках. Месторождения: Юнань (КНР), на полуострове Малакка и в Бирме, Корнуэл (Англия), Бейра-Бейкс (Португалия), Тана (Боливия), Боулдэр (Колорадо, США).

Шеелит, CaWO₄. Назван в честь шведского химика Шееле (1742 -1786 гг.). Встречается в дипирамидальных, псевдооктаэдрических кристаллах, а также в виде неправильной формы включений желто­ватого цвета с алмазным блеском и явной спайностью. Вторая по значению вольфрамовая руда. Месторождения: Ср. Азия, Саксония, Циннвальд (Чехия), Пьемонт (Италия), Андалузия (Испания), Хуанкайя (Перу), штаты Калифорния, Аризона, Невада, Коннектикут (США).

Примечания	+HClна холоду – HClна холоду +HCl +HCl +HCl +HCl – – – – – –
Твердость по Моосу	3 4 – 4,5 3,5 – 4 3,5 – 4,5 3,5 – 4,5 3,5 – 4 3,5 – 4 2 3 – 3,5 3 – 3,5 4,5 – 5,5 4,5 5
Плотность , г/см3	2,6 – 2,8 2,9 – 3,1 2,6 – 3,1 3,9 3,6 – 3,7 3,9 – 4,1 3,7 – 3,9 2,3 2,8 – 3,0 4,3 – 4,7 6,5 – 7,5 5,8 – 6,2 3,18 – 3,21
Цвет	Бесцв.,молочно-белый Белый, серый Желто-белый Желтовато-бурый,зеленоватый Розовый, малиновый Зеленый Синий Белый Белый, сероватый Белый,серый Буровато-черный Желтоватый Бледно-зеленый
Блеск	Стекл. То же ” ” ” ” ” ” ” ” Алм. Стекл. То же
Крист. решетка	Тригон. Тригон. Тригон. Тригон. Тригон. Монокл. Монокл. Монокл. Ромб. Ромб. Монокл. Тетраг. Гексаг.
Химическая формула	CaCO3 ­ MgCO3 (Ca,Mg)CO3 FeCO3 MnCO3 CuCO3Cu(OH)2 2CuCO3Cu(OH)2 CaSO42H2O CaSO4­­ BaSO4 MnFeWO4 CaWO4 3[3CaOP2O5]CaF2 3[3CaOP2O5]CaCl2
Другие названия	Известковый шпат Магнезиальный шпат  Железный шпат Марганце -вый шпат  Медная лазурь   Тяжелый шпат Волчец  
Научное название	Кальцит Магнезит Доломит Сидерит Родохрозит Малахит Азурит Гипс Ангидрит Барит Вольфрамит Шеелит Апатит

Апатит. Название от греч. "апатао" - обманываю (похож на дра­гоценный берилл (изумруд) и турмалин, что затрудняло диагностику). Наиболее распространен фторапатит Ca₅[PO­₄]₃F или 3[3СаО  P₂O₅]  CaF₂, но встречается и хлорапатит - Ca₅[PO­₄]₃Cl или 3[3СаО  P₂O₅]  CaCl₂. Встречается в виде шестигранных призм и игл бледно-зеленого, изумрудно-зеленого и голубого цвета. Излом неровный, раковистый. Широко распространен также в виде зернистых, плот­ных масс белого цвета. От драгоценных изумруда и аквамарина от­личается меньшей твердостью (апатит не царапает стекла).

Вместе с виванитом Fe₃[PO₄]₂  8H₂O ("синяя земля") апатит яв­ляется обычно основным носителем фосфора в железных рудах; при­сутствие этих минералов в железной руде затрудняет металлургичес­кий передел, обесценивает руду, так как фосфор придает стали хладно­ломкость.