Карналлит - формула, применение, фото

 

Назван по фамилии Карналь

Формула карналлита

MgCl₂.KCl-6H₂O или  MgKCl3 . 6H2O

 

Химический состав. Магний (Mg) 8,7%, калий (К) 14,1 %j хлор (О) 38,3%, вода (Н₂0) 38,9%. В очень небольших количествах уста навливаются изоморфные примеси Вr (до 0,2 %), а также Rb и Cs (в сотых долях процента), изредка Li и Тl. Из механических примесей обычно при сутствуют NaCl, KCl, CaSO4, Fe2O3, глинистое вещество, капельки рассолов, часто обильные включения газов (смесь азота с водородом и метаном).

Кристаллографическая характеристика

Сингония ромбическая; ромбодипирамидальный в. с. 3L23PC. Пр. гр. Рban (D42h). a0 = 9,54; b0 = 16,02; с0 = 22,52.

Класс симметрии. Ромбо-бипирамидальный — mmm. Отношение осей. 0,593 : 1 : 1,384.

Карналлит. Форма нахождения в природе

Облик кристаллов.

Кристаллы крайне редки; имеют псевдгексагональный облик.

Агрегаты.

Обычно карналлит встречается в сплошных зернистых массах. и массивных грубозернистых агрегатов.

Физические свойства
Оптические

• Цвет. Чистые разности карналита бесцветны или белые. Обычно окрашен в розовый или красный цвет включениями тон. Кристалл ко распыленной окиси железа. Бурый или желтый карналлит обусловлен примесью гидроокислов железа.
• Черта. Белая.
• Блеск в свежем изломе стеклянный, на воздухе быстро тускнеет и приобретает жирный отлив.
• Карналлит имеет показатели преломления:

Ng = 1,494, Nm = 1,475 и Nр = 1,466.

Прозрачность. Карналит мутный, просвечивающий, прозрачный.

Механические

• Твердость. 1-—2, хрупкий.
• Спайность отсутствует.
• Излом. Раковистый
• Плотность. 1,60.

Карналлит. Прочие свойства

Специфи­ческой особенностью карналлита является жгучий со­леный вкус; он сильно гигроскопичен. Легко расплывается на воздухе, причем разлагается на КСl и MgCl2 . 6H2O, образуя густой рассол. Сильно флюоресцирует. При растворении в воде карналлит издает особый треск, похожий на хруст снега под ногами в сильный мороз. Это явление обусловлено тем, что в нем чаще, чем в других солях, присутствуют включения пузырьков газа, находящихся под большим давлением.

Диагностические признаки

 

Сходные минералы. Каинит, красная каменная соль.

Оличительные признаки. Встречается в парагенезисе с каменной солью и сильвином. На воздухе быстро сыреет. От бишофита (MgCl2 . 6H2O) и тахгидрита (2MgCl2 . CaCl2 . 12Н2О), также расплывающихся на воздухе, отличим лишь по микрохимическим реакциям (содержит К) и по окрашиванию пламени в фиолетовый цвет, лучше заметный через синее стекло. При сверлении острием ножа в свежем изломе издает характерный треск, обусловленный внезапным расширением включенных пузырьков газа.

Сопутствующие минералы. Ангидрит, сильвин, каинит, кизерит, (борацит, галит).

Карналлит. Происхождение и нахождение

 

Карналлит образуется одним из последних из рапы соляных озер, обогащенной магнием и калием. Поэтому встречается в верхних горизонтах погребенных соляных залежей осадочного происхождения, образуя горизонты выше отложений сильвинита. В условиях жар­кого сухого климата; образует крупные соляные за­лежи.

Иногда карналит выделяется на стенках сухих выработок из стекающих по поверхности полости рассолов.

Карналит месторождения

В России в громадных количествах присутствует в Соликамском месторождении.

Верхнекамский бассейн магниево-калийных солей

Верхнекамский калиеносный бассейн расположен на западном склоне Урала в Пермской области, соответствуя Соликамской впадине Предуральского краевого прогиба. Бассейн вытянут более чем на 200 км в субмеридиональном направлении, ширина его около 50 км. Площадь распространения соленосных отложений 6,5—8 тыс. км2, а калийных солей — около 3,5 тыс. км2.

Соленосные отложения бассейна, незначительные в артинском ярусе, преобладают в кунгурском ярусе нижней перми; они вытянуты согласно простиранию прогиба в субмеридиональном направлении, образуя несколько пологих брахискладок, с пологими (5— 15°) углами падения крыльев, разделенных поперечными перегибами. На отдельных участках отмечается довольно интенсивное смятие пластов с образованием многочисленных мелких складок и дизъюнктивных тектонических нарушений, сопровождаемых явлениями выжимания.

На участке Соликамского месторождения геологический разрез пород (снизу вверх) выглядит следующим образом

• нефтеносные известняки и перекрывающие их доломиты, известняки и глины артинского яруса (основание разреза)
• глинисто-доломит-ангидритовые отложения ниж некунгурского подъяруса - 150— 300 м;
• подстилающие каменные соли сред-некунгурского подъяруса . 300— 350 м;
• калийные и калийно-магниевые соли (продуктивная толщ а, состоящая из нижнего сильвинитового и верхнего сильвинит-карналлитового го ризонтов) - 100— 150 м;
• покровные каменные соли верхне-кунгур ского подъяруса . 18— 20 м;
• известняки, глины , мергели верхнекунгурского подъяруса, известняки и песчаники казанского яруса верхней перми, четвертичные отложения.

Суммарная мощность верхнекунгурских, казанских и четвертичных отложений колеблется от 70 до 250 м.

В составе сильвинитового горизонта продуктивной толщи мощностью до 40 м выделяют пласты красных сильвинитов (Кр Ш в, Кр III6, Кр IIP , Кр И, Кр I), которые сменяются полосчатыми сильвинитами пласта А. Средние мощности этих пластов находятся в интервале 0,8—5,3 м, а разделяющей их каменной соли — 1—2,6 м. Красные сильвиниты обычно мелко- и среднезернистые слоистой и неяснослоистой текстуры. У сильвинитов пласта А ясно выраженная полосчатая текстура: их прослои в нижних частях сложены темно-красными зернами сильвина, а в верхних — бледно-розовыми и белыми разновидностями;
тонкие прослои мелкозернистого галита окрашены в голубой цвет.

Выше сильвинитового горизонта в продуктивной толще находится сильвинит-карналлитовый горизонт средней мощностью 60 м, в котором выделяется девять пластов калийных солей, (от Б до К)
мощностью от 1 д о 15 м; пласты сложены карналлитовой рудой, а местами — пестрыми сильвинитами. К арналлитовая порода (руда) состоит из округлых или угловатых зерен карналлита о р ан ж евого
или желтого цвета, сцементированных зернистым агрегатом галита; в меньших количествах присутствуют ангидрит, карбонаты (сидерит, магнезит) и глинистый материал. Пестрый сильвинит состоит из довольно крупных кристаллов чистого молочно-белого сильвина и бесцветной каменной соли, иногда загрязненной глинистым материалом; специфический облик породы обусловлен тонким чередованием слойков сильвина и каменной соли.

Надсолевая толща обводнена, причем на контакте с соляной толщей встречены хлор-натриевые рассолы, образовавшиеся в процессе выщелачивания. На отдельных участках карналлитовая порода соляной толщи под воздействием водных растворов теряла MgCl2, превращаясь во вторичный сильвинит («сильвинитовую шляпу» ).
Считается, что в кунгурское время галогенные осадки отлагались во внутриконтинентальном бассейне морского типа, ограниченно связанного с морем. Восточной границей этого бассейна были горы Урала, а западной — неровный берег пологих поднятий Русской платформы. Объектом эксплуатации являются пласты Кр И, А и Б. Карналлитовые руды пласта Б служ ат сырьем для получения металлического магния. Кроме того, они содержат небольшие количества брома, рубидия и акцессорные радиоактивные элементы, характеризуясь большим количеством газов (в основном метана, а так же
водорода и азо та). Содержание К 20 в пласте Кр II составляет в среднем по бассейну 19,08%, в объединенном пласте АБ — 23,94%; их мощности соответственно 5,0 и 3,4 м; содерж ание нерастворимого
остатка не превышает 3,0%.

В бассейне на Соликамском и Березниковском участках действуют четыре рудника ПО «Уралкалий». Руды отрабатываются на глубинах 250—350 м. При разработке сильвинитовых пластов используется камерная система без закладки выработанного пространства; разработка карналлита осуществляется камерной системой с почвоуступной выемкой. Геологические запасы сырых калийных солей бассейна составляют 219 млрд т (К 20 27,9 млрд т).
 

В больших массах известен также в Штассфуртском месторождении (Германия), в Калуше (Западная Украина) и других пунктах.

Многочисленные соляные разработки в округах Магдебург, Эрфурт, Зуль и Галле, Гессен, Ганновер (Германия); Франция; Канада и другие районы.

Карналлит. Практическое применение

 Карналлит важное сырье для извлечения калия.

Так же как сильвин и другие соли калия служит сырьем для удобрений почв.
При электролизе обезвоженного карналлита в закрытых ваннах получается всплывающий металлический магний; обогащенные калием остатки перерабатываются на удобрения.
Металлический магний после рафинирования идет на изготовление легких прочных сплавов с алюминием (дюралюминий, магналий и другие), употребляемых в авиационной промышленности, а также в качестве восстановителя при получении металлического титана. Кроме того, карналлит  при меняется для сигнальных огней, получения вспышек сильного света (в фотографии) и для других целей.

Бром, получаемый из рассолов карналлита химическим путем, имеет применение в медицине (бромистый калий), фотографии и пр.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

Главные линии на рентгенограммах: 

Старинные методы. Под паяльной трубкой карналит легко плавится; легко растворяется в воде. При нагревании на стекле зерна карналлита, как и многие другие богатые водой кристаллогидраты, растворяются в собственной кристаллизационной воде и разлагаются. При постепенном высушивании образуются мелкие кубики KCl.