4. Водные сульфаты двухвалентных металлов

Здесь мы рассмотрим некоторые, главным образом богатые H₂O, сульфаты магния, железа и меди.

Эпсомит - MgSO₄•7H₂O. Название дано по минеральным источникам Эпсом в Англии. Синоним: горькая соль.

Химический состав. MgO 16,3%, SO₃ 32,5%, H₂O 51,2%. Иногда в виде изоморфных примесей присутствуют Mn.. и Fe.. Установлены разновидности, довольно богатые двухвалентным железом (ферроэпсомит), а также никелем (никельэпсомит).

Рис. 249. Кристалл эпсомита

Сингония ромбическая; ромбо-тетраэдрический в. с. 3L². Искусственно может быть получена также малоустойчивая моноклинная модификация в виде псевдогексагональных табличек. Образующиеся из рассолов кристаллы имеют псевдотетрагональный призматический (рис. 249) или игольчатый облик. Встречается также в плотных натечных, иногда землистых агрегатах.

Цвет белый; иногда бесцветен и прозрачен. Блеск стеклянный. Ng = 1,461, Nm = 1,455 и Np = 1,433.

Твердость 2-2,5. Весьма хрупок. Спайность по {010} весьма совершенная, по {011} ясная. Уд. вес 1,68-1,75. Прочие свойства. Вкус горький, солоноватый. В сухом воздухе постепенно теряет воду и мутнеет. Дегидратация происходит скачками: при температуре около 100° теряет пять молекул воды, шестая уходит при 132° и последняя - при 218-238°.

Диагностические признаки. По свойствам похож на многие другие водные сульфаты более сложного состава, от которых его можно отличить лишь химическим путем. Характерен горький солоноватый вкус.

При нагревании выделяет воду и при температуре выше 220° переходит в MgSO₄•H₂O. При прокаливании дает неплавкую белую массу. Легко растворим в воде.

Происхождение. Эпсомит образуется при усыхании рапы в богатых магнезией сульфидных соленых озерах как один из первых по времени садки наиболее богатых водой сульфатов магния. По мере сгущения рапы семиводный сульфат магния вскоре становится неустойчивым, уступая место шестиводному сульфату магния - гексагидриту (MgSO₄•6H₂O).

Встречается в виде выцветов на поверхности горных пород, корок, волосистых или игольчатых кристаллов на стенках пещер в известковистых породах, старых выработок и прочих пустот вблизи поверхности, очевидно как результат кристаллизации из просачивающихся поверхностных магнезиально-сульфатных вод.

Практическое значение. Эпсомит, как и другие сульфаты магния, используется в текстильной, бумажной, сахарной, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Месторождения. Наиболее часто эпсомит в виде кристаллических осадков образуется в магнезиально-сульфатных соляных озерах. Таковы, например, многие озера Нижневолжского края: Эльтон, Джелонское, Малиновское и др.; некоторые крымские озера (Сасык-Сивашское и др.), казахстанские (например, Джаман-Клыч у северной оконечности Аральского моря) и др.

Аналогичные озера распространены и в зарубежных странах: США, Мексике, Египте, Тибете, Китае и др.

Гексагидрит - МgSO₄•6Н₂O. Сингония моноклинная. Синоним: сакиит. Встречается в толстотаблитчатых, копьевидных кристаллах или волокнистых массах.

Цвет белый, иногда с светлозеленым оттенком. Блеск перламутровый. Ng = l,456, Nm =1,453 и Np = 1,426.

Твердость 2. Спайность по призме. Уд. вес 1,75. В воде легко растворяется.

Встречается в магнезиально-сульфатных соляных озерах Крыма, Астраханской области и др. Выделяется при сгущении рапы после эпсомита.

Кизерит - MgSO₄•H₂O. Химический состав. MgO 29,0%, SO₃ 58,0%, H₂O 13,0%.

Сингония моноклинная; призматический в. с. L²PC Встречающиеся кристаллы имеют дипирамидальный облик. Обычен в плотных кристаллически-зернистых агрегатах.

Цвет. Редко бесцветен и прозрачен; обычно мутный, белый с желтоватым оттенком. Блеск стеклянный. Ng = 1,584, Nm = 1,533 и Np = 1,520.

Твердость 3,5. Хрупок. Спайность по призмам {111} и {113} средняя. Уд. вес 2,57. Прочие свойства. Во влажном воздухе постепенно переходит в эпсомит. Истертая масса, будучи замешана с небольшим количеством воды, твердеет подобно обожженному гипсу.

Диагностические признаки От сходных водных сульфатов (эпсомита, глазерита, каинита, полигалита и др.) отличается по оптическим константам и химическим путем.

П. п. тр. растрескивается, теряем воду и легко плавится. Медленно расстворяется в воде. Из сложных, концентрированных богатых магнезией сульфатных рассолов кристаллизуется при температурах выше 18-20° в числе последних минералов.

Происхождение. В соляных озерах кизерит как продукт непосредственной кристаллизации из богатой магнезией сульфатной рапы образуется в очень редких случаях (поле устойчивости этого соединения при относительно низких температурах весьма небольшое).

Обычно он встречается в ископаемых соляных месторождениях, где мог образоваться в результате дегидратации под давлением за счет более богатых водой сульфатов магния (эпсомита и гексагидрита).

Практическое значение. Употребляется для приготовления горькой соли (эпсомита), о применении которой было сказано выше.

Месторождения. В значительных количествах (до 30% всей массы) кизерит встречается в Стассфуртских соляных месторождениях (Германия) в ассоциации с галитом, карналлитом, полигалитом, ангидритом и др. Мощность кизеритоносных пластов достигает 10-40 м.

Meлaнтepит - FeSO₄•7H₂O. "Мелантерос" по-гречески - более черный. По всей вероятности, первоначально была установлена редко встречающаяся в природе серовато-черная разность; кроме того, легко дает черную краску.

Химический состав. FeO 25,9%, SO₃ 28,8%, H₂O 45,3%. Устанавливаются изоморфные примеси: Mg, Ni, Zn, Cu, иногда Mn.

Сингония моноклинная; призматический в. с. L²PC Облик кристаллов ромбоэдрический, иногда игольчатый, волосистый. Чаще наблюдается в сплошных массах в виде прожилков или в натечных формах.

Цвет мелантерита светлозеленый, изредка темносерый или серовато-черный. Блеск стеклянный. Ng = 1,486, Nm = 1,478 и Np = 1,471.

Твердость 2. Весьма хрупок. Спайность по {001} совершенная, по {110} ясная. Уд. вес 1,8-1,9.

Диагностические признаки. От других легкорастворимых сульфатов с уверенностью можно отличить лишь по данным химических анализов. Характерно нахождение железа в двухвалентной форме.

При нагревании расплывается, растворяясь в собственной кристаллизационной воде. Теряя воду, превращается в порошковатую массу безводной сернокислой соли, которая на угле в окислительном пламени буреет (окисление двухвалентного железа).

Происхождение, Кристаллизуется из пересыщенных сульфатных вод в условиях недостатка кислорода. Поэтому в зонах окисления не встречается. Обычно наблюдается ниже зоны окисления в трещинах и полостях среди полуразложенных богатых пиритом руд в ассоциации с гипсом и другими сульфатами. Находят его и среди глин в каменноугольных месторождениях (первоисточником, вероятно, служит часто содержащийся в них пирит).

Практическое значение. В природе редко встречается в больших количествах. Искусственно приготовляемый мелантерит применяется в красочном деле, в производстве синих (берлинская лазурь), темных и черных красок, употребляемых для окраски шерсти и кожи в черный цвет, а также для при-готовления чернил, и в других отраслях химической промышленности. Следует отметить, что семиводный сульфат закисного железа с некоторыми дубильными органическими веществами дает устойчивую черную краску.

Месторождения. Мелантерит в очень небольших количествах у нас встречен в ряде месторождений Казахстана, Средней Азии и Сибири. В Блявинском колчеданном месторождении (Ю. Урал) он в виде прожилков и скоплений в пустотах наблюдается в верхних горизонтах полуразложенных пиритовых руд. Здесь встречены черные разности мелантерита.

Xaлькантит - CuSO₄•5H₂O. "Халькос" по-гречески - медь, "анте" - цветы ("медные цветы"). Синоним: медный купорос.

Химический состав. CuO 31,8%, SO₃ 32,1%, H₂O 36,1%. Примеси: Fe, иногда Zn, V, Со и Mg (магнохалькантит).

Сингония триклинная; пинакоидальный в. с. Кристаллы встречаются редко. Обычно наблюдается в сплошных массах или в сталактитовых формах с радиальноволокнистым строением.

Цвет халькантита небесно-голубой, синий, иногда с зеленоватым оттенком. Блеск стеклянный. Ng=1,546, Nm = 1,539 и Np = 1,516.

Твердость 2,5. Весьма хрупок. Спайность по {110} весьма совершенная. Излом раковистый. Уд. вес 2,1-2,3.

Диагностические признаки. Узнается по небесно-голубому цвету и легкой растворимости в воде, но более точное определение возможно лишь с помощью химического анализа.

При нагревании постепенно теряет воду, переходит сначала в трехводный сульфат, а затем в одноводный; при этом становится белым, непрозрачным. В воде растворяется, окрашивая раствор в синий цвет. При погружений в раствор железной иглы, на ней выделяется металлическая медь.

Происхождение. Образуется в зонах окисления медносульфидных месторождений в странах с сухим климатом. В виде сталактитов наблюдается на стенках старых заброшенных и непроветриваемых выработок, пройденных в зонах окисления медных месторождений.

Практическое значение. Искусственно приготовляемый халькантит употребляется для борьбы с вредителями виноградников, а также в химической, красильной и других отраслях промышленности.

Наличие этого минерала в рудах указывает на то, что рудничные воды богаты растворенным сульфатом меди и потому могут служить объектом добычи металлической меди, легко выделяющейся на железном ломе. С этой целью меденосные грунтовые воды пропускают через специальные бассейны, в которых происходит получение меди.

Месторождения. В СССР халькантит встречался в ряде медных месторождений: Меднорудянском (у г. Нижнего Тагила), Турьинских рудниках (С. Урал), Кедабекском (Закавказье) и др. В больших массах крайне редок.