Заглянем в кладовые Земли. Что такое слюда

К вермикулиту в технике относят не только слюду, в которой в процессе преобразования из биотита или флогопита совершенно не осталось калия, но и ряд промежуточных видов, удовлетворяющих требованиям промышленности.

Области потребления мусковита и флогопита иные, чем вермикулита. Кристаллы первых легко расщепляются на тонкие ровные упругие пластинки с высокими диэлектрическими свойствами. Удельное объемное сопротивление в направлении, перпендикулярном к плоскости весьма совершенной спайности, у мусковита, составляет 1014- 1015, флогопита 1013-1014 Ом-см. Но при повышении температуры свыше 250 °С оно снижается почти в 2 раза.

Удельное поверхностное сопротивление у мусковита 10й-1012, а у флогопита 1010-1011 Ом-см, а с повышением влажности оно сильно падает и при относительной влажности до 100% составляет 108-109 Ом-см. Электрическая прочность, определяемая пробивным напряжением, при обычных температурах примерно одинакова у двух рассматриваемых слюд, но с повышением температуры она сильнее понижается у мусковита - в основном при температурах, превышающих 300 °С, в то время как у светлого флогопита она понижается с 400 °С, а у темного после 700 °С.

При толщине пластинок 0,05 мм у флогопита электрическое напряжение составляет примерно 98 кВ-мм, а у мусковита 81 кВ-мм. Жароупорность достигает у мусковита 500-600 °С, а у флогопита выше (1000°С у янтарного и зеленого ковдорского флогопита). Химическая стойкость выше у мусковита. Так при длительном кипячении в серной кислоте мусковит теряет лишь 30% массы. Щелочи на слюды действуют слабо. Прочность на разрыв у мусковита 330- 480 МПа и флогопита 220-380 МПа.

Дефекты кристаллов мусковита и флогопита - трещиноватость; пятнистость, связанная с наличием минеральных включений; зажимистость, связанная со сплетением слоев, затрудняющим расщепление по спайности; морщинистость и волнистость, обусловленные волнами поверхности; клиповидность кристаллов, вызванная постепенным утолщением кристаллов к одной из граней за счет расхождения отдельных слоев под небольшим углом и появлением между ними дополнительных слоев; ельчатость, выраженная в образовании волнистости и трещиноватости, направленной лучами под углом 60° от центра кристалла к середине граней; наличие газовожидких (или, как говорят на производстве, газовоздушных) включений; ленточность, связанная с трещиноватостью, созданной одинаково ориентированными прямолинейными трещинами.

Добытые на руднике, площадь кристаллов которых не менее 4 см2, составляют забойный сырец. Из них затем получают промышленный сырец. К нему относят кристаллы произвольного контура, с полезной площадью не менее 3 см2. При этом под полезной понимают площадь кристаллов без проколов, трещин, посторонних минеральных включений и «пережатостей». Промышленный сырец в зависимости от площади кристаллов делится на размеры (в см 2): I - 100; II - 50-100; III - 25-50; IV - 4-25. Кроме того, среди слюды размером 4-25 см 2 выделяют радио детальную, обладающую повышенными качествами - без пятен, с ровной поверхностью пластинок, без минеральных включений.

Кристаллы флогопита в основном подвергаются щипке; часть щипаной слюды получают и из кристаллов мусковита. Из щипаной слюды изготовляют клееные изделия, используемые в электрических машинах, различных приборах и аппаратах.

Из кристаллов мусковита получают высококачественную колотую слюду, которая идет на изготовление радиодеталей, конденсаторов, электроизоляции различного назначения (гильотинная слюда).

Мусковит очень высокой чистоты, представленный плоскими гладкими пластинами; используется он как телевизионная слюда. Большие листы мусковита применяются в электростатических «трубках памяти» в некоторых вычислительных машинах. Мусковит используется также в электронных лампах, схемах радарных установок, авиационных свечах зажигания, трансформаторах, фотоэлектронных умнояштелях и др.

Из обрезной слюды (мусковит и флогопит) делают стержни для водомерных колонок, тепловые элементы, прокладки. Мелкая слюда, получаемая как отходы при разработке или при переработке продукции в фабричных условиях, называется скарпом.

Скарп, как забойный, так и фабричный, используется наряду с мелкочешуйчатым мусковитом, добываемым из гранитов, метаморфических комплексов и грейзенов, в кровельной, резинотехнической и других отраслях промышленности. Молотая слюда широко применяется в качестве подсыпки, смазки, обмазки электродов, для изготовления красок. Из мелкой слюды получают так называемую «восстановленную» слюду, используемую в качестве изоляторов.

При нагревании способен интенсивно вспучиваться, при этом его объемная масса уменьшается и составляет от 400-500 до 50-100 кг/м3. Обожженный вермикулит характеризуется высокой огнеупорностью (температура плавления 1400 °С), высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами. В связи с этим вермикулит используется для получения тепло- и звукоизоляционных изделий. Из него изготовляют плиты, трубы, скорлупы и другие строительные детали. В некоторых изделиях он используется совместно с и вяжущими материалами.

Изделия, изготовленные из вермикулита, применяют для изоляции газовых турбин, мартеновских печей, вагонов, кабин самолетов, судов, в студиях звукозаписи. Из вермикулитовых асбобитумных плит изготавливают огнезащитные пояса холодильников. Обожженный вермикулит - наполнитель огнестойких легких штукатурок, заполнитель легких бетонов; используется он для тепло- и звукоизоляции в домах, изготовления стеновых панелей, полов, как наполнитель легковесного кирпича для строительства шахт.

Сорбционные свойства позволяют использовать, вспученный вермикулит для улавливания ядовитых газов и дыма, очистки промышленных вод, а химические свойства его (стойкость) - в качестве наполнителя кислотостойких композиций, резины, пластмасс. Измельченный обожженный вермикулит применяется при изготовлении золотистых красок, лаков, а обожженный - в гидропонике - беспочвенном выращивании овощей. Добавка его в почву улучшает ее аэрационные и другие свойства, улучшает структуру.

Мусковит в виде крупных кристаллов добывается в Индии, России. Норвегии, Франции, Бразилии, ЮАР, Аргентине, Гватемале, США, Португалии, Мексике, Танзании, Австралии и других странах.

США - ведущая страна по добыче мелкочешуйчатого мусковита. Флогопит добывается в Канаде, Мадагаскар, КНДР и др.

Вермикулит добывают в США, ЮАР, Индии, КНР, Японии, Кении, Бразилии, Аргентине и других странах. В промышленно развитых капиталистических и в развивающихся странах ежегодно добывают примерно 11 тыс. т мусковита и флогопита и свыше 0,5 тыс. т вермикулита, в том числе в США свыше 0,3 тыс. т.

Наряду с природной слюдой, в промышленности используют искусственную, в том числе фтор-флогопит.

На этом уроке мы с вами узнаем, что такое полезные ископаемые, как их добывают и для чего используют. Кроме того мы подробнее рассмотрим гранит как полезное ископаемое. А также познакомимся с понятиями минерал и горная порода.

Тема: Природа

Урок: Кладовые Земли

Полезные ископаемые - это богатства, которые добываются из недр Земли или ее поверхности. Жизнь в современном мире невозможна без полезных ископаемых. Некоторые полезные ископаемые используются в строительстве:

Рис. 1. Песок ()

Рис. 2. Глина ()

Рис. 3. Гранит ()

Другие используются как топливо:

Рис. 4. Каменный уголь ()

Рис. 5. Торф ()

Рис. 6. Нефть ()

Рис. 7. Газ ()

Рис. 8. Выплавка металла ()

Геологи - изучают полезные ископаемые и разыскивают их месторождения.

Месторождения - это места, где в глубинах Земли и на ее поверхности залегают полезные ископаемые.

Нередко геологи проводят много месяцев вдали от дома, в горах, в тайге или в пустыне. У них есть сложная аппаратура, которая помогает им в их поисках и даже снимки Земли, сделанные из космоса.

Полезные ископаемые добывают по-разному: одни в открытых котлованах - карьерах, другие - в шахтах, глубоких колодцах, а для того чтобы извлечь из Земли нефть или газ, люди строят буровые установки и бурят глубокие скважины.

Чтобы изготовить стекло и сделать стакан, нужен специальный песок. Песок - полезное ископаемое. Чтобы суп был соленым, нужна соль, соль - тоже полезное ископаемое. Чтобы сделать тарелку для супа, нужна особая белая глина - каолин, и она тоже полезное ископаемое.

Рис. 9. Каолин ()

И маленькая чайная ложка, и огромный самолет сделаны из металла. Их выплавляют из руд, всякая руда - полезное ископаемое.

Очень интересные, хотя и малозаметные для нас объекты природы - камни. Когда мы говорим «камни», мы имеем в виду горные породы и минералы. Минералы - это природные вещества, а горные породы - это природные соединения минералов. Одни из них используют в строительстве, из других делают украшения.

Рассмотрим полезное ископаемое гранит.

Рис. 10. Гранит ()

Очень крепкий и красивый камень. Залегает гранит глубоко в земле и на поверхности, где он встречается в виде целых гор. Он бывает серого, розового и красного цвета. Гранит - это горная порода, состоящая из зерен нескольких минералов, в основном это полевой шпат, кварц и слюда. Цветные зерна - это полевой шпат, полупрозрачные сверкающие - кварц, черные - слюда. Зерно по латыни - грано, отсюда и название - гранит.

Минерал, состоящий из пластин, которые легко отделяются друг от друга, они темные, но прозрачные и блестят. Слюда входит в состав гранита и некоторых других горных пород.

Рис. 11. Слюда ()

Это самый распространенный минерал земной поверхности. Известно много его разновидностей. Чаще всего они не прозрачные, некоторые из них используются для изготовления украшений.

Рис. 12. Полевой шпат ()

Минерал, который входит в состав гранита, но часто встречается и сам по себе. Прозрачный, бесцветный кварц называют горным хрусталем. Многим известен прозрачный фиолетовый кварц, он называет аметист . Все эти камни используются с давних пор для изготовления украшений.

Рис. 13. Кварц ()

Рис. 14. Аметист ()

Гранит - очень прочный камень, поэтому его используют в строительстве. Из него строят фундаменты домов, набережные, постаменты памятников. Гранит хорошо шлифуется и полируется. Его используют для облицовки стен зданий и станций метро.

Если внимательно рассмотреть найденный у моря или в горах камушек, мы можем заметить, что часто он бывает разноцветным, в полосочку, пятнистым или с разводами. Это происходит потому, что найденный камушек состоит из минералов, на которых оставили следы естественные природные процессы.

Минералы отличаются весом, цветом и твердостью. Из них, как из кирпичиков, состоит мир неживой природы - и большие валуны, и мелкий песок.

Красивые поделочные драгоценные камни - агат, сапфир, гранат - это тоже минералы.

Рис. 15. Агат ()

Рис. 16. Сапфир ()

Рис. 17. Гранат ()

Минералом также является обычная соль, которую мы употребляем в пищу. Геологи называют ее галит.

Минералы и горные породы образуют неживую природу. Горные породы составляют толщи Земли. Из-за названия может показаться, что горные породы можно встретить в горах. Это не совсем так. Горные породы есть повсюду, только они скрыты от наших глаз слоем земли. Горные породы мы можем увидеть на обрывистых склонах оврагов или по берегам рек.

Полезные ископаемые - клад нашей Земли, поэтому, как любой другой клад, их нужно беречь и охранять.

Плешаков А.А. Мир вокруг нас: учеб. и раб. тетр. для 2 кл. нач. шк.- М.: Просвещение, 2006.
Бурский О.В.,Вахрушев А.А., Раутиан А.С. Окружающий мир.- Баласс.
Виноградова Н.Ф. Окружающий мир.- ВЕНТАНА-ГРАФ.

Детские электронные презентации ().
Xvatit.com ().
Prezi.com ().

с. 34-37, учебник Плешаков А.А. Мир вокруг нас.
с. 16 раб. тетрадь к учебнику Плешаков А.А. Мир вокруг нас.
Узнай, какие полезные ископаемые, минералы добываются в твоем регионе.

Самыми распространенными являются мусковит, биотит, флогопит, лепидолит. Поскольку эти названия довольно таки трудно выговорить и запомнить, их называют одним общим термином - слюда. Все слюды схожи по своей структуре, хотя и содержат в себе различные металлы. Слюда очень мягкая и имеет свойство расщепляться на очень тонкие полупрозрачные слои, имеющие гладкую поверхность. Слюда – прозрачный кристаллический минерал, она может быть перламутровой, матовой и блестящей. Слюда бывает разных цветов: желтой, зеленой, красной, коричневой и черной, а может быть просто прозрачной и бесцветной. Для получения новых оттенков слюду смешивают с оксидами железа.

Слюда залегает в земной коре и относится к вулканическим породам, т.к. образовалась в результате остывания расплавленной лавы. Но в отдельных случаях она произошла из других минералов в результате метаморфизма – процесса минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры, давления и воды. Например, мусковит очень часто образуется в результате изменения минералов алюминия.

Добывают слюду в шахтах в виде тонких пластов. Лидерами по добыче слюды являются США, Канада, Индия, Бразилия, Мадагаскар, Намибия и Россия. В России месторождения слюды находятся в Иркутской области, Карелии, Забайкалье, Якутии, Таймыре и Кольском полуострове.

В промышленном производстве слюду расслаивают и разрезают на куски нужного размера и различной толщины. Листовая слюда обладает хорошими электроизоляционными свойствами, она не проводит тепло и электричество. Поэтому она широко используется в радиоэлектронике, при производстве огнестойких материалов и электрооборудования. В кораблестроении слюда используется в иллюминаторах и при строительстве яхт. Мелкочешуйчатая слюда применяется для изготовления теплоизоляционных материалов, а также используется как сорбент в сельском хозяйстве.

Слюду также используют как декоративный материал. При реставрации изделий декоративно-прикладного искусства из дорогих пород дерева или слоновой кости слюда используется наравне с фольгой и перламутром.

В настоящее время слюда широко применяется в косметологии при производстве минеральной косметики. Ее добавляют в пудры, румяна, тени, что придает коже сияние, делает ее более гладкой и светлой.

А еще у слюды богатая история. В XVI-XVII веках окна в царских дворцах, купеческих и боярских домах, церквях были закрыты слюдой. В то время на Руси ее называли «хрусталем» и «стеклом московским». Мастера соединяли между собой множество различных по размерам кусочков слюды, таким образом, создавая слюдяные оконницы. Они были украшены различными изображениями или орнаментом. В XVII веке слюдяные оконницы расписывали красками и изображали на них траву и цветы, зверей и птиц. Слюдяные оконницы того времени можно назвать русским аналогом западноевропейских витражей. Дневной свет, проникавший сквозь такие разноцветные окошки, создавал особенное, радостное настроение и делал интерьер уютней. В светильниках и фонарях пластинки слюды служили окошками, которые закрывали открытый огонь. Изысканные дверцы ящиков для хранения одежды и тканей, шкатулок для драгоценностей и деловых бумаг тоже были выполнены из слюды. Также широко слюда применялась для убранства церквей и при создании икон.

Добыча слюды являлась одним из важных русских промыслов. Стоила она дорого, от пятнадцати до ста пятидесяти рублей за пуд в зависимости от сорта, поэтому только богатые люди могли «стеклить» ею окна. Крестьяне же прорубленные в стенах домов отверстия, закрывали бычьим пузырем, сыромятной кожей, холстом или бумагой. И только по берегам Ангары и Лены, т.е. в тех местах, где залежи слюды выходили на поверхность, бедный люд имел возможность ее использовать.

Слюда была важной статьей экспорта – ее вывозили на Восток «персидские купцы» и на Запад «купцы франкские и греческие… потому что этот камень имеется только здесь». Русская слюда считалась наилучшей в мире и была известна в Европе под названием «мусковита».

Но по прочности и способности пропускать свет слюда не выдерживает конкуренции со стеклом, поэтому в XVIII веке слюдяные оконницы начали заменять стеклом. Сначала это затронуло дома богатых людей, а затем стеклить окна стали повсеместно, хотя долгое время стекло и слюда все же соседствовали, а в некоторых регионах России слюдяные оконницы сохранялись вплоть до начала ХХ века.

Время и влажность – главные враги слюды – безжалостно расслаивают когда-то плотные пластинки и превращают их в блестящую россыпь. Сейчас только единичные экземпляры слюдяных оконниц и старинных изделий из слюды можно увидеть на экспозициях и выставках. Большая часть этих уникальных сокровищ скрыта в музейных хранилищах. Собрания старинных слюдяных оконниц находятся в музеях Московского Кремля, Государственном Эрмитаже, Государственном историческом музее, музее-заповеднике Коломенское и музее-заповеднике Переславля-Залесского.

Вот такой интересный этот минерал – слюда.

Тебе, вероятно, не раз попадался кусочек слюды, которую ты легко разламывал на части. Возможно, ты называл его «желатин».

Слюда - это минерал. Термин «слюда» включает целое семейство горных минералов, куда входят мусковит, флюгопит, биотит и лепидолит. Поскольку трудно произносить их названия, то ты поймешь, почему мы все эти называем «слюдой».

Все эти минералы очень схожи, хотя содержат различные металлы. Все виды слюды легко разделяются на слои. Они мягкие, на их поверхности остаются даже следы от ногтя. Все они образуют однотипные виды кристаллов. Они бывают бесцветными, желтыми, зелеными, красными, коричневыми и черными.

Слюда мусковит (Muscovite)

Где добывают слюду

Слюда залегает в горных породах в земной коре. Они входят в состав пород вулканического происхождения, которые образовались при остывании расплавленной лавы. В отдельных случаях слюда произошла из других минералов в результате процесса, называемого «метаморфизм», то есть изменений, вызываемых давлением, теплом и воздействием воды.

Слюду добывают в шахтах. Наиболее важными районами по добыче слюды являются США, Канада, Индия, Мадагаскар, Россия, Бразилия и Южная Африка.

Слюда для ногтей

Где используется слюда

Для промышленного использования слюду расслаивают и разрезают на требуемые куски. Слюда - хороший изолятор, она не проводит тепло и электричество. Ясно, что слюда широко используется в производстве электрооборудования и огнестойких материалов. У тебя дома слюда имеется в утюге и других электроприборах.

А ты знаешь, что до изобретения стекла в окна вставляли слюду?

Слюда является обычным породообразующим минералом многих изверженных, метаморфических и некоторых осадочных горных пород. Это один из наиболее распространенных минералов земной коры. Содержание ее, по литературным источникам, в составе верхних 16 км земной коры составляет 2-4%. Однако промышленные месторождения электротехнических слюд, особенно мусковита, встречаются исключительно редко. диэлектрический изоляция нагревостойкость сингония

В обычных горных породах слюда встречается в виде мельчайших частичек, доходящих по величине в редких случаях до нескольких миллиметров. Лишь в особо специфических условиях образуются крупные кристаллы, пригодные для электроизоляционных целей.

Все слюды кристаллизуются в моноклинной сингонии и образуют пластинчатые и таблитчатые агрегаты, пластинки которых часто имеют гексагональный облик; все они имеют совершенную спайность по плоскости. В перпендикулярном направлении наблюдается менее совершенная спайность, которая проходит параллельно плоскостям и проявляется в фигурах удара и давления.

Кристаллы слюды очень разнообразны по величине: от очень мелких площадью менее 1 кв. см. и толщиной менее 1 мм до крупных, с поперечником более 1 м.

Особо крупные кристаллы мусковита встречались в Чупинском районе Карелии на руднике «Малиновая Варака», а для флогопита на руднике 1 Слюдянского района Иркутской области. На месторождении Ковдор Мурманской области горная выработка сечением более 5 кв. м проходила в одном гигантском кристалле флогопита.

Известны очень крупные кристаллы мусковита и в месторождениях за рубежом. Так, например, в районе О"Клер (Канада) был найден кристалл мусковита размером 1, 95х2, 85х0, 6 м весом около 7 тонн.

Особую группу слюд представляет вермикулит (от латинского слова «вермикулис» - червячок). Это название вермикулит получил потому, что при нагревании он образует длинные червеобразные столбики и жгуты.

Вермикулит представляет собой гидратированную слюду, в которой в межпакетной области находятся прослойки молекул воды.

Флогопит - минерал слоистых силикатов, магнезиальная маложелезистая слюда изоморфного ряда биотит - флогопит. Происхождение флогопита магматическое, метаморфическое, метасоматическое. Флогопит известен в ультрабазитах, кимберлитах и карбонатитах, магнезиальных скарнов и кальцифиров. Флогопит кристаллизуется в моноклинной системе, образуя псевдогексагональные таблитчатые, призматические и другие кристаллы, размеры которых в единичных случаях достигают двух и более метров. Часто встречаются листовато-пластинчатые и чешуйчатые агрегаты.

По химическому составу слюды - алюмосиликаты щелочных и щелочно-земельных металлов. Основными элементами, входящими в состав мусковитов, флогопита и вермикулита являются кремний (Si), кислород (О), алюминий (Al), магний (Mg), калий (К) и водород (Н).

Кроме основных элементов, в состав слюд входят еще более тридцати химических элементов, причем некоторые присутствуют в столь малых количествах, что их наличие может быть выявлено лишь наиболее чувствительными методами анализа. Так, в мусковитах отечественных месторождений спектральными анализами, проведенными в ВИМСе, были обнаружены - Li, Be, V, Cu, Ga, Rb, Sr, Sn, Ba, Pb и другие, а в флогопитах Слюдянского и Алданского районов - Li, Be, V, Co, Ni, Cu, Ga, Rb, Sr, Zr, Mo, Sn, Cs.

Резкие колебания в химическом составе характерны не только для различных минералогических разновидностей слюд, но и для слюды одного вида. Причем колебания эти достаточно значительны в результате чего электрофизические свойства слюды имеют в пределах одного месторождения, объекта блока и нередко одного кристалла различные характеристики.

Одно из ценных свойств слюды - ее химическая стойкость.

Высокой химической стойкостью обладает мусковит. Соляная кислота практически его не разлагает при нагревании до 3000С. Серная кислота действует только при продолжительном нагревании.

Щелочи мусковит почти не изменяют: с водой он дает очень слабую щелочную реакцию. После длительной выдержки в воде мусковит теряет блеск и эластичность и переходит в гидромусковит.

Флогопит при воздействии кислот подвергается значительному разложению. Щелочи действуют слабее. В воде флогопит постепенно гидратируется.