硫酸鹽
硫酸鹽礦物是金屬元素陽(yáng)離子和硫酸根相化合而成的鹽類(lèi)。由于硫是一種變價(jià)元素,在自然界它可以呈不同的價(jià)態(tài)形成不同的礦物。當(dāng)它以的價(jià)態(tài)S6+與四個(gè)O2-結(jié)合成[SO4]2-,再與金屬元素陽(yáng)離子即形成硫酸鹽。在硫酸鹽礦物中,與硫酸根化合的金屬陽(yáng)離子有二十余種。
含量其中最主要的是Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Ba2+、Sr2+、Pb2+、Fe3+、Al3+、Cu2+.目前已知的硫酸鹽礦物種數(shù)又170余種。雖然它們只占地殼總重量的0.1%,但它們中的石膏、硬石膏、重晶石、芒硝等均能富集成具有工業(yè)意義的礦床。 硫酸鹽礦物多數(shù)是成分比較復(fù)雜的鹽類(lèi),因此晶體結(jié)構(gòu)中對(duì)稱(chēng)程度較低的,主要屬于單斜晶系和正交晶系。而且由于大多數(shù)硫酸鹽礦物含有水,使其最突出物理性質(zhì)中是硬度低,一般在2-3.5之間。另外,顏色一般為無(wú)色和白色,比重一般也不大,在2-4左右。 硫酸鹽礦物的形成需要有氧濃度大和低溫的條件,因此地表部分是最適宜于形成硫酸鹽礦物的地方。在本類(lèi)礦物中,外生成因遠(yuǎn)比內(nèi)生成因的重要。其中由原生金屬硫化物氧化后而成的硫酸鹽礦物,在種類(lèi)上幾乎占本類(lèi)礦物的半數(shù)。而在海盆中化學(xué)沉積的硫酸鹽礦物主要是鉀、鈉、鈣、鎂、鋇、鋁的含水硫酸鹽。至于內(nèi)生熱液成因的硫酸鹽礦物,主要是鋇、鈣、鍶、鋁等無(wú)水硫酸鹽,見(jiàn)于中低溫?zé)嵋好}中或作為低溫?zé)嵋簢鷰r蝕變的產(chǎn)物。
絕大部分硫酸鹽對(duì)水泥漿體都有顯著的侵蝕作用,只有硫酸鋇除外。在一般的河水和湖水中,硫酸鹽含量不多,但海水中SO42-離子的含量常達(dá)8500mgIL~2700mgIL。
硫酸鈉、硫酸鉀等多種硫酸鹽都能與漿體所含的氫氧化鈣作用生成硫酸鈣,再和水化鋁酸鈣反應(yīng)生成鈣釩石,從而使固相體積增加很多,分別為124%和94%,產(chǎn)生相、Il晶壓力,造成膨脹開(kāi)裂以至毀壞。
以硫酸納為例,其作用如下式:
在海水和地下水中常含有大量的硫酸鎂,Mg2+離子還會(huì)進(jìn)入水化硅酸鈣凝膠,使其膠結(jié)性能變差。而且反應(yīng)生成的氫氧化鎂飽和溶液其pH值低,會(huì)導(dǎo)致水化產(chǎn)物不穩(wěn)定而離解。因此硫酸鎂溶液除產(chǎn)生硫酸鹽侵蝕外,還有Mg2+離子嚴(yán)重危害,常稱(chēng)為“侵蝕”。
硫酸鹽對(duì)環(huán)境的危害
環(huán)境中有許多金屬離子,可以與硫酸根結(jié)合成穩(wěn)定的硫酸鹽。大氣中硫酸鹽形成的氣溶膠對(duì)材料有腐蝕破壞作用, 危害動(dòng)植物健康,而且可以起催化作用,加重硫酸霧毒性;隨降水到達(dá)地面以后,破壞土壤結(jié)構(gòu),降低土壤肥力,對(duì)水系統(tǒng)也有不利影響。
硫酸鹽礦物是金屬元素陽(yáng)離子和硫酸根相化合而成的鹽類(lèi)。由于硫是一種變價(jià)元素,在自然界它可以呈不同的價(jià)態(tài)形成不同的礦物。當(dāng)它以的價(jià)態(tài)S6+與四個(gè)O2-結(jié)合成[SO4]2-,再與金屬元素陽(yáng)離子即形成硫酸鹽。在硫酸鹽礦物中,與硫酸根化合的金屬陽(yáng)離子有二十余種。
含量其中最主要的是Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Ba2+、Sr2+、Pb2+、Fe3+、Al3+、Cu2+.目前已知的硫酸鹽礦物種數(shù)又170余種。雖然它們只占地殼總重量的0.1%,但它們中的石膏、硬石膏、重晶石、芒硝等均能富集成具有工業(yè)意義的礦床。 硫酸鹽礦物多數(shù)是成分比較復(fù)雜的鹽類(lèi),因此晶體結(jié)構(gòu)中對(duì)稱(chēng)程度較低的,主要屬于單斜晶系和正交晶系。而且由于大多數(shù)硫酸鹽礦物含有水,使其最突出物理性質(zhì)中是硬度低,一般在2-3.5之間。另外,顏色一般為無(wú)色和白色,比重一般也不大,在2-4左右。 硫酸鹽礦物的形成需要有氧濃度大和低溫的條件,因此地表部分是最適宜于形成硫酸鹽礦物的地方。在本類(lèi)礦物中,外生成因遠(yuǎn)比內(nèi)生成因的重要。其中由原生金屬硫化物氧化后而成的硫酸鹽礦物,在種類(lèi)上幾乎占本類(lèi)礦物的半數(shù)。而在海盆中化學(xué)沉積的硫酸鹽礦物主要是鉀、鈉、鈣、鎂、鋇、鋁的含水硫酸鹽。至于內(nèi)生熱液成因的硫酸鹽礦物,主要是鋇、鈣、鍶、鋁等無(wú)水硫酸鹽,見(jiàn)于中低溫?zé)嵋好}中或作為低溫?zé)嵋簢鷰r蝕變的產(chǎn)物。
絕大部分硫酸鹽對(duì)水泥漿體都有顯著的侵蝕作用,只有硫酸鋇除外。在一般的河水和湖水中,硫酸鹽含量不多,但海水中SO42-離子的含量常達(dá)8500mgIL~2700mgIL。
硫酸鈉、硫酸鉀等多種硫酸鹽都能與漿體所含的氫氧化鈣作用生成硫酸鈣,再和水化鋁酸鈣反應(yīng)生成鈣釩石,從而使固相體積增加很多,分別為124%和94%,產(chǎn)生相、Il晶壓力,造成膨脹開(kāi)裂以至毀壞。
以硫酸納為例,其作用如下式:
在海水和地下水中常含有大量的硫酸鎂,Mg2+離子還會(huì)進(jìn)入水化硅酸鈣凝膠,使其膠結(jié)性能變差。而且反應(yīng)生成的氫氧化鎂飽和溶液其pH值低,會(huì)導(dǎo)致水化產(chǎn)物不穩(wěn)定而離解。因此硫酸鎂溶液除產(chǎn)生硫酸鹽侵蝕外,還有Mg2+離子嚴(yán)重危害,常稱(chēng)為“侵蝕”。
硫酸鹽對(duì)環(huán)境的危害
環(huán)境中有許多金屬離子,可以與硫酸根結(jié)合成穩(wěn)定的硫酸鹽。大氣中硫酸鹽形成的氣溶膠對(duì)材料有腐蝕破壞作用, 危害動(dòng)植物健康,而且可以起催化作用,加重硫酸霧毒性;隨降水到達(dá)地面以后,破壞土壤結(jié)構(gòu),降低土壤肥力,對(duì)水系統(tǒng)也有不利影響。

