Геохимическая характеристика алюминия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО

«Уральский Государственный Горный Университет»

Факультет геологии и геофизики

Кафедра Минералогии, петрографии и геохимии

Реферат по теме

«Геохимическая характеристика алюминия»

Студент: Афинова В.Л.

Группа: ГИГ-13

Преподаватель: Готтман И.А.

Екатеринбург 2015



Содержание

Введение

Глава 1

1.1 Поведение элемента в земной коре

1.2 Типы промышленных месторождений элемента

Глава 2

2.1 Кристаллохимия

2.2 Кристаллическая структура

2.3 Характеристика изоморфизма алюминия

Глава 3

3.1 Основные минералы алюминия

Глава 4

4.1 Атмохимия

4.2 Гидрохимия алюминия

Глава 5

5.1 Биогеохимия алюминия

5.2 Биологическая роль алюминия

Глава 6

6.1 Техногеохимия

Заключение

Список литературы

Приложение



Введение

Алюминий - элемент главной подгруппы третьей группы третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 13. Обозначается символом Al (лат. Aluminium). Относится к группе лёгких металлов. Наиболее распространённый металл и третий по распространённости химический элемент в земной коре.

В данной работе мы постараемся дать геохимическую характеристику химического элемента алюминий. Рассмотрим происхождение его названия, химические, электрохимические, физические и другие свойства, его распространённость в различных геосферах, его содержание в различных горных породах, а также другие особенности алюминия.



Глава 1

1.1 Поведение элемента в земной коре

Алюминий -- один из наиболее распространенных в природе химических элементов. По своему содержанию в земной коре (около 8%) он занимает третье место после кислорода и кремния. Как писал в своем классическом учебнике «Основы химии» Д. И. Менделеев «алюминий есть самый распространенный в природе; достаточно указать на то, что он входит в состав глины, чтоб ясно было всеобщее распространение алюминия в коре земной. Алюминий, или металл квасцов, потому и называется иначе глинием, что находится в глине». Алюминий обладает высокой химической активностью и поэтому встречается только в связанном виде, в форме различных минералов и горных пород. Около 250 различных минералов содержат алюминий, более 40% из них представлены алюмосиликатами. Алюмосиликаты совместно с силикатами формируют каменную оболочку земли, лежащую в основе континентов. Недаром ученые называют ее сиаль -- по символам кремния (Si) и алюминия (Al). В результате разрушения алюмосиликатов первичного происхождения (главным образом, полевых шпатов) образовались многочисленные вторичные породы, характеризующиеся более высоким содержанием алюминия (бокситы, алуниты, каолины и др.), в состав которых алюминий входит в виде гидроокисей (диаспора, бемита, гидрааргиллита) или гидросиликатов (например, каолинита, различных слюд). Несмотря на распространенность алюминия в земной коре, не всякая алюминийсодержащая порода может служить сырьем для получения глинозема -- полупродукта, из которого методом электролиза получают алюминий.



1.2 Типы промышленных месторождений элемента

Нефелиновые сиениты. Нефелиновый сиенит - полнокристаллическая магматическая щелочная горная порода, состоящая из щелочного полевого шпата (65-70%), нефелина, редко другого фельдшпатоида (около 20%) и небольшого количества (10-15%) цветных минералов -- биотита, щелочного пироксена и амфибола. Иногда содержит плагиоклаз. Структура полнокристаллическая, средне-, реже крупнозернистая. Текстура массивная, иногда полосчатая и трахитоидная, близкая к флюидальной с параллельной ориентировкой табличек полевых шпатов и игольчатых минералов -- эгирина и др. Нефелиновые сиениты распространены на территории древних щитов и складчатых областей, где слагают молодые интрузивные тела. Российские месторождения нефелиновых сиенитов находятся в Кузнецком Алатау (Кия-Шалтырское, Горячегорское и др.), Бурятии (Мухальское, Нижнебурульзайское и др.), Туве (Баян-Кольское и др.), а месторождения апатитонефелиновых руд (Кукисвумчоррское, Юкспорское и др.) сосредоточены в составе Хибинского щелочного массива на Кольском п-ове. Значительные массивы нефелиновых сиенитов имеются в Канаде, США, Норвегии, Португалии, Италии, Мексике, Бразилии и др. странах. Общие запасы нефелиновых руд в России составляют более 6,75 млрд. т. Нефелиновые концентраты хибинских месторождений и уртиты Кия-Шалтырского рудника перерабатываются на Пикалёвском и Ачинском глинозёмных комбинатах. Нефелиновые сиениты второй (после бокситов) промышленно значимый вид алюминиевого сырья. При содержании Аl2O3 более 23% нефелиновые сиениты становятся рудой на алюминий. Также нефелиновые сиениты с небольшим количеством темноцветных минералов -- стекольное сырьё. С этой целью в Pоссии разрабатываются нефелиновые сиениты пегматитовых жил Вишнёвых гор на Урале; за рубежом -- нефелиновые сиениты гор Блу-Маунтин в провинции Онтарио в Канаде. С нефелиновыми сиенитами связаны месторождения апатита (Кольский полуостров), графита (Саяны), вермикулита (Урал), криолита (Гренландия) и руд ряда редких элементов.

Жильные скопления и пластовые тела алунитов. Алунитовые руды представляют серьезный интерес для алюминиевой промышленности. Благодаря содержанию в них окиси алюминия, серного, ангидрида и щелочей также возможна комплексная переработка алунитов с целью извлечения из них всех полезных составляющих. В минералогическом отношении алунит представляет собой основной сульфат алюминия и калия, в состав которого может входить и натрий. Алуниты образовались под действием природных сернокислых вод на силикаты. Крупнейшее месторождение алунитовой породы в СНГ -- Загликское находится в Азербайджанской республике на вершине горы Шару-Кар («Кислый камень»). В последнее время в СНГ отрыт и разведан также ряд других крупных алунитовых месторождений, из которых отметим Акташcкое в Казахской республике и Чушсайское в Узбекской республике. Из месторождений алунитовой породы в Западной Европе наиболее крупным является месторождение Ла-Тальфа (Италия); в США в штате Юта и в Австралии в Новом Южном Уэльсе. Добыча алунитовой породы в этих странах ведется с целью переработки ее на квасцы и сульфат калия. Значительные месторождения алунита сосредоточены также в Корее; корейский алунит используется японской алюминиевой промышленностью для переработки на глинозем.

Бокситы. Наиболее широкое распространение в качестве алюминиевого сырья получили бокситы, причём сначала из руд извлекают полупродукт -- глинозём (Al₂O₃), а затем уже из глинозёма электролитическим путём получают металлический алюминий. Образование месторождений бокситов связано главным образом с процессами латеритного выветривания щелочных, кислых, иногда основных пород или с процессами осаждения в морских и озёрных бассейнах значительных количеств глинозёма, содержащихся в переносимых молекулярных растворах и золях. Более 90 % мировых общих запасов бокситов сосредоточено в 18 странах с тропическим или субтропическим климатом. Это не случайно, так как лучшие бокситовые месторождения приурочены к так называемым латеритным корам, образующимся в результате длительного выветривания алюмосиликатных пород в условиях жаркого влажного климата. В латеритных месторождениях лежит около 9/10 всех мировых бокситов. Самыми большими общими запасами обладают Гвинея (20 млрд. т), Австралия (7 млрд. т), Бразилия (6 млрд. т), Вьетнам (3 млрд. т), Индия (2,5 млрд. т), Индонезия (2 млрд. т). В недрах этих шести стран заключено почти 2/3 общих запасов бокситов. Наиболее крупными подтверждёнными запасами обладают Гвинея (21 % мировых), Бразилия (15 %), Австралия (11 %), Ямайка (7 %), Камерун (6 %), Мали (4,5 %). В них сосредоточено 65 % мировых подтверждённых запасов бокситов. Крупные месторождения бокситов в СНГ размещены на Урале (Свердловской области, Башкирии), в Казахстане (особенно Тургайский бокситоносный район), в Западной и Восточной Сибири (особенно Алтайский край, Красноярский край и др.), Ленинградской и Архангельской области и др. Россия не обладает достаточными для внутреннего потребления запасами бокситов, а её доля в мировых запасах этого сырья не достигает и 1 %. Наиболее высоким качеством обладают бокситы Северо-Уральского бокситоносного района. Бокситовое месторождение есть в Бокситогорском районе Ленинградской области. Красная Шапочка - месторождение бокситов около Североуральска, Свердловская область, Российская Федерация. Разведанные запасы оцениваются в несколько миллионов тонн. В основном относится к латеритно-карстовому генетическому типу (диаспор -- бемит -- гематит). Бокситы залегают на закарстованной поверхности рифтогенных и лагунных известняков раннего девона. Качество добываемой руды высокое -- более 50 % оксида алюминия Al₂O₃.

Силлиманитовые и кианитовые сланцы в метаморфических толщах и андалузитовые породы в зонах вторичных кварцитов.

Силлиманиты - сырье для алюминиевой промышленности, после обогащения дают ценный концентрат. Крупнейшие запасы кианитовых сланцев разведаны на Кольском п-ове, где они могут разрабатываться открытым способом. Месторождения силлиманитовых сланцев имеются в Карелии, на Урале, в Иркутской обл., Бурятии, Красноярском крае и в Казахстане. Кианитовые, силлиманитовые и андалузитовые концентраты, используемые в электротехническом производстве, должны содержать (в %): А12О3 > 54; Fe2О3 < 1,2; TiО2 + ZrО2 < 2; CaO < 0,8; K2О + Na2О < 1,6.



Глава 2

2.1 Кристаллохимия

Кристаллохиммия -- наука о кристаллических структурах и их связи с природой вещества. Кристаллохимия изучает пространственное расположение и химическую связь атомов в кристаллах, а также зависимость физических и химических свойств кристаллических веществ от их строения. Будучи разделом химии, кристаллохимия тесно связана с кристаллографией. Основные задачи кристаллохимии: систематика кристаллических структур и описание наблюдающихся в них типов химической связи; интерпретация кристаллических структур (выяснение причин, определяющих строение того или иного кристаллического вещества) и их предсказание; изучение связи физических и химических свойств кристаллов с их структурой и характером химической связи.

Как и любой металл, алюминии - кристаллическое вещество.
Его атомы разместились в строгом порядке, образуя своего рода решётку, которую называют кристаллической. Каждый атом находится в ней на определённом месте. В этом состоянии их удерживают силы межатомного взаимодействия. Единственное движение, доступное его атомам - колебание. Если оно происходит медленно, металл холоден, а если быстро - горяч. Алюминий, помещённый в печь, разогревается благодаря тому, что колебания атомов усиливаются.
Чем выше температура, тем сильнее раскачиваются мельчайшие частицы вещества. Наконец, силы взаимодействия уже не могут удержать атомы на прежних местах. Кристаллическая решётка разрушается, и металл из твёрдого состояния переходит в жидкое. Это происходит при достижении температуры плавления.

Природа алюминиевых сплавов сложнее. Ведь в них имеются и добавки других металлов, которые растворяются в алюминии, как сахар в воде.

2.2 Кристаллическая структура

Кристаллическая решетка алюминия - гранецентрированный куб, которая устойчива при температуре от 4 К до точки плавления.

Кристаллическая решетка алюминия состоит, как и у многих других металлов, из гра-нецентрированных кубов. Теплопроводность алюминия вдвое больше теплопроводности железа и равна половине теплопроводности меди. Его электропроводность намного выше электропроводности железа и достигает 60 % электропроводности меди.

Искажение кристаллической решетки алюминия вследствие ее пересыщения медью приводит к повышению прочности и твердости сплава. Когда закаленный сплав находится на воздухе, в нем самопроизвольно протекают процессы, изменяющие структуру. Атомы меди, стремясь выделиться из кристаллической решетки алюминия, группируются в отдельных ее участках, равномерно распределенных по всему объему сплава. Это увеличивает искажение кристаллической решетки и повышает твердость и прочность сплава. В местах скопления атомов меди образуется кристаллическая решетка СиА12, в которой атомы А1, находящиеся по границе, одновременно входят в структуру кристаллической решетки CuAls и кристаллической решетки алюминия. Образование такой структуры ведет к дальнейшему искажению кристаллической решетки алюминия и, как следствие, к упрочнению сплава.



2.3 Характеристика изоморфизма алюминия

Изоморфизм - явление замены в кристаллической решётке одних химических элементов другими. Изовалентный изоморфизм - взаимное замещение ионов одинаковой валентности, соответственно гетеровалентный изоморфизм - взаимное замещение ионов разной валентности.

Алюминий может изоморфно замещаться на такие элементы как - Fe⁺³, Cr⁺³, V⁺³, Ti⁺³, Ga⁺³, Sc⁺³ (изовалентно) и Mg⁺², Li⁺¹, Be⁺², Si⁺⁴ (гетеровалентно). Замещение Al⁺³ на Ga⁺³, Sc⁺³ и Fe⁺³ может происходить в любых количествах, это совершенный изоморфизм. Например, в плагиоклазах имеет место совершенный гетеровалентный изоморфизм с замещением Na⁺¹ + Si⁺⁴ на Ca²⁺ + Al⁺³. В связи с этим плагиоклазы представляют непрерывный изоморфный ряд от альбита Na[AlSi₃O₈] до анортита Ca[Al₂Si₂O₈]. С остальными элементами алюминий не может замещаться в любых количествах, т.е. происходит несовершенный изоморфизм. Примером несовершенного изоморфизма для алюминия может служить рубин - разновидность корунда Al₂O₃, в которой 0,05% ионов Al⁺³ замещено на Cr⁺³, замещающий элемент хром называется изоморфной примесью.

Si⁺⁴= Na⁺¹ + Al⁺³. Один ион большей валентности замещается двумя ионами, сумма валентностей которых равна валентности первого иона. Этот вид гетеровалентного изомор-физма широко распространен в роговых обманках, где замена кремния на алюминий в тетраэдрах сопровождается появлением «доба-вочного» натрия. Аналогично замещаются Mg⁺² + Na⁺¹ = Al⁺³.

Бериллий проявляет диагональный изоморфизм с алюминием. Возможность диагонального изоморфного замещения объясняется преимущественно размерным фактором, особенно при замещении катионообразователей, причиной этого вида диагональной аналогии является лишь малое различие атомных радиусов.

Li⁺¹ проявляет диагональный изоморфизм с Mg⁺², и, следовательно может изоморфно замещаться с алюминием.



Глава 3

3.1 Основные минералы алюминия

Геохимические свойства алюминия обусловлены характером строения электронной оболочки его атома, легко теряющего валентные электроны. Близость ионных радиусов А13+ и Si4+ определяет широкие вариации их изоморфных замещений в алюмосиликатах в условиях четверной координации. Как химически активный элемент алюминий формирует большое число минералов: насчитывается свыше 350 минеральных видов, в состав которых он входит в качестве главного компонента. Большая их часть относится к силикатам. Свыше 40% алюминиевых минералов представлены алюмосиликатами. Среди алюмосиликатов наиболее распространены полевые шпаты, например ортоклаз K[AlSi₃O₈], альбит Na[AlSi₃O₈] и анортит Ca[Al₂Si₂O₈], являющиеся главной составной частью многих магматических пород. Из других алюмосиликатов, имеющих промышленное значение, необходимо отметить также лейцит K[AlSi₂O₆], нефелин (Na,K)AlSiO₄ и кианит Al₂O(SiO₄). В результате разрушения алюмосиликатов первичного происхождения (главным образом полевых шпатов) образовались многочисленные вторичные породы, характеризующиеся более высоким содержанием алюминия (бокситы, алуниты, каолины и др.), в состав которых входит алюминий входит алюминий в форме гидроокислов (например, каолинит Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈), или в виде гидроокисей (диаспора, бёмита AlO(OH) или гидроаргиллита Al(OH₃)). Образование каолиновых глин из полевых шпатов происходит под действием воды и углекислоты. Растворимые соли уносятся, а нерастворимые остатки частично образуют отложения на месте, а частично оседают в руслах рек. Под действием на алюмосиликаты кислых горячих вод, содержащих свободную серную кислоту, образовались основные сульфаты алюминия, в частности алунит KAl₃[SO₄]₂[OH]₆.

Таблица 1.

Основные минералы алюминия

минерал	процентное содержание алюминия
корунд Al2O3	53,2
бёмит AlO(OH)	45,0
диаспор	45,0
гидраргиллит Al(OH3)	34,7
силлиманит (Al2O3)(SiO2)	33,3
андалузит Al2SiO5	33,3
дистен Al2O(SiO4)	33,3
каолинит Al4[Si4O10](OH)8	20,9
алунит KAl3[SO4]2[OH]6	19,6
нефелин (Na,K)AlSiO4	18

Рассмотрим подробнее основные минералы, содержащие алюминий.

Корунд - продукт вулканического происхождения занимает первое место в таблице важнейших минералов. Твердость по шкале Мооса -- 9, удельный вес -- 3,8 г/см². Это простейший по составу, очень богатый алюминием минерал. Благодаря высокой устойчивости кристаллической структуры корунд мало восприимчив к кислотам и щелочам, поэтому в качестве сырья для производства алюминия этот минерал не используется.

Нефелин - основной породообразующий минерал таких щелочных горных пород, как нефелиновые сиениты, уртиты и др. Твердость нефелина по шкале Мооса -- 5-6, удельный вес -- 2,6 г/см². В горных породах он встречается в виде зернистых или сплошных агрегатов. Чистый нефелин бесцветен, но примеси соединений железа, титана и других металлов придают ему серый, зеленый или буровато-красный цвет. При погружении в минеральные кислоты он теряет прозрачность, становится студенистым, напоминающим облако, что и отражено в его названии: греч. nephele -- облако. В природных условиях под воздействием горячих водных растворов, содержащих ионы CO₃, SO₄ и др., нефелин легко изменяется и замещается канкринитами, цеолитами и др. В зависимости от содержания в породе собственно нефелина, цветных компонентов -- пироксенов, полевых шпатов выделяют уртиты, ийолтты, мальиньиты, ювиты, сиениты и др. Ценность нефелинового сырья заключается в его комплексности. Помимо оксида алюминия из нефелиновых пород извлекаются щелочи в составе соды и поташа, а остаток -- белитовый шлам служит сырьем для производства цемента. алюминий минерал кристаллический промышленный

Каолинит - водный алюмосиликат, являющейся основной составной частью каолинов и глин. В качестве основных примесей в состав глин входят кварц, слюды, карбонаты кальция, магния и др. Мономинеральные глинистые породы белого цвета разных оттенков, состоящие из минералов каолиновой группы (каолинит, накрит, диктит), носят название каолины. Каолины играют большую роль в строении верхней геосферы земного шара, образуя главную часть осадочных пород. Они собираются в моренах ледников, на дне озер, в болотах, в дельтах рек, образуют илы дна океанических глубин. Из них состоят мощные отложения последних оледенений Евразии, Северной Америки, а также Гренландии.

Кианит - чистый кианит бесцветен, но примеси хрома и железа часто придают ему нежную окраску: от серо-сизой, зеленовато-голубой -- до темно-сине-зеленой и даже желтой. Кианит образуется при перекристаллизации богатых глиноземом осадочных пород, встречается также в кварцевых жилах. Твердость кианита по шкале Мооса -- 4,5-7, удельный вес -- 3,5 -- 3,7 г/см².

Алунит - продукт воздействия на алюмосиликаты природных кислых вод. В минералогическом плане алунит представляет собой алюминиевые квасцы, в состав которых вместо калия или наряду с ним может входить и натрий. В алунитовой руде помимо минерала алунита присутствуют также кварц, каолинит, щелочные алюмосиликаты (серцит, пирофиллит и др.).



Глава 4

4.1 Атмохимия алюминия

В эталоне чистого атмосферного воздуха над Южным полюсом содержание алюминия составляет 0,32-0,81 нг/м³, над океанами 70 нг/м³, в аэрозоле 0,48 мг/кг.

Среднее содержание алюминия в атмосфере Северной Америки и Западной Европы принято 1500 и 600 нг/м³, над Тихим океаном 0,8, Индийским 3,3, Атлантическим 1,9; среднее 1,8. Воздух над островами содержит (нг/м³) от 60 (Шетландские) до 240-380 (Гренландия) и 40-10600 (Япония), а над материками ( нг/м³): Норвегия 32, Германия 160- 2900, Северная Америка 600-2300, Центральная 760-880, Южная 15000.

В аэрозолях городов Сибири алюминий присутствует в количествах от 300 до 1800 нг/м³, в приго-родах - 420 нг/м³; среднее в атмосфере городов Европы и США ~ 600 нг/м³, что ниже среднефонового (1200 нг/м³). Установлено также, что алюминием и железом относительно обогащены аэрозоли, связанные с природны-ми почвами. Фоновые концентрации в воздухе пригородов промышленных городов составляют 300-8000 нг/м³. Для фоновых территорий СНГ содержания таковы (нг/м³): Восточная Сибирь 3000, Московская обл. (оз. Глубокое) 780, Крым (Голубой зал.) 1000.

4.2 Гидрохимия алюминия

Кларк алюминия в океанической воде 8 * 10^-8, в речной (1,6-5) * 10^-5, кларк гидросферы ~ 3 * 10^-7, возможно, выше - 3 * 10^-6, что тре-бует уточнения. Среднее содержание в пресной и морской воде составляет 300 и 2 мг/л. В океанической воде содержание алюминия в растворе составляет 1 мкг/л, а в самом веществе взвеси 0,55%, что дает среднее значение концентрации "взвешенного" алюминия 1,1 мкг/л, т.е. содержание растворенной и взвешенной формы выравнивается.

В речной воде в растворе кларк алюминия 1,6 * 10^-5 %. По современным представлениям алюминий сильно токсичен: ЛД₅₀ A1S0₃ в воде для форели > 5 мг/л; концентрация 10 мг/л убивает колюшку через 5 ч; А1С1₃ токсичен для рыб при содержании > 0,5 мг/л. В чистых речных водах основная часть алюминия (99,6 %) содержится во взве-шенном веществе, так как при нейтральных значениях рН раствори-мость его гидроксидов очень мала (~ 0,01 мг/л при рН ~ 6); увеличи-вается она (до 3 мг/л) при поступлении F, S0₄, Р, С и др. К разряду глобальных может быть отнесена проблема токсичного действия концентраций алюминия и его соединений (нитрат, хлорид, сульфат и др.) в водах и атмосферных осадках на жизнедеятельность за счет кислотных техногенных выбросов. В частности, А1С1₃ оказывает токсичное действие на гидробионты, начиная с его содержания 0,5 мг/л, как и сульфат и нитрат; содержания 5-10 мг/л приводят к гибели гидробионтов. Такие концентрации алюминия в поверхностных водоемах и гибель рыбы отмечались в Норвегии, Швеции и других странах с широким развитием кислотных техногенных выпадений. Особенно агрессивным по отношению к алюмосиликатам является техногенно загрязненный снежный покров во время весеннего таяния (рН < 4,5). Установлена также прямая корреляция (Норвегия) между содержанием алюминия в поверхностных водах и в крови человека.

Высокотоксичное действие на теплокровных оказывают аэрозольные воздушные техногенные загрязнения минеральными и другими соединениями Al (бокситы, алуниты, глины, силумины и прочие искусственные сплавы и соединения).



Глава 5

5.1 Биогеохимия алюминия

Для организма животных и человека алюминий не является инертным и безвредным компонентом. Длитель-ное воздействие повышенных его доз понижает сопротивляемость животных к инфекциям, вызывает анемию, уменьшает рост и плодо-витость. Препятствует алюминий всасыванию фосфора и его обмену в костной ткани. Положительное биологическое действие небольших количеств алюминия на организм заключается в его участии в реакциях образования фосфатных и белковых комплексов, а также в построении костной ткани и влиянии на некоторые ферменты крови. Кроме того, в зависимости от дозы алюминий может активировать или ингибировать активность пищеварительных ферментов. Отмечено двухкратное увеличение содержания алюминия в крови при хроническом алкоголизме и пятикратное - при инфекционном артрите.

С высокой патогенностью алюминия связывается заболевание Альцгеймера - старческое слабоумие, образование нейрофибрилл - узелков в нейронах мозга. Кроме того, он может вызывать заболевания цент-ральной нервной системы, легких, сердца, костей. Алюминий - первый среди высокотоксичных металлов. Показатель его патологичности достаточно высок.

5.2 Биологическая роль алюминия

Биологическая роль алюминия многообразна. Однако этот элемент все чаще обращает на себя внимание экологов, токсикологов, врачей-нефрологов и психиатров, так как при его избыточном накоплении в организме нарушается структура костной ткани, функции почек и головного мозга.

Вместе с тем алюминий в определенных количествах необходим для нормального осуществления ряда функции человеческого организма. Он участвует в образовании белковых и фосфатных комплексов, в построении соединительной ткани и эпителия, регенерации костной ткани, деятельности пищеварительных ферментов. В теле взрослого человека содержится около 50 мг алюминия. Он концентрируется в основном в легких, печени, костях, головном мозге, селезенке, причем содержание этого ультрамикроэлемента в легких и мозге с возрастом увеличивается. Количество алюминия, поступающего ежедневно в организм человека, незначительно (около 3 мг), так как он очень плохо всасывается в желудочно-кишечном тракте. Основная масса алюминия выводится с калом и мочой.



Глава 6

6.1 Техногеохимия

Техногеохимия алюминия разработана слабо, так как он относился к малоподвижным элементам, без учета влияния повышенной кислот-ности на растворимость многих его соединений. Алюминий имеет высокий глобальный показатель техногенного давления - 0,05- 0,1 т/км² в год (в этом отношении он приближается к К и Na) и в то же время низкий коэффициент техногенного использования. Алюми-ний в количествах, превышающих гигиенические нормы, выявлен в стоках, различных отходах и выбросах ряда отраслей промышленнос-ти: цветной и черной металлургии, лакокрасочной, текстильной и стекольной, химико-фармацевтической, бумажного, каучукового, гальванического производства, а также при разработке и обогащении руд алюминия. В осадках производственных сточных вод содержание алюминия состав-ляло 3,9 %, на месторождениях битуминозных углей - 1,5%.



Заключение

В данной работе мы рассмотрели геохимическую характеристику химического элемента алюминий. В электрохимии мы рассмотрели координационные числа алюминия - 4, 6 и 12, а также потенциал ионизации элемента. Также мы рассмотрели основные минералы алюминия, такие как корунд, каолинит, бёмит, дистен и др; и распространённость алюминия в различных горных породах. Мы дали характеристику изоморфизма алюминия, посмотрели основные типы месторождений и выяснили, что наиболее важными алюминиевыми рудами являются бокситы и нефелиновые сиениты. Мы рассмотрели атмохимию, гидрохимию, Биогеохимию, биологическую роль алюминия. И закончили рассмотрением техногеохимии.



Список литературы

1. Емлин Э.Ф. Общая геохимия. - Екатеринбург: УГГУ, 2007. - 246 с.

2. Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов. - М.: Недра, 1994. - 300 с.

3. Перельман А.И. Геохимия. - М.: Высшая школа, 1989. - 528 с.

4. Суставов О.А. Учебно-методическое пособие. Основы кристаллографии. Минералогия. Петрография и литология. - Екатеринбург: УГГУ, 2008. - 85 с.

5. Хомченко И.Г. Общая химия. - М.: Новая Волна, 1999.- 464 с.



Приложение

Геохимическая карточка элемента

Алюминий литофильный элемент. Литофильные элементы концентрируются в мантии и коре Земли, образуя многочисленные соединения в виде оксидов, силикатов или солей кислородсодержащих кислот. В ионном состоянии, у этих элементов, на внешней электронной орбите находится 8 электронов. Элементы находятся на убывающих участках кривой атомных объемов, большинство из них парамагнитны.

Легенда к геохимической карточке элемента

Координационное число Al

В степени 0

Al⁰ = 0,57ч0,57=1 значит координационное число будет равно 12

Оксид элемента

Al₂⁺³O₃ = 0,57ч1,36=0,419 значит координационное число равно 6 октаэдр

Галогенид

AlCl₃ = 0,57ч1,81=0,314 координационное число равно 4 тетраэдр

Минерал

Нефелин (Na,K)[AlSiO₄]

AlSiO₄ = 0,57ч1,36=0,419 координационное число 6 октаэдр

Катионные многогранники

На примере минерала нефелина

Электронная конфигурация атома алюминия

Размещено на Allbest.ru