Мінералогія

Тантал і ніобій відносяться до малопоширених елементів. Вміст в земній корі ніобію 2*10^(-3), танталу 2,5*10^(-4), співвідношенне Nb і Та в середньому дорівнює 11,4. Близькість хімічних властивостей і одинакові розміри іонних радіус (0,69Ӑ) зумовлюють їх геохімічну схожість, загальну участь у геологічних процесах і сумісне знаходження в одних і тих же мінералах.

Із положення тантала і ніобію у таблиці Менделєєва витікає також їх геохімічна спорідненість із багатьма елементами, особливо з Fe, Ti, рідкоземельними і U, Th, Zr.

Широко розповсюджені в природі комплексні сполуки тантало-ніобати і титатно-тантало-ніобати з U, Th, TR, де Ta I Nb можуть ізоморфно заміщуватись титаном, а U, Th, рідкоземельні елементи (TR) – натрієм, калієм, кальцієм та іншими. Більша частина мінералів Ta I Nb представлена головним чином складними, в меншому ступені – простими безводними оксидами, які у світлі останніх геохімічних досліджень розглядаються як оксиди типу:

Підрядне значення мають силікати, вміщуючи Та і Nb головним чином у вигляді домішок. Окрім власних мінералів Ta і Nb знаходяться також у вигляды домішок в ільменіті, перовскіті, цирконі, каситериті, вольфраміті та інших.

У природі відомо близько 130 мінералів, але із них тільки 80 являють собою власне танталовими і ніобієвими, в інших обидва елементи знаходяться у вигляді домішок.

Найважливішими промисловими мінералами танталу і ніобію є: колумбіт-танталіт, пірохлор-мікроліт, лопарит. Інколи такоє використовуються евксеніт, торо літ, сімпсоніт, ільменорутил, а також тантал- і ніобійвміщуючі мінерали – ільменіт, рутил, перовскіт, сфен, каситерит, вольфраміт.

Колумбіт (Fe,Mn)(Nb,Та)₂O₆ і танталіт (Mn, Fe)(Та, Nb)₂O₆ є представниками ряду, крайніми членами якого являються чисто ніобієві і чисто танталові різновиди. містить до 80% Nb₂O₅ і 20% FeO. Відмічаються домішки Ta₂O₅ (до 25%), MgO (до 9...9,5%), СаО (до 2%), Al₂О₃(до 1,4%), Sc₂О₃ і TR₂О₃ (до 2%), SiO₂ (до 2%), ТіО₂ (до 4,6%).

Сингонія ромбічна. Густина 4,9. Твердість 6,5-6,75. Колір чорний. Блиск напівметалевий. Зустрічається у пегматитах і в метасоматично змінених гранітах разом з альбітом, кварцом, мусковітом, турмаліном, цирконом, вольфрамітом,каситеритом.

Теоретичний вміст Nb₂O₅ в колумбіті може доходити до 82,7 %, а вмiст Ta₂O₅ в танталітах до 86,1 %.

Пірохлор (NaCa)₂Nb₂O₆ (OH,F) та мікроліт (NaCa)₂Ta₂O₆ (OH,F) є крайніми представниками ряду. Група мінералів, кристалічних. і метаміктних титано-тантало-ніобатів мають загальну формулу A2-mB2O6 (O, OH, F) 1-n · pH2O, де A = Na, Ca, K, TR, U, Pb, Sn, Ba, Bi, Sb; B -Nb, Ta, Ti, що мають у природньому стані або після пропікання каркасну кристалічну структуру типу пірохлору. Згідно номенклатурі в групі пірохлору виділені 3 підгрупи (власне пірохлору, мікролітів і бетафіта) по співвідношенню катіонів у позиції "B", a всередині підгруп - мінеральні види по заповненню позиції "A". Bсього в групі відомий 21 мінеральний вид.

B складі мінералів присутні домішки Fe, Si, Zr, Th, Mg, Mn, Al (до 10%), Sc (до 1,6% Sc2O3 в Мікрол), H2O (від 1 до 12%). При дефіциті катіонів "A" і аніонів мінерали групи, як правило, гідратовані. Kрісталізуются в кубічній сингонії. Утворюють зазвичай дрібні (до 10-15 см) кристали октаедричного, кубооктаедричного, іноді додекаедричного габітусу, a також дрібнокристалічні агрегати. Бетафіт зеленувато-бурий до чорного, непрозорий, іноді просвічує, інші мінерали мають буро-червоний, буро-жовтий, буро-зелений кольори різних відтінків. Блиск скляний зі смоляним відблиском. Cпайності немає, рідко окремість по октаедру. Злам раковистий. Tвердість 4-5,5. Щільність від 3700-5000 кг/м3 (y власне пірохлору і бетафіту) до 5900-6400 кг/м3 (y мікролітів). B природі найбільш поширені мінерали підгрупи пірохлору, серед яких найбільш важливе практичне значення мають власне пірохло (NaCaNb2O6F), баріопірохлор (пандал), стронціопірохлор, плюмбопірохлор, церіопірохлор (маріньяк), танталсвміщуючий уранпірохлор (гатчетоліт). Пірохлор і перераховані мінерали - основні джерела отримання Nb. Вміст Nb2O5 в нормальному кристалічному пірохлорі - 73%, в змінених, гідратованих різницях знижується до 40-50%.

Лопарит (Na, Се, Сa, Sr) (Nb,Ti)O_3. Сингонія кубнічна. Габітус кубооктаедричний і октаедричний. Твердість 5,5-6,0. Питома вага 4,73-4,99. Колір чорний, дуже рідко буро-червоний і зеленувато-бурий. В тонких уламках і шліфах просвічує буровато-червоним кольором. Слабкомагнітний і дуже слабко радіоактивний. Розчиняється в гарячій концентрованій сірчаній і плавиковій кислотах.

Вміщує TR₂О₃ 28-45%; TiO₂ 35-44%; Nb₂О₅ 6-13% (до 26% в рідкому ніоболопариті). Характерні изоморфні домішки Ta (0,4-0,9% Ta₂О₅), Th (до 3% ThO₂), Sr (до 3% SrO), Fe (до 3% Fe₂О₃).

Евксеніт (Y, Сa, Ce, U, Th)(Nb,Ta,Ti)₂(O,OH)₆ Сингонія ромбічна. Габітус товстотабличастий, тонко призматичний. Твердість 5,5-6,5. Колір чорний, буро-чорний, бархатисто-чорний, рідше зеленувато-чорний; часто покритий бурими кірочками продуктів зміни. Блиск смоляний або скляний до алмазоподібного. Риса бура, жовтувато-або сірувато-бура. Щільність коливається від 4,5 до 5,4, залежить від співвідношення головних компонентів і від ступеня метаміктності; тантевксеніти мають питому вагу 5,3-6,0. Злам раковістий. Крихкий.

Спайність не спостерігається. При нагріванні розтріскується і, як всі метаміктні мінерали, світиться. Не плавиться. Легко сплавляється з КОН і KHSO4. Сильно радіоактивний.

Дата добавления: 2015-05-23