title-icon
Яндекс.Метрика
» » Класс боратов

Класс боратов

К классу боратов относится более 80 минералов — солей борных кислот, среди которых наибольшее значение имеет ортоборная кислота H3BO3, известная в свободном состоянии в природе в виде минерала сассолина. Главными катионами, входящими в состав боратов, являются Mg, Ca, Na, в значительно меньшей мере Fe, Mn, Sr и др.
Химический состав наиболее распространенных боратов приведен в табл. 96.

Из данных таблицы видно, что в составе боратов резко преобладают простые соединения, т. е. соединения, содержащие только один какой-либо катион, и соединения, содержащие в своем составе воду.
В боратах бор может находиться одновременно и в тройной и в четверной координации. Вода располагается в каналах соответствующих структур, что определяет ее цеолитный характер. Основой структуры боратов являются треугольные плоские ионы [BO3]3-, а также тетраэдры [BO4]. В треугольнике катион B3+ располагается точно в центре почти равностороннего треугольника. Тетраэдры возможны как правильные или почти правильные, так и такие, в которых одна из вершин тетраэдра отстоит от атома бора несколько дальше, чем три остальные вершины (в бораците, например, 1,78, против 1,39 А).
Часть кислорода как в треугольниках, так и в тетраэдрах может замещаться гидроксилом с образованием радикалов [В(О, ОН)3] и [В(О, ОН)4]. Треугольные ионы [BO3], конденсируясь, могут давать цепочки с радикалом [B2O4], [B3O4(OH)3] и др. (главнейшие из них показаны на рис. 272) или кольцевые комплексы с радикалом [B3O6], [B3O3(OH)5] и др.
Наиболее распространены островные и цепочечные бораты и только некоторые из них имеют каркасную и слоистую структуры.


Бораты кристаллизуются главным образом в моноклинной и ромбической сингониях, частично — в триклинной. Отдельные представители кристаллизуются в тригональной, гексагональной и кубической сингониях. Большинство боратов характеризуется таблитчатым до изометрического и удлиненным обликом индивидов (рис. 273), которые обычно образуют волокнисто-концентрические, радиальные и зернистые агрегаты. Значительно реже встречаются землистые и массивные сплошные агрегаты. Многие бораты по внешнему виду напоминают фарфор. Спайность большинства боратов совершенная по пинакоиду и призме. По физическим свойствам все бораты близки между собой: они прозрачны, имеют стеклянный блеск, небольшую плотность (1,7—3,0 для боратов Na, Ca и Mg, которые содержат воду, или гидроксил, и 3,0—4,7 для безводных боратов, особенно тех, которые содержат Fe и Mn). Показатель преломления низкий,, колеблется от 1,47 (для наиболее водных боратов) до 1,67 (для безводных боратов). Твердость боратов не превышает 4,5 (колеманит), снижаясь до 1 только у боронатрокальцита и поднимаясь до 6 у безводных боратов и до 7—8 у отдельных безводных боратов. Большинство боратов бесцветны или имеют белый цвет, что обусловлено отсутствием в их составе элементов-хромофоров. Некоторые физические свойства главнейших боратов приведены в табл. 97.

Бораты образуются главным образом в обогащенных бором соленосных бассейнах, особенно развитых в США (Калифорния), Аргентине и Турции. В меньшей мере бораты связаны с остаточными продуктами магматических процессов (пегматитами и гидротермальными месторождениями), а также с контактово-метасоматическими образованиями, где известны находки боратов, возникших путем замещения карбонатов. Месторождения боратов представлены тремя главными типами:
1. Отложения современных и третичных озер (вулканогенно-осадочные месторождения). Они возникают в связанных с изверженными породами озерах, в которых отсутствует сток. Некоторые отложения этого типа образовались за счет вод вулканического происхождения, содержащих бор. Главными минералами в отложениях озерного типа являются натриевые и кальциевые бораты. Этот тип месторождений является теперь основным источником получения боратов.
2. Химические осадочные (галогенные) месторождения, тесно связанные с месторождениями каменной и калийной солей. Здесь бораты возникают как минералы, сопровождающие соли, и образуются за счет постоянного присутствия солей бора в воде океанов. Бораты выпадают из растворов в последнюю очередь вместе с карналлитом. Основными минералами осадочных месторождений являются преимущественно магниевые бораты. Промышленное значение этих месторождений (Штасфуртское и др.) незначительно, однако они могут быть основой для образования мощных инфильтрационных месторождений.
3. Инфильтрационные месторождения. Месторождения этого типа возникают в результате растворения, переноса и переотложения боратов гипсовой шляпы над месторождениями каменной соли. Минеральный состав их самый разнообразный.
Кроме рассмотренных типов, следует отметить отложения софионов и фумарол, содержащих свободную борную кислоту, а также грязевых вулканов, содержащих бор в виде буры. Софионы и фумаролы с борной кислотой известны в США (Калифорния, Невада), Турции, Иране, Тибете. При выветривании происходит замещение боратов карбонатами. Бораты — минеральное сырье для получения борной кислоты и буры, имеющих разнообразное применение в металлургии, керамике, медицине, абразивной промышленности. В химической промышленности они применяются как исходнов вещество для получения солей бора. Важнейшим потребителем боратов является стекольная промышленность, где B2O3 используется в качестве составной части специальных (жаростойких) сортов стекла. В медицине и пищевой промышленности продукты переработки боратов используются как антисептики. В соответствии со структурными особенностями среди боратов выделяют такие подклассы: каркасные, островные, цепочечные и слоистые.