石(Sphene)是属 单斜晶系 的岛状结构硅酸盐矿物。常含 和 。单斜晶系,晶形多以单晶体出现,呈扁平的楔形(信封状),横断面为 菱形 , 底面 特别发育时,呈板状。蜜黄、褐、绿、黑、玫瑰等颜色。
简介
概述
钛和钙的硅酸盐矿物,在很多岩石(火成岩)中都有它的成分。榍石往往以单个的 晶体 出现,晶体呈片状。榍石具有玻璃光泽,颜色有黄、褐、绿、黑、红等色调。榍石可以提炼出钛,也可以被当作宝石。
化学组成
成分为CaTiSiO4O,晶体属 单斜晶系 的岛状结构硅酸盐矿物。成分中经常有类质同象混入物而形成变种,如(Y,Ge)O含量达12%的称钇榍石, MnO 含量达3%的称红榍石。榍石多以单晶体出现,晶形呈扁平的楔形(信封状)。
物理性质
1. 晶系 单斜晶系
2.习性楔状晶体,常有 双晶
3. 解理 两组明显,可有 双晶 引起的裂理
4. 断口 贝壳状
5.硬度5-6
6.比重3.3-3.6
8. 折射率 1.89-2.02
9.双折射率0.130,10×放大镜下可见到刻面棱双影现象
10.光性二轴晶正光性
11.光泽玻璃光泽
12.透明度透明到半透明
13.色散高,约0.051,切磨优良的宝石会有明显的 火彩
14.颜色黄色、绿色和 褐色 ,深褐色宝石经 热处理 可变成 橙色 或红褐色
15.多色性明显,因体色而变化
鉴定要点
1.强光泽,因折射率高RI1.89-2.02,表面的反射能力强; 折射仪 上表现为负读数;
2.高色散,色散值0.051,成品榍石中可见火彩;
3.强 双折射 ,DR0.130,肉眼可见双影象,刻面棱双影线距离较宽;
4.特征 稀土 光谱等为主要区分依据。
成因
榍石是酸性和中性岩浆岩中最常见到的副矿物之一,大 晶体 产出,在富含钛, 的碱性 钡长石 及有关的 伟晶岩 中特富有。而且晶体有时较大,当含有榍石的岩石遭受风化坏后,由于榍石 化学 性质稳定性较强而富集 砂矿 中,当榍石遭受到含 碳酸 热水作用,可分解成 方解石 , 石英 和 金红石 。
主要产地
合成方法
在榍石 固化 处理 高放射性废物 的研究中,对于固化基材榍石的制备,主要是通过液相法进行制备。其中,液相法制备榍石主要有共沉淀法、 溶胶- 凝胶 法和液相燃烧法3种。通过这些方法制备榍石,首先是通过一定的化学反应得到无定型的粉体,再将粉体进行 煅 烧,得到以榍石为主要矿相,包括一些杂质矿相 钙钛矿 、 二氧化钛 和 白硅石 的固化基材。
共沉淀
共沉淀法在共沉淀法制备榍石的过程中,利用 氨水 滴加含有 硝酸钙 、氧 氯化钛 和 六氟环氧丙烷 硅酸 的 水溶液 沉淀出 氢氧化物 。TiOCl 通过冷冻条件下将TiCl 稀释到HCl 中制备得到。六 环氧丙 硅酸通过将 碘化钠 硅酸溶于最低浓度为5%的水合HF中得到。Muthuraman M 等人通过向包含有等物质量的硝酸钙、TiOCl、六氟环氧丙烷硅酸( 其物质的量为0.2 摩尔 ) 的溶液中滴加氨水得到共 沉淀物 。共沉淀物用 蒸馏水 进行冲洗以除去其含有的过量的氨水,然后空气气氛中在100 ℃干燥12 h 得到。被干燥的 氢化物 粉体(sphene- I)在700 ℃预煅烧2 h 以除去吸附水,然后在更高的温度下进行煅烧得到榍石。
凝胶合成
溶胶- 凝胶合成。溶胶-凝胶法是以 硝酸钙 、四 乙基 原 硅酸 (TEOS,Si(OCH))和n- 丁基 钛酸盐 (Ti(OBun))为原料制备榍石。Muthuraman M 等人将化学计量的TEOS的 乙醇 溶液与Ti (OBun)的乙醇溶液的混合溶液搅拌30 min 得到透明溶液。为了避免不透明的富钛酸盐 沉淀物 的形成以保持Ti(OBun)的乙醇溶液的透明, Ti (OBun)的乙醇溶液在与TEOS 混合之前加入HNO( 每 摩尔 Ti(OBun) 配0.2mol HNO)。 醇盐 / 乙醇的物质的量比维持在大约1:100。醇盐 混合物 的 水解 通过加入生成榍石 化学 计量的硝酸钙的 水溶液 得以进行,醇盐/ 水的比率保持在1:20。将得到透明的溶液搅拌1 h,在水浴环境下形成 凝胶 。将形成的凝胶在100 ℃空气气氛下干燥12 h得到sphene- II。干燥后的凝胶(sphene- II)在700 ℃预煅烧2 h,以除去 有机化合物 和 硝酸盐 。
溶液燃烧法
溶液燃烧法。Muthuraman M 等人通过以一定化学计量的 硝酸钙 、 硝酸钛 氧、 碘化钠 硅酸 和 碳酰肼 ( HNCO NH) 组成的氧化还原水溶液体系 混合物 的燃烧制备出sphene- III。硝酸钛氧利用 氯化钛 制备得到。浓硅酸( 比表面积 为200 m/g)作为Si 的来源,并且其被分散在氧化还原混合物体系中。燃烧反应在450 ℃预加热的 马弗炉 中进行。将该非均匀氧化还原混合物快速脱水得到类 凝胶 物质。类凝胶物质发泡、起泡,燃烧生成一种白色的透明物质。用于燃烧合成榍石的原料比例的实例如下:6 g 硝酸钙、4.77 g 硝酸钛 氧、1.29 g 碘化钠 硅酸 、5.72 gHNCONH。