Магнези́т (англ.Magnesite, название по топониму), также бурый[1] или горький шпат (частично) — один из распространённых минералов, известный с глубокой древности; по составу карбонат магния MgCO3. Название происходит от области Магнесия (Фессалия, Греция), где он был впервые установлен. Магнезит имеет множество разновидностей и несколько изоморфных рядов.
Также под название магнезит может встречаться минерал периклаз и жжёная магнезия, огнеупорный материал, состоящий из оксида магния MgO с небольшим количеством примесей.
Г. Броньяръ соединяя вмѣстѣ подъ именемъ Магнезита, чистую тальковую землю, и морскую пѣнку Вернера, съ нѣкоторыми другими разностями, опредѣляетъ ихъ...[2]
— Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821
Цвѣтъ ихъ <магнезитов> бѣлый, сѣрый, блѣдножелтый, либо розовый. Легки, нарочито плотны, и особливо плотнѣе и вязче нежели мѣлъ, на которой довольно походятъ. При осязаніи мало жирны, однакожъ отъ тренія ногтемъ получаютъ лоскъ.[2]
— Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821
Въ огнѣ <магнезиты> сжимаются, но не плавятся, развѣ когда весьма смѣшаны съ другими землями.[2]
— Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821
Когда смочатъ ихъ <магнезиты> нѣсколькими каплями сѣрной кислоты, то чрезъ 8 или 10 дней, получаютъ <...> кристаллы горькой соли...[2]
— Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821
Магнезит встречается обычно в мелких зернах или в плотных агрегатах.[3]:119
Изумительна картина рудника <...>, видны белоснежные прожилки, жилы и мощные выделения магнезита. Забои во много квадратных метров состоят из белоснежного камня, с крупно раковистым изломом, откалывающегося большими скорлуповатыми звенящими кусками. Отдельные более мелкие включения имеют форму «конкреционную», более всего напоминающую цветную капусту, за что такой магнезит и получил название «капустника».[5]
Магнезит по сравнению с кальцитом в природе распространен значительно реже, но встречается иногда в больших сплошных массах, представляющих промышленный интерес.[6]:404
...чистый магнезит часто люминесцирует бело-голубым светом.[7]:59
— Георгий Барсанов, «Материалы по изучению люминесценции минералов», 1953
Лишь шесть элементов периодической системы встречаются на Земле чаще магния. Он входит в состав почти двухсот минералов. Но получают его в основном из трех ― магнезита, доломита и карналлита.[8]
Магнезией порошок называли по имени греческого города, в окрестностях которого в изобилии находили похожую на известняк каменистую горную породу — иногда белую, иногда чуть желтоватую. Из неё и получали этот порошок. <...> Сейчас это полезное ископаемое называют магнезитом...[9]
— Георгий Андреевский, «Повседневная жизнь Москвы в сталинскую эпоху. 1920-1930-е годы», 2008
Окись магния, полученная из магнезита или брусита, прокаленного при температуре ниже 600°C, имеет несколько бо́льшие размеры кристаллических ячеек, чем периклаз...[11]:69
— Владимир Клубович, Василий Рубаник, Юрий Царенко, «Ультразвук в технологии производства композиционных кабелей», 2012
Для получения магнезитовых изделий с особо высокими свойствами магнезитовый порошок предварительно плавят в дуговых печах, получая плавленный периклаз.[12]:33
— Юрий Колесников, Борис Буданов, Александр Столяров, «Металлургические технологии в высокопроизводительном конвертерном цехе», 2020
Магнезит является важнейшим сырьём для производства магнезиальных огнеупоров, которые среди всех огнеупоров занимают ведущее место благодаря исключительно высокой температуре плавления <...> и другим положительным качествам <...> их минеральной основы — периклазаMgO.[13]:292
— Юрий Колесников, Борис Буданов, Александр Столяров, «Сырьевая база промышленного комплекса чёрной металлургии России», 2022
Магнезит (горький шпат) встречается в природе в двух видах — кристаллическом и аморфном. Первый имеет чёткое кристаллическое строение и напоминает крупнозернистый мрамор. Второй похож на фарфоровую массу.[14]:102
— Бахитжан Таймасов, «Специальная технология вяжущих материалов», 2024
Природный магнезит всегда содержит различные примеси: глину, углекислый кальций и др. В зависимости от примесей он бывает белого, желтого, серого и другого цвета.:Ibid.102
— Бахитжан Таймасов, «Специальная технология вяжущих материалов», 2024
Для аморфного магнезита характерна примесь кремнезёма и отсутствие примесей соединений железа.[14]:102
— Бахитжан Таймасов, «Специальная технология вяжущих материалов», 2024
— Бахитжан Таймасов, «Специальная технология вяжущих материалов», 2024
Магнезиты и доломиты применяются не только как сырье для производства вяжущих материалов, но и в качестве сырья в огнеупорной <...> промышленности.[14]:102
— Бахитжан Таймасов, «Специальная технология вяжущих материалов», 2024
Г. Броньяръ соединяя вмѣстѣ подъ именемъ Магнезита, чистую тальковую землю, и морскую пѣнку Вернера, съ нѣкоторыми другими разностями, опредѣляетъ ихъ вообще слѣдующимъ образомъ. Цвѣтъ ихъ бѣлый, сѣрый, блѣдножелтый, либо розовый. Легки, нарочито плотны, и особливо плотнѣе и вязче нежели мѣлъ, на которой довольно походятъ. При осязаніи мало жирны, однакожъ отъ тренія ногтемъ получаютъ лоскъ. Трудно составляютъ тѣсто съ водою; надобно ихъ смачивать и долго растирать, чтобъ сообщить имъ нѣсколько вязкости. Въ огнѣ сжимаются, но не плавятся, развѣ когда весьма смѣшаны съ другими землями.[2]
— Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821
Когда смочатъ ихъ <магнезиты> нѣсколькими каплями сѣрной кислоты, то чрезъ 8 или 10 дней, получаютъ соляную вывѣтрелость, или даже кристаллы горькой соли (сѣрнокислой магнезіи).[2]
— Василий Севергин, «Начертаніе технологіи минеральнаго царства...», 1821
...доломиты очень редко дают двойники <причем у встречающихся двойников шов совпадает с плоскостью спайности, что не бывает в кальците> и этим они отличаются от кальцита, имея, кроме того, большее преломление. Магнезит никогда не имеет полисинтетических двойников.[3]:125
Для всех карбонатов очень характерна псевдоабсорбция, увеличивающаяся по своей резкости от кальцита к магнезиту. Явление псевдоабсорбции обусловлено тем, что по одному направлению у этих карбонатов преломление почти одинаково с преломлением канадского бальзама, вследствие чего ни спайности, ни трещин, находящихся в зернах, не видно...[3]:119
Кальцит растворяется с шипением на холоду в слабой НСl и даже в уксусной кислоте. Доломит в НСl растворяется только в порошке и, следовательно, в черте. Магнезит в НСl растворим только при нагревании.[3]:125
Сидерит, как указывалось при магнезитах, может содержать любое количество магнезитовой молекулы, т. е. возможны все переходы по составу между сидеритом и магнезитом. <...> Родохрозит может содержать во всех соотношениях примеси сидеритовой, магнезитовой и смитсонитовой молекул <вероятно, также СаСO3>.[3]:126
Магнезит по сравнению с кальцитом в природе распространен значительно реже, но встречается иногда в больших сплошных массах, представляющих промышленный интерес. Часть таких скоплений образуется гидротермальным путем. Сюда прежде всего следует отнести весьма крупные месторождения кристаллически-зернистых масс магнезита, пространственно связанных с доломитами и доломитизированными известняками. Как показывает геологическое изучение, эти залежи образуются метасоматическим путем (среди залежей иногда удавалось установить реликты известняковой фауны). Предполагают, что магнезия могла выщелачиваться из доломитизированных толщ осадочного происхождения и отлагаться в виде магнезита горячими щелочными растворами.[6]:404
Внутри ряда его <магнезит> труднее всего отличить от доломита, анкерита и других карбонатов; приходится прибегать к оптическим и химическим исследованиям.[6]:404
Реакция окрашивания карбонатов (по В. Б. Татарскому). <...> Доломит, магнезит и брейнерит окрашиваются в синий цвет. Немагнезиальные карбонаты не окрашиваются. При реакции без кипячения доломит не окрашивается, магнезит становится синим, а железо-магнезиальные карбонаты серыми. <...>
Доломит остаётся бесцветным, магнезит становится ярко-розовым, брейнерит — бледно-розовым, сидерит — серым.[17]:555
— Лев Рухин, «Основы литологии. Учение об осадочных породах», 1953
Прежде всего, следует отметить, что примесь железа, присутствующая в форме FeCO3 в смешанных кристаллах, например в брейнерите (MgFe)CO3, или изовалентно замещающего Mg, вызывает резкое гасящее действие. Ни один из изученных минералов (брейнерит, анкерит, мезитин и др.) не дал люминесцентного эффекта ни в одном из видов применяемого излучения. То же, разумеется, относится и к сидериту. Изоморфные примеси Mg, повидимому, не оказывают гасящего действия, так как чистый магнезит часто люминесцирует бело-голубым светом.[7]:59
— Георгий Барсанов, «Материалы по изучению люминесценции минералов», 1953
Окись магния изредка встречается в природе (минерал периклаз). Получаемая прокаливанием природного магнезита MgO является исходным продуктом для изготовления различных огнеупорных изделий и искуственных строительных материалов («ксилолит» и др.)[18]
Брейнерит отличается от гипергенного магнезита более крупной величиной кристаллов и более высоким содержанием железа в решётке. Встречается он в свежих породах за пределами коры выветривания, больше всего развит в зонах тальк-карбонатных пород...[19]:162
— Василий Артемов, «Киембайское месторождение хризотил-асбеста», 1979
Окись магния, полученная из магнезита или брусита, прокаленного при температуре ниже 600°C, имеет несколько бо́льшие размеры кристаллических ячеек, чем периклаз; это обусловливает большую активность низкотемпературной окиси магния при химических реакциях.[11]:69-70
— Владимир Клубович, Василий Рубаник, Юрий Царенко, «Ультразвук в технологии производства композиционных кабелей», 2012
Сырой магнезит после предварительного дробления и обогащения обжигают во вращающихся печах при температурах 1600-1700°C. При обжиге MgCO3 разлагается с выделением CO2, в результате чего минерал магнезит переходит в оксид магния — периклаз; зёрна периклаза спекаются. После обжига периклаз дробят и рассеивают, получая порошки различной крупности. Спечённый периклазовый порошок используется для набивки подин и заправки сталеплавильных агрегатов, для производства периклазовых, периклазо-хромитовых и других магнезиальных изделий.[12]:32-33
— Юрий Колесников, Борис Буданов, Александр Столяров, «Металлургические технологии в высокопроизводительном конвертерном цехе», 2020
По химическому составу магнезит на 47,6 % состоит из оксида магния, на 52,4 % из углекислого газа и в чистом виде имеет белый или серый цвет. Оттенки возникают в результате присутствия примесей железа, марганца или калия. Кристаллы камня отличаются повышенной плотностью, разной зернистостью, являются хрупкими и очень чувствительными к нагреву. Обрабатывают магнезитовую руду при помощи высокой температуры. Нагревая породу до 750-1000°С, получают порошковую магнезию. При температуре от 1500 до 2000°С из породы окончательно выпаривается углекислый газ и образуется кристаллическая огнеупорная магнезия. В электропечах при температуре 3000°С получают особо чистый плавленый периклаз.[20]:39
— Игорь Зеньков и др., «Разработка стартапа цифровой платформы горнодобывающей промышленности России...», 2021
Каустическим магнезитом (MgO) называется продукт, получаемый обжигом магнезита (МgСО3) с последующим его измельчением в тонкий порошок. Каустический доломит (MgO·CaO) отличается от каустического магнезита тем, что сырьем для его изготовления служит не магнезит, а доломит (CaСО3·МgСО3). Оба эти вяжущие вещества затворяют раствором хлористого магния, сернокислого магния или некоторых других солей.[14]:102
— Бахитжан Таймасов, «Специальная технология вяжущих материалов», 2024
Магнезит (горький шпат) встречается в природе в двух видах — кристаллическом и аморфном. Первый имеет чёткое кристаллическое строение и напоминает крупнозернистый мрамор. Второй похож на фарфоровую массу. Твёрдость обоих видов магнезита по шкале Мооса колеблется в пределах 3,5-4,5; удельный вес 2,9-3,1. Теоретический состав магнезита 47,82% MgO2, 52,18% СО2.[14]:102
— Бахитжан Таймасов, «Специальная технология вяжущих материалов», 2024
Каустический магнезит легко поглощает влагу и углекислоту из воздуха, в результате чего образуются гидрат окиси магния и углекислый магний.
При этом происходит уменьшение удельного веса, которое может компенсировать увеличение удельного веса, вызываемое пережогом. Поэтому проверять качество обжига путем определения удельного веса нужно сразу после выхода материала из печи.[14]:102
— Бахитжан Таймасов, «Специальная технология вяжущих материалов», 2024
Лиственит (типического наружного вида) с капитальной Пышминской канавы. Главнейшею составною частью породы является магнезит (MgCO3 с примесью FeCО3), кроме которого порода содержит тальк, реже — кварц и хромистый железняк <хромит>.
Железистые магнезиты, подобные упомянутому, часто называют брейнеритом; но вряд ли можно сомневаться, что рассматриваемый минерал не представляет самостоятельного вида, а есть только результат изоморфного смешения магнезита с железистым шпатом. Название „брейнерит“ (также „вальмштедтит“) с большим удобством и определённостью может быть всегда заменяемо названием „железистый магнезит“. Только для минералов, состоящих из такого сочетания MgCO3 и FeCO3, которое мы имеем основание признавать за определенное химическое соединение, можно было бы употреблять особые названия. Но для обозначения таких минералов существуют уже термины: мезитин и пистомезит.[4]:240
Земная кора богата магнием ― в ней содержится более 2,1% этого элемента. Лишь шесть элементов периодической системы встречаются на Земле чаще магния. Он входит в состав почти двухсот минералов. Но получают его в основном из трёх ― магнезита, доломита и карналлита. В нашей стране богатые месторождения магнезита расположены на Среднем Урале (Саткинское) и в Оренбургской области (Халиловское).[8]
...легкий, белый, чрезвычайно тугоплавкий порошок уже давным-давно был известен алхимикам и аптекарям под именем magnesia usta — жженая магнезия. Магнезией порошок называли по имени греческого города, в окрестностях которого в изобилии находили похожую на известняк каменистую горную породу — иногда белую, иногда чуть желтоватую. Из нее и получали этот порошок. Жженой магнезию называли потому, что получали ее, докрасна накалив добытые в каменоломнях куски породы. Сейчас это полезное ископаемое называют магнезитом — даже тогда, когда находят его далеко от Греции, например у нас на Урале.[9]
Заключенные Сретенского домзака работали в каменоломнях у Щелковских фабрик, за Клязьмой. Добывали желтый камень, содержащий магнезит, необходимый чугунолитейным заводам.[10]
— Георгий Андреевский, «Повседневная жизнь Москвы в сталинскую эпоху. 1920-1930-е годы», 2008
Название «магний» дал элементу Хэмфри Дэви, в 1808 году получивший образец этого элемента в чистом виде. В качестве исходного вещества для своего эксперимента Дэви взял минерал магнезит (MgCO3), названный в свою очередь в честь греческого города Магнесия, в окрестностях которого его издревле добывали.[21]
В земной коре содержится немало минералов, в состав которых входит магний, но наиболее распространённые — уже упоминавшийся магнезит и доломит (карбонат кальция-магния, CaMg(CO3)2, добыча которых составляет десятки миллионов тонн ежегодно. Чаще всего из обоих руд выделяют магнезию (оксид магния), которая затем применяется как пищевая добавка для скота, средство для понижения кислотности почвы, армирующий агент для получения полимерных композитных материалов и для изготовления огнеупорного кирпича.[21]
Магнезит является важнейшим сырьём для производства магнезиальных огнеупоров, которые среди всех огнеупоров занимают ведущее место благодаря исключительно высокой температуре плавления (выше 2800°С) и другим положительным качествам (повышенная чистота, высокая механическая прочность) их минеральной основы — периклаза MgO. B природе периклаз встречается редко и промышленных месторождений не образует.
Магнезит при нагревании до 640–1100°С теряет 92–94 % СО2 и превращается в порошкообразную массу, называемую каустическим магнезитом. При повышении температуры обжига до 1500-1800°С удаляется практически весь диоксид углерода, а оксид магния прпетерпевает перестройку молекулярной структуры с образованием плотного спекшегося инертного продукта. При температуре 2800°С в электродуговых печах оксид магния плавится с образованием периклаза.[13]:292
— Юрий Колесников, Борис Буданов, Александр Столяров, «Сырьевая база промышленного комплекса черной металлургии России», 2022
В промышленности магнезит применяется в основном после предварительного обжига. При обжиге до 1000°С магнезит теряет углекислоту и превращается в окись магния. При более высокой температуре обжига (до 1500-1650°С) окись магния претерпевает перестройку молекулярной структуры и превращается в спеченный магнезит-периклаз, обладающий кристаллическим строением.[13]:293
— Юрий Колесников, Борис Буданов, Александр Столяров, «Сырьевая база промышленного комплекса черной металлургии России», 2022
Каустический магнезит состоит из аморфной окиси магния, в качестве примесей присутствуют как необоженный, так и обожженный при температуре выше 1000°С магнезит, а также зола топлива. При температуре 2800°С в электродувных печах окись магния плавится и образуется плавленый периклаз, также используемый для производства огнеупорных изделий. Из брусита при аналогичной переработке получают более дешевый периклаз высокой чистоты.[13]:293
— Юрий Колесников, Борис Буданов, Александр Столяров, «Сырьевая база промышленного комплекса черной металлургии России», 2022
Магнезиты и доломиты применяются не только как сырьё для производства вяжущих материалов, но и в качестве сырья в огнеупорной и некоторых других отраслях промышленности.[14]:102
— Бахитжан Таймасов, «Специальная технология вяжущих материалов», 2024
Стандарт (ГОСТ 1216-41) делит каустический магнезит, в зависимости от его химического состава, на три класса. Минимальное содержание MgO должно составлять не менее 87, 83 и 75% соответственно для I, II и III классов. Каустический магнезит I класса используется в химической и магниевой промышленности.[14]:102
— Бахитжан Таймасов, «Специальная технология вяжущих материалов», 2024
Каустический магнезит необходимо упаковывать в плотную тару для предохранения его при перевозке и хранении от действия влаги и углекислоты воздуха.
Тонкость помола каустического магнезита по стандарту для II класса должна быть такой, чтобы остаток на сите №02 был не более 5% и чтобы через сито №008 проходило не менее 75% всего материала. Для других классов тонкость помола не нормируется.
Начало схватывания должно наступать не ранее 20 мин., а конец — не позже 6 ч до начала затворения.:ibid.103
— Бахитжан Таймасов, «Специальная технология вяжущих материалов», 2024
Каустический магнезит, затворённый хлористым магнием, должен выдерживать испытание на равномерность изменения объема при нормальной температуре (+20°С).
Магнезиальный цемент является быстротвердеющим вяжущим. По СНиП (Строительные нормы и правила) марки каустического магнезита: 400, 500 и 600. Они определяются по показателям предела прочности при сжатии образцов из жесткого трамбованного раствора 1:3 через 28 суток воздушного твердения.[14]:103
— Бахитжан Таймасов, «Специальная технология вяжущих материалов», 2024
Непосредственно рядом с никелевым месторождением находится одно из магнезитовых. Это небольшая выработка сильно окремнелого магнезита. В отвалах рудника мы собрали многочисленные и прекрасные образчики молочного и почти прозрачного опала. Здесь же вместе с опалами и рядом в разведочных шурфах найдены характерные куски арагонита, особой разновидности кальцита.
Отсюда мы переезжаем на наиболее крупное эксплоатируемое месторождение магнезита. Изумительна картина рудника. Среди измененного, повидимому, горячими водами, змеевика видны белоснежные прожилки, жилы и мощные выделения магнезита. Забои во много квадратных метров состоят из белоснежного камня, с крупно раковистым изломом, откалывающегося большими скорлуповатыми звенящими кусками. Отдельные более мелкие включения имеют форму «конкреционную», более всего напоминающую цветную капусту, за что такой магнезит и получил название «капустника».[5]
Осмотревши подробно разработки, мы выехали далее на север и в 19 ч. 30 м. стали на берегу . Было время, когда около озера велись многочисленные горные работы: добывался магнезит и хромистый железняк. Эти работы ушли в Халилово, где магнезита больше и хромит богаче.[5]
↑ 123456Севергин В. М. Начертаніе технологіи минеральнаго царства, изложенное трудами Василья Севергина... Томъ первый. С. Петербургъ. При Императорской Академіи Наукъ. 1821 г.
↑ 123456789Лодочников В. Н. Главнейшие породообразующие минералы. — Москва : Недра, 1974 г. — 248 с.
↑ 12Карпинский А. П. Собрание сочинений. Том третий. — Москва, Ленинград: Изд-во Акад. наук СССР. Напеч. в Л., 1939 г.
↑ 123В. И. Крыжановский. По Южному Уралу (отрывки из дневника). — М.: «Наука и жизнь», № 7, 1936 г.
↑ 12Г.П.Барсанов, В.А.Шевелева. Материалы по изучению люминесценции минералов. II. Карбонаты. — Москва: Труды минералогического музея, том 5, 1953 г.
↑ 12Я. Д. Розенцвейг, С. И. Венецкий. Магний. — М.: «Химия и жизнь», № 9, 1965 г.
↑ 12В. Рич. Горькая земля. — М.: «Химия и жизнь», № 5, 1966 г.
↑ 12Г. В. Андреевский, Повседневная жизнь Москвы в сталинскую эпоху. 1920-1930-е годы. — М.: Молодая гвардия, 2008 г.
↑ 12В.В. Клубович, В.В. Рубаник, Ю.В. Царенко. Ультразвук в технологии производства композиционных кабелей. — Минск: Беларуская навука, 2012 г. — 295 стр.
↑ 12Колесников Ю. А., Буданов Б. А., Столяров А. М.. Металлургические технологии в высокопроизводительном конвертерном цехе. — Москва: Инфра-Инженерия, 2020 г. — 380 стр.
↑ 1234Гальянов А. В., Яковлев В. Л. Сырьевая база промышленного комплекса черной металлургии России. — Москва: Инфра-Инженерия, 2022 г. — 340 стр.
↑ 123456789Таймасов Б. Т.' Специальная технология вяжущих материалов. — Москва: Инфра-Инженерия, 2024 г. — 376 стр.
↑James Apjohn. A descriptive catalogue of the simple minerals in the systematic collection of Trinity College, Dublin Dublin: Printed by M.H. Gill, 1850.
↑Alexander Ramsay, Jun. The Rudiments of Mineralogy; a Concise View of the General Properties of Minerals. — London: Virtue & Co., 26, Ivi Lane. 1868.
↑Л. Б. Рухин. Основы литологии. Учение об осадочных породах. — Ленинград, Недра, 1969 г. (издание третье). — 703 с.
↑Б. В. Некрасов. Основы общей химии (в двух томах), издание 2-е, стереотипное. Том первый. ― М.: Химия, 1969 г. — стр. 117
↑В. Р. Артемов. Киембайское месторождение хризотил-асбеста. — Москва: Недра, 1979 г. — 239 c.
↑И. В. Зеньков, Ю. П. Юронен, А. А. Лукьянова Разработка стартапа цифровой платформы горнодобывающей промышленности России с использованием информационных ресурсов дистанционного зондирования Земли из космоса. — Красноярск : СФУ, 2021 г. — 815 стр.
↑ 12Аркадий Курамшин. Элементы: замечательный сон профессора Менделеева. — М.: АСТ, 2019 г.
↑Н. С. Кузнецов. Наш Мир. Сборник стихотворений. — М.: Триумф, 2021 г. — 164 стр.
Статья в Википедии
Медиафайлы на Викискладе
