28 Распространение, растворение и осаждение кремнезема 29

шенной растворимости углекислоты) растворяется преимуще- В зависимости от температуры различные формы кварца, ственно оксид алюминия. тридимита и кристобалита самопроизвольно претерпевают

внутригрупповые превращения. Однако с точки зрения растворимости следует рассматривать всего лишь три модификации.

Модификации кремнезема Наиболее широко распространенной, обнаруженной в при-

Н ассматриваются различные модификации

Ниже кратко рассматриваются различные моди икации родных условиях модификацией кремнезема является кварц. кремнезема, оонаруживающие с точки з ения

Он может быть и в виде огромных кристаллов, и в форме по- некоторые отличительные черты. Наиболее широко распростра- рошков с размером частиц в несколько микрон, похожих на пенная кристаллическая модификация кремнезема — кварц— аморфные порошки кремнезема, и в виде бесформенных масс представляет сооой главную составную часть о ычного песка. халцедонового агата или флинта, состоящих из плотно упакоОднако в некоторых природных и ла ораторных словиях о а- ванных, соединенных между собой микроскопических кристалзуются и другие разновидности к емнезема.

лов. Взаимные превращения между тремя распространенными можно подразделить на следующие классы:

модификациями кристаллического кремнезема и кварцевым

1. Безводный кристаллический кремнезем S102. стеклом следующие:

с n . НО кто'с 1470 'С 17ОЗ С

2. Гидратированныи кристаллическии кремнезем SiO) кН~О.

кварц -и тридимит - кристобалит - кварцевое стекло

3. Безводный аморфный кремнезем, имеющий микропористое

анизотропное строение. К этому классу относится волокнистый, Превращение в тридимит, вероятно, определяется присутствием или пластинчатый, кремнезем. очень небольших количеств некоторых примесей или минерали-

4. Безводный и содержащий воду кремнезем, подразделяе- заторов *.

мый по коллоидным признакам и имеющий микропористое изо- Ниже представлена группа из трех модификаций, образуютропное строение. Сюда относятся золи, гели и тонкодисперсщихся при высоких температурах и давлениях. ные порошки.

Область термодинамической устойчивости

5. Массивное аморфное кварцевое стекло. Модификации

Непосредственное отношение к содержанию настоящей монографии имеют модификации кремнезема, характеризуемые Китит 400 — 500 0,8 — 1,3

азвитой внешней и внутренней поверхностью (классы 2, 3, 4).

Коз сит от 300 до 1700 от 15 до 40 разви о"

Стишовит 1200 — 1400 160

Безводные кристаллические модификации Обзоры по этим модификациям и их свойствам были опубли-

кремнезема кованы Фронделем [52], Сосманом [53] и Флорке [54]. Уэллс

установил взаимосвязь структуры различных форм кремнезема

Сосман [51] классифицировал наиболее распространенные с кристаллическими силикатами [55]. модификации данного класса следующим образом; Существование трех фаз, метастабильных при обычном даМодификации, термодинамически устойчивые Температурная область влении, было установлено лишь недавно. Так, китит был открыт Китом в 1954 г. [5б]. Его образование через кристобалит

Кварц высокотемпературный

до 573

и превращение в кварц изучалось Карром и Файфом [57].

573 — 867 — + тридимит Согласно патенту Гувера, полученному им в 1954 г. [58], очень

до 64 похожее, если не идентичное, вещество может быть приготоТридимит S-II 64 — 117 влено из «кремневой кислоты», т. е. гидратированного аморфТридимит S-III — ного порошка кремнезема, при нагревании его в гидротермальТридимит S-IV 163 — 210

Тридимит S-V

210 — 475

Т . "-VI

Т, М-1

Тридимит "- 475 — 1470 — + кристобалит * Действительно, как показали многочисленные исследования и практика,

ридимит до 117 высокотемпературный кварц в отсутствие минерализаторов, прежде всего ще-

117 — 163 лочных ионов, при нагревании выше 1400 — 1450 С превращается непссредсто

ридимит

выше 163 венно и одновременно в высокотемпературный кристобалит и в кварцевое

стекло, минуя тридимит. Существование последнего как самостоятельной модификации чистого кремнезема является спорным.— Прим. ред.