Каолины Урала

Месторождение «Журавлиный лог» расположено в 10 км к западу от г. Пласт Челябинской области. Балансовые запасы категорий А+В+С₁ составляют 7,1 млн. тонн, запасы категории С₂ на флангах месторождения составляют 42 млн. тонн. Промышленная залежь с прилегающими флангами приурочена к коре выветривания лейкократовых гранитов. Месторождение представляет собой пластообразную залежь размером 500 х 500 м и глубиной до 48 м. Полезная толща сложена каолинами белого, светло-серого, кремового и желтого цвета. Наибольшее развитие имеют светлоокрашенные разности (белые, серые, кремовые).

Каолины данного месторождения относят к высококачественному сырью для различных отраслей промышленности.

Основными породообразующими минеральными компонентами являются кварц и минералы группы каолинита - каолинит и галлуазит. Содержание кварца в каолине - сырце изменяется в пределах 35-70%, в обогащенном каолине содержание свободного кварца не превышает 3-5%. Соответственно содержание каолинита и галлуазита в сырце достигает 30-65%, в обогащенном продукте 95-97%.

Химический состав каолина-сырца и обогащенного каолина приведен в табл. 3.27.

Гранулометрический состав каолиновых концентратов приведен в табл. 3.28.

По химическому и зерновому составу обогащенный каолин удовлетворяет требованиям ГОСТ 21286-82 маркам КФ - 1 и КФ - 2.

Минеральный состав каолина-сырца приведен в табл. 3.29.

В каолине месторождения «Журавлиный лог» каолинит присутствует в виде крупнокристаллических агрегатов (от 45-60 мкм до 90 120 мкм), показатель преломления 1,560. Кварц присутствует в виде зерен обломочной формы размером от 20-30 мкм до 150-180 мкм. Зерна в основном чистые, лишь отдельные из них содержат микровключения. В незначительном количестве отмечаются также чешуйки слюды (от 1-2 х 9-15 до 30 мкм) и зерна железистых минералов.

Таблица 3.27

Химический состав каолина-сырца и обогащенного каолина

Проба каолина	Содержание оксидов, %
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	TiO2	CaO	MgO	К2О	Na2О	ППП
Каолин-сырец	63,95-69,70	19,28-24,40	0,05-0,70	0,22-0,96	0,39-1,12	0,10-0,58	0,25-3,20	0,06-0,27	5,9-9,8
Каолин обога-щенный	46,57-49,19	35,34-38,60	0,38-0,84	0,28-0,56	0,39-1,05	0,10-0,80	0,42-2,00	0,08-0,41	12,0-13,84



Таблица 3.28

Гранулометрический состав каолиновых концентратов

Проба	Содержание частиц размером, мкм, %
	40 - 20	20 - 10	10 - 5	5 - 2	2 - 1	Менее 1
1	-	7,3	9,2	19,5	9,7	54,3
2	-	16,0	11,3	19,3	10,5	42,9
3	2,6	6,5	12,0	17,6	10,7	40,6
4	-	8,8	13,4	17,1	11,2	49,5

Таблица 3.29

Минеральный состав каолина-сырца

Фракция	Значение	Содержание минералов, %
		каолинит	кварц	полевой шпат	слюда
Песчанистая (более 0,056 мм)	от - до среднее	0,0-5,0 2,0	5,0-25,0 18,0	25,0-73,0 55,0	7,0-50,0 25,0
Глинистая (менее 0,056 мм)	от - до среднее	70,0-95,0 89,0	единич. зерна 1,0	0,0-20,0 10,0	0,0-15,0 7,0

В результате рентгенографических исследований выявлено наличие каолинита средней степени упорядоченности (коэффициент кристалличности по Хинкли 0,83), небольшого количества слюды (мусковита), калиевого полевого шпата и кварца. Пробы обогащенного каолина тонкодисперсные, при формовании и сушке напоминают пробы просяновского каолина. Емкость поглощения по метиленовой сини обогащенного каолина 16-18 мг/г, для некоторых проб этот показатель значительно выше - 21-29 мг/г. Концентрация водородных ионов находится в пределах требований ГОСТ 21286-82 (рH = 8,6-9,2). Данные о содержании растворимых солей приведены в табл. 3.30.



Таблица 3.30

Содержание растворимых солей

Проба	Содержание, мг-экв на 100 г вещества
	Ca2+ + Mg2+	SO2-4	HCO3-	Cl-	Na+	К+
1	2,7	2,99	1,97	0,65	1,42	следы
2	2,2	1,86	1,74	0,81	0,36	следы
3	0,90	0,24	0,7	0,32	0,31	0,02
4	0,87	0,26	0,66	0,42	0,29	следы

Некоторые пробы каолина трудно разжижаются и требуют применения нетрадиционных видов электролитов. В обжиге, как каолин-сырец, так и обогащенный каолин образуют окрашенные в светлый (почти белый) цвет образцы.

Результаты термического анализа показали характерную, типичную для каолина картину. Наибольший эндотермический эффект в области 100-120єС вызван удалением адсорбированной и межслоевой воды. Второй значительный эндотермический эффект с максимумом при 575-590°С связан с удалением конституционной воды и разрушением кристаллической решетки глинистых минералов (каолинита и гидрослюды). Он сопровождается потерей массы (6,37%). Интенсивный экзотермический эффект при 980-1000єС обусловлен образованием новых кристаллических фаз (муллита) из продуктов распада каолинита, а экзотермический эффект при 1250єС -кристаллизацией кристобалита. Образцы характеризуются сравнительно небольшой усадкой.

Результаты термического анализа приведены в табл. 3.31

Таблица 3.31

Результаты термического анализа каолина

Образец	Эндотермический эффект	Экзотермический эффект	Потеря массы, %, в интервале температур, єС	Общая потеря массы, %
	1	2	1	2	20-240	240-400	400-1000
1	60-120	575-590	980-1000	1250	2,35	0,47	11,75	14,57
2	60-120	575-580	980-990	1250	1,82	0,48	10,77	13,07

Керамические свойства обогащенного каолина приведены в табл. 3.32.

В настоящее время многие заводы керамической промышленности РФ используют в производстве каолин месторождения «Журавлиный лог».

Кочкарский каолиноносный район относится к категории перспективных не только на элювиальные, но и на переотложенные каолины эрозионно-структурных депрессий. Кроме того, его следует считать перспективным и на щелочные каолины, присутствие которых установлено на месторождении «Журавлиный лог».

Таблица 3.32

Керамические свойства обогащенного каолина

Показатели	Проба 1	Проба 2
Минеральный состав, %: Каолинит Кварц Слюда Полевой шпат Карбонаты	85,0-86,5 1,5-2,0 1,5-3,6 2,0-2,5 0,7-0,9
Влажность при формовании, %	35,85	34,2
Пластичность по Пфефферкорну: число пластичности предел пластичности Усадка образцов, %, при температуре, оС: 900 1000 1100 1200 1280 1350 1380	33,6 23,0-38,3 7,64 9,0 11,3 15,5 19,08 19,2 19,5	32,1 21,5-37,1 7,2 8,16 10,3 14 15,8 15,92 16,56
Предел прочности, МПа, при темпаратуре, оС: 110 900 1000 1100 1200 1350 1380	5,47 21,9 46,0 41,0 59,0 93,0 120,0	3,38 14,3 22,0 25,4 58,0 75 88,5
Водопоглощение, %, после обжига при температуре, оС: 900 1000 1100 1200 1280 1350 1380	25,37 24,45 21,27 5,57 6,18 3,37 треск	24,8 24,66 21,66 9,8 5,67 треск треск

Перспективы наращивания сырьевой базы каолинов в Челябинской области не ограничены. В пределах Кыштымского каолиноносного района апробированы ресурсы категории Р₂ в количестве 30 млн. тонн, Кочкарского - более 60 млн. тонн, Джабыкского - 45 млн. тонн. Кроме того, на 10 перспективных площадях, приуроченных к району развития главного гранитоидного пояса Урала, прогнозные ресурсы категории Р₃ составляют 354 млн. тонн.

Мугоджарская каолиноносная субпровинция прослеживается примерно до широты г. Эмбы, территориально совпадая с географическими границами Мугоджар. В пределах южного и северного окончания Мугоджар коры выветривания в значительной степени эрозированны. Подавляющее большинство месторождений элювиальных каолинов относится к гранитному типу и связано с корой выветривания гранитов двух интрузивных комплексов: Магнитогорского и Адамовского. В пределах данной субпровинции можно выделить два основных каолиноносных района, представляющих промышленный интерес: Домбаровский и Вернеиргизский.

Домбаровский каолиноносный район расположен к юго-востоку от г. Орска и в структурном отношении приурочен к восточному крылу Магнитогорского прогиба, в зоне его сочленения с Восточно-Уральским поднятием. Каолиновые залежи связаны с корой выветривания гранитоидов Магнитогорского комплекса и в общем характеризуются относительно низким качеством сырья. В пределах этого района разведано два месторождения элювиальных каолинов: Архангельское и Домбаровское.

Архангельское месторождение элювиальных каолинов находится в 10-15 км юго-западнее пос. Архангельского (Домбаровский район Оренбургской области), генетически связано с корой выветривания гранитов и гранодиоритов Домбаровского массива. Разведанная залежь каолинов приурочена к зоне контакта гранодиоритов с гранитами и занимает значительную площадь. Запасы оконтуреной залежи по категориям А+В+С₁ составляет 2133 тыс. тонн.

Выход фракций менее 0,05 мм в среднем достигает 77,3%, фракции менее 0,005мм - 40%. Химический состав каолина-сырца Архангельского месторождения следующий, %: SiO₂ - 63,7; Al₂O₃ - 22,7; Fe₂O₃ - 2,16; ТiО₂ - 0,77; ППП - 7,39.

Результаты технологических испытаний каолина приведены в табл. 3.33.

Таблица 3.33

Результаты технологических испытаний каолина Архангельского месторождения

Показатели	от - до	среднее
Пластичность, %	5,0-9,75	7,2
Полное водозатворение, %	19,9-28,05	23,7
Связность, МПа	2,67-11,65	6,14
Усушка при 110єС, %	3,05-4,63	3,5
Общая усадка,%, при температуре, оС 1350 1410	10,60-13,40 10,70-13,60
Огнеупорность, єС	1600-1700

Домбаровское месторождение элювиальных каолинов расположено в 4 км к юго-западу от дер. Домбаровки и в 5 км от пос. Архангельского, приурочено к коре выветривания гранитов и гранито-гнейсов Домбаровского массива. Каолины представляют собой относительно выдержанную залежь покровного типа, средней мощностью 20 м. По физико-химическим свойствам они мало отличаются от каолинов Архангельского месторождения и относятся к разряду высокожелезистых (2,23%). Попытки обогащения домбаровских каолинов не привели к заметному улучшению качества сырья. После обогащения несколько уменьшается содержание щелочей, что связано с удалением примеси флогопита.

В пределах Домбаровского каолиноносного района зарегистрировано несколько каолинопроявлений: Можаровское, Аще-Бутакское и др.; они имеют небольшие размеры и характеризуются низким качеством сырья. Месторождения каолинов данного района характеризуются высоким содержанием красящих оксидов и могут рассматриваться как сырье для изготовления огнеупоров. Перспективы их применения в других отраслях производства без применения особых методов обогащения весьма проблематичны.

Верхнеиргизский каолиноносный район занимает значительную территорию, включающую в себя южную часть Домбаровского района Оренбургской области и частично северные районы Актюбинской области Казахстана. Район расположен в пределах водораздельного пространства рек Иргиз и Ушкота, где широко развита площадная кора выветривания. Все крупные залежи элювиальных каолинов этого района - продукты выветривания гранитоидов Адамовского интрузивного комплекса и в целом значительно превосходят по качеству каолины, возникшие за счет выветривания гранитоидов Магнитогорского интрузивного комплекса.

Химический состав каолинов Верхнеиргизского каолиноносного района приведен в табл. 3.34.



Таблица 3.34

Химический состав каолинов Верхнеиргизского каолиноносного района

Месторождение	Содержание оксидов, %
	SiO2	TiO2	Al2O3	Fe2O3	FeO	К2О	Na2О	ППП
Обогащенные каолины по гранитоидам Адамовского комплекса
Тасбулакское	47,02	0,79	32,67	0,15	0,30	0,30	0,30	17,4
Ушкотинское	48,01	0,91	32,26	0,34	0,39	2,11	1,99	12,5
Кошенсайское	45,43	0,43	35,98	1,05	0,25	1,80	0,13	13,3
Аралчинское	48,91	0,63	36,67	0,45	0,22	1,52	0,31	13,2
Обогащенные каолины по гранитоидам Магнитогорского комплекса
Домбаровское	46,2	0,27	34,40	1,10	0,57	3,25	0,20	11,9
Верхнекиембаевское	47,98	1,05	32,25	2,07	0,45	3,44	0,13	11,5

В пределах района развиты Союзное, Уймшильское, Кара-Кудукское, Тасбулакское и др. месторождения элювиальных каолинов, расположенных в пределах Актюбинской области Казахстана.

В пределах Вернеиргизского каолиноносного района обнаружен ряд залежей элювиальных каолинов, связанных с корой выветривания гранитоидов Адамовского комплекса. Эти каолины обладают относительно высоким качеством сырья. Следует назвать Тасбулакское, Ушкотинское, Кошенсайское, и др., которые пока не получили промышленной оценки, но заслуживают внимания. Данный район является наиболее перспективной территорией Мугоджар для выявления промышленных залежей высококачественных каолинов, в том числе и микроклиносодержащих (щелочных).

Южно-Ушкотинское месторождение находится в Домбаровском районе Оренбургской области в 30 км юго-восточнее районного центра пос. Домбаровский с ж.д. станцией Профинтерн. Месторождение выявлено в результате поисковых работ, проведенных в пределах Верхне- Ушкотинской площади в 1999-2001 г.г. В геологическом строении месторождения принимают участие породы домезозойского складчатого комплекса и развитой по ним мезозойской корой выветривания, а также неогеновые и четвертичные покровные отложения. Среди образований домезозойского комплекса, на месторождении развиты гранитоиды Верхне-Ушкотинского массива с незначительным количеством мелких линзовидных тел серпентинитов. Среди гранитоидов массива выделяются:

- микроклинсодержащие порфировидные граниты с биотитом и мусковитом;

- осветленные микроклинизированные и мусковитизированные порфировидные граниты;

- плагиограниты и тоналиты порфировидные с биотитом и реже роговой обманкой.

Мезозойская кора выветривания вмещает и контролирует месторождение первичных каолинов. В профиле выветривания (снизу-вверх) по разрезу выделяются четыре зоны: дезинтеграции (дресвы), гидрослюдисто-каолинитовая (объединенная с начальной каолинизацией), собственно каолинов и охристо-каолинитовая (инфильтрационная). Полезное ископаемое связано собственно с каолиновой зоной, состоящей из двух подзон: нормальных и щелочных каолинов. Мощность нормальных каолинов колеблется от 0,0 до 29,6 м (средняя 7,2 м), мощность щелочных каолинов колеблется от 0,0 до 25,0 м (средняя 5,2 м).

Полезная толща, на Южно-Ушкотинском месторождении представлена пятью разобщенными друг от друга залежами. По морфологии они, в целом, однотипные и представляют собой линзо-пластообразные тела с чередующими клинообразными и чашеобразными углублениями подошвы и более выдержанной волнистой, обычно размытой, кровлей.

Стратиграфически выше коры выветривания залегают плиоценовые и четвертичные отложения, которые являются вскрышными. Мощность этих отложений колеблется от 0,0 до 22,0 м (средняя 2,2 м).

В тектоническом отношении выделяется как докоровая (древняя) тектоника, так и неотектоника. Характерной особенностью ее является проявление четких линейных зон тектонитов субширотного направления.

По сложности геологического строения месторождение соответствует второй группе согласно «Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых».

Утверждены ГКЗ (протокол № 693 от 16.11.2001 г.) запасы первичного каолина в количестве 2336 тыс.т по категории С, из них нормальных 1191 тыс.т, щелочных - 1145 тыс.т; по категории С₂ подсчитано 36158 тыс. т. Месторождение передано в государственный резерв.

Химический состав каолина-сырца и содержание породообразующих минералов приведены в табл. 3.35 и 3.36.

Таблица 3.35

Химический состав каолина-сырца Южно-Ушкотинского месторождения

Компонент	Природные типы
	1 - нормальный каолин	2 - щелочной каолин	3 - нормальный каолин
SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO K2O ?m прк	66 - 73 18 - 22 0,5 - 0,8 0,07 - 0,16 0,05 - 0,16 0,05 - 0,1 0,5 - 2б0	65 - 74 25 - 22 0,3 - 0,7 0,08 - 0,12 0,05 - 0,2 2,0 - 5,6 2,9 - 7,5	56 - 68,7 22 - 29 0,3 - 1,5 0,3 - 0,8 0,15 - 0,5 0,1 - 0,25 7,0 - 10,5

Таблица 3.36

Минеральный состав каолина-сырца Южно-Ушкотинского месторождения

Минерал	Природный тип
	1 - нормальный каолин	2 - щелочной каолин	3 - нормальный каолин
Каолинит Кварц Микроклин Мусковит Прочие	45 - 50 48 - 52 1 - 2 1 - 3 1 - 2	30 - 35 45 - 48 18 - 20 1 - 2 1 - 2	55 - 65 30 - 40 1 - 2 1 - 2 1 - 3

Химический состав отмученного каолина (сито № 0056): SiO₂ - 46,14-46,5 %; Al₂O₃ - 36,01-37,8 %; Fe₂O₃ - 0,53-0,75 %; TiO₂ - 0,08-0,11 %; K₂O - 0,51-0,88 %.

По содержанию красящих оксидов железа и титана каолин относится к высококачественным и удовлетворяет требованиям ГОСТ 21286-82 «Каолин обогащенный для керамических изделий».

Керамические свойства каолинов Южно-Ушкотинского месторождения приведены в табл. 3.37.

Средне-Ушкотинское месторождение приурочено к центральной части крупного Средне-Ушкотинского гранитного массива (Шотинское) в пределах Восточно-Уральского поднятия. Каолин развит, в основном, по мусковитовым гранитам и частично по гранито-гнейсам. В пределах месторождения выделено четыре разобщенных рудных тела с расстояниями между телами от 1,0 до 3 км.

Таблица 3.37

Керамические свойства каолинов Южно-Ушкотинского месторождения

Вид каолина	Порог структуро-образова-ния, г/см3	Усадка, %	Механическая прочность на изгиб, МПа
		воздушная	огневая	полная	в сухом состоянии	в обожженном состоянии(1350оС)
Каолин-сырец Отмучен-ный	1,15 1,155	2,5 -	5,2 -	7,6 11,9	1,3 2,1	26,0 38,6

Верхне - Ушкотинское месторождение расположено в 1,5-2,0 км к северо-востоку от п. Ушкота, в пределах северной части Верхне-Ушкотинской интрузии гранитов и приурочено к его мезозойской коре выветривания, мощность которой достигает до 50 м.

В пределах участка выделено одно рудное тело, мощность которого колеблется от 1,0 до 24 м, при средней - 9,8 м. Мощность вскрыши от 0,5 до 15 м. Наиболее высокосортные каолины развиты в западной части рудного тела.

По требованиям тонкой керамики выделено три сорта (1, 2, 3).

Всего на Верхне-Ушкотинском месторождении по требованиям ГОСТ 21286-82 «Каолин обогащенный для керамических изделий» выделено 9,8 млн. тонн. Общие запасы - 26053 тыс.тонн. Для бумажной промышленности пригодны 25,1 млн. тонн.

Содержание белого цвета колеблется от 69% до 90%, в том числе более 80-74% всех проб и более 87-29% проб.

Содержание Al₂O₃ в пределах 30-35 %, Fe₂O₃ от 0,5 до 1,5%, TiO₂ на уровне 0,2-0,5%. Огневая усадка от 2,9 до 11 %. Водопоглощение от 0,2 до 23 %.

В северной части Мугоджарской каолиноносной субпровинции детально разведано Теренсайское месторождение элювиальных каолинов, расположенное в 12 км к северо-востоку от ж/д ст. Теренсай (Оренбургская область), приуроченное в структурном отношении к борту Джарлинского грабен-синклинария. Каолины образованы за счет выветривания гранитов Желмансайского массива и характеризуются очень невыдержанной мощностью, изменяющейся от нескольких метров до 20-30 м, запасы - 8,8 млн. тонн. Залежь каолина делится грядой каолинизированного гранита на две части: восточную и западную. В восточной развиты белые разности, в западной - серые, желтые, ожелезненные, даже розовые и фиолетовые. После обогащения можно выделить четыре марки каолина, характеристика которых приведена в табл. 3.38.



Таблица 3.38

Характеристика обогащенного каолина

Марка	Состав оксидов, %	Огнеупор-ность, єС	Белизна после обжига при температуре 1350 єС
	SiO2	Fe2O3	RO + R2O	ППП
1	36,73-38,0	0,65-0,86	1,0-3,0	12,43-12,61	1760	89,94
2	34,82-37,6	0,82-1,25	1,5-3,0	11,05-12,72	1740-1760	82,87
3	34,7-35,83	0,17-1,46	2,0-3,0	10,4-11,3	1740-1750	78,51
4	31,4-34,4	0,93-2,33	3,0-5,5	8,5-10,9	1650-1740	80,0

Полиминеральный состав каолина-сырца (в среднем по месторождению) представлен каолинитом - 68%, мусковитом - 7,3%, кварцем - 8,6%, полевым шпатом - 14,7%, карбонатами и лимонитом - 1,4%.

В отличие от стабильности минерального состава каолинов их химический состав варьирует в значительной мере, что обусловлено изменчивостью количества примесей. По этой же причине химический состав обогащенного каолина, выход которого составляет 40-50%, отличается от химического состава чистых минералов каолинового ряда.

Пробы каолина-сырца легко распускаются в воде и поддаются гидроциклонному обогащению без добавки электролитов. Обогащенный каолин относится к числу грубодисперсных, ввиду незначительного содержания частиц размером менее 0,001 мм (6,78-24,13%).

Керамические свойства каолина приведены в табл. 3.39.

Высокое содержание оксидов щелочных металлов и полевого шпата в составе каолина служит предпосылкой для проведения доразведки месторождения на щелочные каолины (комплексное сырье для керамической промышленности).

Северо-Ушкотинское месторождение является частью Ушкотинского каолиноносного района, приурочено к центральной (осевой) зоне Восточно-Уральского поднятия, в сложении которого значительное участие принимают гранитоиды.



Таблица 3.39

Керамические свойства каолина

Показатели	По данным ГИКИ	По данным нерудной лаборатории ОГУ
Водосодержение, %	24,7-36,9	20-35
Воздушная усадка, %	2,1-4,6	3-7
Полная усадка при температуре обжига 1350єС, %	6,3-12,2	-
Пористость после обжига при 1350єС, %	13-34	13-20
Предел прочности в МПа после сушки и обжига при температуре, оС: 110 900 1350	0,3-1,7 0,8-7,6 25,1-81,8	- - -
Белизна, %: в воздушно-сухом состоянии после обжига при 1350єС, %	58-82 47-82	80-88 85-94
Огнеупорность, єС	1650-1760	1670-1750

Северо-Ушкотинское проявление элювиальных каолинов расположено в Домбаровском районе Оренбургской области вблизи дороги Орск - Рудный клад, в 30 км восточнее ст. Профинтерн (п. Домбаровский), в 22 км южнее г. Ясный. Мощность вскрыши от 2 до 8,0 м, мощность полезной толщи 11,3 м. Прогнозные запасы 31 млн. тонн. Каолины не обводнены, качество достаточно высокое.

Месторождение «Полигонное» расположено в непосредственной близости к г. Ясный.

Химический и минеральный составы проб каолина Полигонного и Северо-Ушкотинского месторождений приведены в табл. 3.40 и 3.41.

По химическому составу пробы каолина-сырца идентичны.

Вариации химического состава каолина-сырца согласуются с соотношениями в нем главнейших минеральных компонентов: каолинита, кварца, микроклина и мусковита; важным показателем является также содержание оксидов железа и титана, которое в некоторых пробах превышает 1,2-1,5 % и значительно снижает белизну каолина.

Сравнение приведенных сведений позволяет отметить, что по показателям вещественного состава каолина-сырца месторождений Полигонное и Северо-Ушкотинское он может оказаться пригодным для производства кислых огнеупоров, бытового фарфора, фаянса, майолики и низковольтного фарфора.

Таблица 3.40

Химический состав каолина-сырца Полигонного и Северо-Ушкотинского месторождений

Наименование месторождений и № проб	Содержание оксидов, %
	SiO2	Al2O3+ TiO2	Fe2O3	CaO	MgO	K2O	Na2O	Сумма щелочных	ППП
Полигонное П - 1	70,90	20,55	0,81	0,35	0,31	0,46	0,06	0,52	6,48
Северо-Ушкотинское: CУ - 14	67,79	21,86	0,90	0,44	0,31	0,80	0,10	0,90	7,74
СУ - 36	71,29	20,36	0,59	0,49	0,12	0,20	0,10	0,30	7,01
СУ - 71	72,23	19,56	0,41	0,49	0,23	0,22	0,04	0,26	6,51

Таблица 3.41

Минеральный состав каолина-сырца Северо-Ушкотинского месторождения

Месторождение	Содержание минералов, %
	каолинит	кварц	микроклин	мусковит
Северо-Ушкотинское	40,0 - 60,0	39,0 - 48,0	4,0 - 10,5	0,0 - 8,0

Химический состав проб обогащенного каолина Полигонного и Северо-Ушкотинского месторождений приведен в табл. 3.42.



Таблица 3.42

Химический состав проб обогащенного каолина Полигонного и Северо-Ушкотинского месторождений

Наименование месторождения и № проб	Содержание оксидов, %
	SiO2	Al2O3+ TiO2	Fe2O3	CaO	MgO	K2O	Na2O	Сумма щелочных	ППП
Полигонное, П - 1	57,64	30,9	0,90	0,35	0,37	1,06	0,08	1,01	8,72
Северо-Ушкотинское: CУ - 14	50,89	34,02	0,95	0,35	0,46	1,20	0,08	1,28	12,1
СУ - 36	47,61	36,6	0,77	0,52	0,10	1,20	0,1	1,3	13,07
СУ - 71	60,0	29,07	0,68	0,44	0,17	0,62	0,04	0,66	9,07

Из приведенных в табл. 3.42 данных следует, что обогащенный продукт отличается стабильно пониженным содержанием Al₂O₃, за исключением пробы СУ - 36.

Минеральный состав (расчетный) обогащенных проб каолина приведен в табл. 3.43.

каолин месторождение минеральный урал

Таблица 3.43

Минеральный состав (расчетный) обогащенных проб каолина

Наименование месторожде-ния, № проб	Минеральный состав проб, %
	Микро- клин	Альбит	Анортит	Итого полевого шпата	Глинистые вещества	Свобод-ный кварц	Примеси
Полигонное, П - 1	6,22	0,67	1,72	8,61	71,83	18,31	1,26
Северо-Ушкотинское: СУ - 14	7,18	0,69	1,75	9,62	81,55	7,42	1,42
СУ - 36	7,20	0,86	2,61	10,67	87,61	0,97	0,9
СУ - 71	3,65	0,34	2,17	6,16	69,26	23,74	0,87

Минеральный состав обогащенных проб каолина, класс крупности 0,02 мм, приведен в табл. 3.44.

Таблица 3.44

Минеральный состав обогащенных проб каолина, класс крупности 0,02 мм

Наименование месторождения	Минеральный состав проб, %
	Каолинит	Кварц	Слюда	Полевой шпат
Полигонное	74±7 - 82±7	13±3 - 16±3	5,2±2 - 9±2	0,0-1,0±0,5
Северо-Ушкотинское	94 - 95	1 - 2	3 ± 1	не обнаружен

Дисперсный состав проб каолина Полигонного и Северо-Ушкотинского месторождений приведен в табл. 3.45.

Таблица 3.45

Дисперсный состав проб каолина Полигонного и Северо-Ушкотинского месторождений

Наименование месторождений, № проб	Содержание частиц, %
	свыше 60 мкм	60 - 10 мкм	10 - 5 мкм	5 - 1 мкм	менее 1 мкм
Полигонное, П - 1	40,98	37,0	8,62	8,28	5,01
Северо-Ушкотинское: СУ - 14	35,17	25,55	10,28	14,96	14,04
СУ - 36	46,02	13,24	7,46	15,12	18,16
СУ - 71	41,1	27,72	9,68	12,56	8,94

Керамические свойства проб каолинов, обогащенных с использованием сит с сеткой № 02, приведены в табл. 3.46.



Таблица 3.46

Керамические свойства проб каолинов Полигонного и Северо-Ушкотинского месторождений

Наименова- ние место-рождений, № проб	Порог струк- туро- образо- вания, г/см3	Остаток на сите с сеткой №0063, %	Влаж- ность формо- вочная, %	Усадка, %	Механическая прочность на изгиб, МПа	Водо- погло- щение, %
				Воз-душ- ная	Огне- вая	Пол-ная	В сухом состо-янии	В обож-женном состо-янии
Полигонное, П-1	1,28	41,3	22,5	2,7	5,8	8,4	1,8	29,4	7,1
Северо- Ушкотинское: CУ - 14	1,11	37,1	28,0	4,9	8,6	13,1	2,3	47,0	13,9
СУ - 36	1,18	45,6	23,0	2,3	8,9	11,0	1,7	60,0	18,5
СУ - 71	1,3	41,6	22,0	1,0	4,7	5,6	1,0	22,0	8,0

Полная усадка варьирует от 5,6 до 13,1 %, соответственно варьирует и водопоглощение керамического черепка от 4-6 % до 8-18,5%.

Пробы каолина Северо-Ушкотинского месторождения характеризуются низкими значениями предела прочности при изгибе в сухом состоянии.

Белизна каолина Полигонного месторождения - 62%, Северо-Ушкотинского - 78 %.

Киембаевское месторождение каолинов расположено в Домбаровском районе Оренбургской области. Химический состав каолинов Киембаевского месторождения приведен в табл. 3.47.

Отличительной особенностью каолинов являются два обстоятельства: во-первых, относительно низкое содержание оксида алюминия, во-вторых, достаточно высокая чистота материала, содержание примесей не превышает 3,5 %.

Огнеупорность каолина 1650-1670^оС.

Каолин относится к классу огнеупорных полукислых малопластичных глин, которые могут быть использованы в огнеупорной и керамической промышленности. Кроме того, просматриваются предпосылки его использования в производстве волокнистых материалов.

Мугоджарская каолиноносная субпровинция, по сравнению с Южноуральской и Среднеуральской субпровинциями, изучена слабо.

Несмотря на широкое развитие здесь площадных кор выветривания, ни одно из связанных с ними месторождений элювиальных каолинов не эксплуатируется. Необходимо проведение поисковых и разведочных работ по доразведке перспективных залежей и месторождений каолинов.

Таблица 3.47

Химический состав каолинов Киембаевского месторождения

Наименование проб	Содержание оксидов в пересчете на сухое вещество, %
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	TiO2	CaO	MgO	R2O	SO3	ППП
Пр. 7-1	67,58	21,46	2,01	0,70	0,55	0,56	нет	0,08	6,58
Пр. 7-2	67,27	21,55	2,01	0,70	0,35	0,50	нет	0,06	7,14
Пр. 22-1	65,21	22,98	1,51	0,80	0,43	0,23	нет	0,07	8,93
Пр. 22-2	65,56	22,87	1,31	0,80	0,35	0,22	нет	0,08	8,44
Пр. 27-1	70,58	19,11	1,41	0,80	0,55	0,49	нет	0,08	6,68
Пр. 27-2	74,90	15,89	1,51	0,70	0,43	0,32	нет	0,06	6,02
Пр. 58	58,76	27,33	1,21	0,91	0,86	0,31	нет	0,10	10,32
Пр. 77	69,15	21,13	1,50	0,90	0,43	0,58	нет	0,08	5,81
Пр. 7-1-1	65,55	22,60	1,61	0,57	0,26	0,33	0,46	0,05	8,10
Пр.7-1-2	64,26	22,89	1,29	0,81	0,26	0,33	0,39	0,05	8,22
Пр. Е (валовая)	63,4	24,5	1,42	--	0,40	1,18	0,72	--	8,8

2. Щелочные каолины Урала

Щелочные микроклинсодержащие или микроклиновые каолины давно разрабатываются за рубежом. В литературе имеются описания отдельных месторождений, особенно германских, однако сводной работы по этим образованиям до сих пор не опубликовано. Лишь в последние годы появился ряд статей, где дается характеристика выявленных месторождений. Серицитосодержащие щелочные каолины описаны в технической литературе недостаточно детально, что, по-видимому, скорее можно объяснить «непривычностью» этого полезного ископаемого, чем редкостью его месторождений.

Итак, под щелочными каолинами следует понимать глинистые образования экзогенного, экзогенно-осадочного или гидротермального происхождения, основная часть которых, кроме обычных для нормальных бесщелочных каолинов кварца и каолинита, представлена микроклином или серицитом. Необходимо подчеркнуть, что микроклинсодержащие каолины практически всегда в подчиненном количестве содержат серицит.

Растущие потребности керамической промышленности России в высоко-калиевом полевошпатовом сырье не могут быть удовлетворены за счет разведанных месторождений. При поисках новых перспективных источников сырья особое внимание исследователей привлекают нижние горизонты кор выветривания пород, содержащих калиевые полевые шпаты (нормальные и щелочные граниты, их эффузивные аналоги, мигматиты, аркозы и др.). По существу, это один из самых перспективных промышленно-генетических типов месторождений высококалиевого полевошпатового сырья.

Основные породообразующие минералы щелочных каолинов - кварц (от 35 до 50%), каолинит (от 20 до 40%), микроклин (от 10-15 до 25-30%). В небольших количествах (3-10%) в породе встречаются гидробиотит и серицит - основные носители железа в щелочных каолинах. Из других минералов характерны карбонаты и альбит (не более 2%).

Требования промышленности к качеству щелочных каолинов пока детально не разработаны. Предполагается, что в сырце содержание щелочей должно быть не менее 3,5% при калиевом модуле не ниже 4%; количество микроклина - не менее 20%, он должен находиться в породе в виде мономинеральных зерен (без вростков кварца); содержание железа в пересчете на полуторные оксиды - не более 0,6%, содержание оксидов железа и титана, входящих в состав микроклина - не более 0,25%; количество кальция должно быть минимальным.

В последние годы поиски щелочных каолинов проведены на Среднем и Южном Урале. На Среднем Урале обследованы Верхне-Исетская интрузия, Соколовский, Трифоновский и Рефтинский массивы. На Южном Урале изучены Бердяушская, Челябинская, Варламовская, и др. интрузии; Султаевский и Велико-Петровский массивы. В результате проведенных поисковых работ, охвативших весьма ограниченные площади, выявлен ряд участков щелочных каолинов: Кременкульский, Красное поле (Челябинская интрузия), Варламовский и Рефтинский (на одноименных массивах). Общие недостатки выявленных участков - ограниченные запасы, малые мощности продуктивной толщи, непостоянство условий залегания и вещественного состава, относительно низкий (10-20%) выход микроклинового продукта.

Кроме поисков щелочных каолинов целесообразно провести доизучение известных месторождений: Чекмакульского, Журавлиный лог, Михайловского, Чуксинского. Для сырья всех этих объектов характерно довольно большое содержание песчаной составляющей, в которой одним из основных компонентов отмечен белый микроклин. Месторождение Журавлиный лог представлено покровной залежью каолинов площадью 0,25 км², развитых по гнейсо-гранитам; мощность толщи 3,5-30,5 м (средняя 18 м). Содержание щелочей в белой разновидности каолина-сырца в среднем составляет 3,13%. Песчаная фракция (выход 46,9%) состоит из кварца, микроклина и слюды. Интерес представляет также и Кыштымское месторождение, точнее участок, кора выветривания на котором развита по гранито-гнейсам.

Следует дать оценку качества сырья таких проявлений каолинов, как Уктусское и Нюксинское (Свердловская область), Юльевское, Котлик, Неплюевское и Летние хутора (Челябинская область).

В Оренбургской области известны месторождения элювиальных каолинов, среди которых отмечены щелочные (микроклиновые); содержание щелочей достигает 5,0% при большом количестве окрашивающих оксидов (0,93-2,33%). Значительная часть каолинов Домбаровского месторождения, развитых по гранитам и гранито-гнейсам, по-видимому, также относится к щелочной разности. На востоке области выявлено около 50 месторождений и проявлений каолинов, связанных с корой выветривания интрузивных и эффузивных пород кислого состава; щелочные каолины не отмечены, но, безусловно, имеются.

На юге Зауралья, в северной части Кошенсайского гранитного массива отдельными скважинами подсечена мощная (30-60 м) каолиновая кора выветривания; нормальные каолины имеют мощность 8-34 м, сырец содержит 1,4-4,2% оксида калия.

Для выявления щелочных каолинов перспективны также Верхне-Ушкотинская гранитная интрузия, характеризующаяся широким развитием мощной (10-40 м) коры выветривания и северная часть Джарбутакского гранитного массива. Из известных проявлений заслуживают внимания Киембаевское 1 и 2, Шильдинское 1 и 2, Лиманское и Подольское, каолины которых развиты по гранитам.

Еленинское месторождение приурочено к коре выветривания микроклиновых гранитов Джабык - Карагайского массива. Щелочной каолин, содержащий 2-3% оксида калия, обнаружен разведочными работами в 1958/59 г.г., но его залегание не было уточнено при подсчете запасов.

Полетаевское месторождение приурочено к коре выветривания порфировидных биотитовых и лейкократовых средне- и мелкозернистых гранитов Челябинского массива, пронизанных кварцевыми и аплит- пегматитовыми жилами. В процессе разведки выделено 29 отдельных залежей каолинов, наиболее крупные имеют 0,4-0,7 км в длину, 0,1-0,7 км в ширину. Мощность залежей колеблется от 0,4 до 31 м. Щелочные каолины в подсчет запасов не включены, щелочное сырье не изучено.

Актуальной задачей для Урала является создание промышленных запасов щелочных каолинов, которые здесь почти не изучены. Первоочередным объектом исследования должно явиться месторождение каолинов «Журавлиный лог», которое необходимо переобследовать. Все каолиновые залежи, связанные с корой выветривания микроклиновых гранитов Восточно-Уральского поднятия, являются потенциально перспективными на щелочные каолины.

3. Галлуазит

Среди глинистых материалов особенно замечателен галлуазит. За последнее время к нему значительно возрос интерес. По мере развития исследовательских работ случаи нахождения галлуазитовых глин все более множатся. Это объясняется тем, что некоторые технологические особенности глин, используемых в промышленности, особенно уральских и сибирских месторождений, связываются с присутствием в них галлуазита.

Галлуазит Al₂O₃2SiO₂2H₂O2H₂O - глинистый минерал. По химическому составу близок к каолиниту, но содержит несколько больше воды (четыре молекулы). Половина количества воды представлена в минерале в виде гидроксила, остальная - в виде молекулы воды (H₂O). При этом вода между слоями не является жидкостью, так как молекулы ее находятся в фиксированном положении, как в структуре льда. Количество молекулярной воды непостоянно (меньше, чем 4H₂O); в зависимости от чего колеблется содержание и остальных компонентов. Кроме того, для галлуазита характерны изменяющиеся и расстояния между слоями воды, причем молекулы воды в слоях связаны посредством гидроксилов. Связь двух добавочных молекул воды с силикатными слоями настолько слаба, что эти связи разрываются уже при 50єС. Силы связи очень слабы вследствие полного насыщения всех возможных химических валентностей. Поэтому легко представить, что две добавочные молекулы воды не входят в структуру силиката, а также понять, как осуществляется переход к метегаллуазиту (Al₂O₃2SiO₂2H₂O). Между слоями гидроксидов кремния и алюминия имеется непосредственная связь, почти равная связи в каолините.

Галлуазит отличается от других каолинитовых минералов тем, что он существует в виде трубчатых индивидов.Длина этих трубочек иногда достигает 1-2 мкм, но чаще их размер не превышает 1 мкм. Предполагают, что трубчатый габитус галлуазита обусловлен натяжениями, возникающими вследствие несоответствия размеров кремнекислородных и алюмокислородных слоев. Образованию трубчатых форм у кристаллов других каолинитовых минералов, по-видимому, препятствует наличие водородных связей и, следовательно, большая толщина пластинок.

Галлуазит в естественном виде состоит из частично дегидратированных кристаллов трубчатой формы размером 0,5-1,0 мкм и большого количества обломков кристаллов, утративших эту форму. Кристаллической решетке галлуазита, также как и каолинита, не свойственны замещения.

Различают два типа галлуазита: один - белый или светлоокрашенный, пористый и рыхлый, почти пушистый, и другой - плотный, фарфороподобный, белого, светло-желтого и рыжего цвета, часто бывает окружен землистой, хрупкой, нередко окрашенной оксидами железа в бурый цвет коркой метагаллуазита, а также коричневый от оксидов железа (железистый галлуазит). Галлуазит, в котором 6-8 % и больше Al₂O₃ замещены Fe₂O₃ относят к феррогаллуазиту Al₂O₃ (Fe₂O₃) 2SiO₂2H₂O

У свежих фарфоровидных разностей галлуазита блеск восковой, у рыхлых, пористых - матовый. Твердость у галлуазита низкая. У рыхлых и пористых - 1-2, у плотных и твердых разностей до 3. Галлуазит хрупок. Легко полируется при трении ногтем. Рыхлые разновидности на ощупь часто талькоподобные. Плотные разности по высыхании на воздухе растрескиваются, распадаясь на мелкие угловатые обломки с плоскораковистым изломом (явление, весьма характерное для всех минералов группы галлуазита). Рыхлые разности галлуазита по внешним признакам неотличимы от таких же разностей каолинита. Практически у них аналогичны и кривые нагревания. Однако, существенно отличаются от каолинита оптическими константами, а также по поведению кривых обезвоживания, особенно в начальный период.

Установлено, что при нагревании галлуазит два раза отдает воду. Первая потеря воды происходит при температуре 50-100^оС. Эта потеря воды составляет для воздушно-сухого галлуазита состава Al₂O₃2SiO₂2H₂O2H₂O две молекулы воды и новое вещество имеет состав Al₂O₃2SiO₂2H₂O. Вещество это имеет заметно повышенный показатель преломления против первоначального галлуазита и одновременно отличается от последнего также строением своей кристаллической решетки. Хотя химически обезвоженный галлуазит соответствует формуле каолинита, но кристаллическая решетка его отличается от таковой каолинита, почему и рассматривают его как новый минерал и называют метагаллуазитом. Вода, выделяющаяся при 50^оС, не является адсорбционной, а входит в решетку галлуазита; метагаллуазит выделенную воду снова не поглощает. Обратный переход не может быть осуществлен посредством гидратации, так как гидроксильные связи ионов кислорода в каолиноподобных слоях метагаллуазита прочнее, чем водные связи водного слоя.

Наружная корка вокруг галлуазита связана с частичным обезвоживанием его в результате выветривания.

Остальные две части воды остаются при обезвоживании в решетке галлуазита.

При нагревании до 400^оС характерные свойства галлуазита сохраняются. В этом случае уменьшаются расстояния по базису до соответствующих каолиниту.

Очень сильный эндотермический эффект фиксируется при удалении конституционной воды (выхода последних двух молекул воды), минимум которого приходится на 550-600^оС и происходит разрушение кристаллической решетки галлуазита.

Первый острый значительный экзотермический эффет (990-1100^оС), связан, по-видимому, с образованием муллита. Второй экзотермический эффект (1175-1210^оС) связан, возможно, с переходом остатков аморфного кремнезема (от распада галлуазита) в кристобалит.

Термограмма напоминает термограмму каолинита, но отличается от нее эндотермикой при 50-100^оС.

При исследовании изменений в галлуазитах Урала при награвании было установлено следующее.

1. Кривые обезвоживания галлуазита Журавлинского месторождения (Пермская область) показывают, что до 400-430^оС происходит постепенная потеря воды, затем ход кривых резко изменяется, вода убывает быстро, приблизительно до 500^оС, после чего кривая резко выполаживается.

2. Кривые нагревания Айдырлинского (Оренбургская область) образца показали типичную каолинитовую эндотермическую остановку при 950-990^оС. Галлуазитовая остановка находится в пределах 70-100^оС.

Кривые обезвоживания айдырлинского галлуазита можно разделить на четыре отрезка (табл. 3.48).

Таблица 3.48

Кривые обезвоживания галлуазита

Образец	Потеря воды в мас. %
	От обыкновенной температуры до 100-110оС	От 100-110 до 300-350оС	От 300-350 до 400оС	От 400 до 800-850оС
Плотный галлуазит (Айдырля)	4,95	2,31	10,48	1,30

Вместе с изменением содержания воды и уплотнением вещества изменяется показатель преломления: у айдырлинского галлуазита N_m = 1,543 до 1,552 при 110^оС, затем с 350 до 400^оС резко падает до N_m = 1,520, с 450 до 650^оС постепенно поднимается до N_m = 1,525, а в пределах 750-800^оС делает скачек до N_m = 1,543, что соответствует изменению в составе продуктов дегидрации минерала.

У киембаевского (Актюбинская область, Республика Казахстан) ферригаллуазита кроме двух эндотермических появляется два экзотермических эффекта (при 870 и 1080^оС) и повышается двупреломление (N_m = 1,540-1,542).

Оптически галлуазит и метагаллуазит почти изотропны, но рентгеноанализ обнаруживает структуру, близкую к каолинитовой. Вследствие потери двух молекул воды показатель преломления возрастает от 1,528-1,542 до 1,549-1,553.

Полностью гидратированный галлуазит имеет на рентгенограмме сильный базальный рефлекс 1,0110^-10 мм, после необратимого высушивания при 110^оС появляется вместо него рефлекс 0,7210^-10 мм. Промежуток толщиной 0,2910^-10 мм необходим для размещения дополнительных молекул Н₂О, входящих в формулу галлуазита.

Теплота смачивания галлуазита 28,9 Дж/г, температура плавления 1780-1790^оС. Линейная усадка: воздушная 7-15%, огневая - 11. Удельная поверхность галлуазита 250 м²/г. В пламени паяльной трубки галлуазит не плавится. В сухом виде липнет к языку. Галлуазит характеризуется наименьшей степенью упорядоченности.

Химический состав чистых минералов галлуазита соответствует теоретическому составу и приведен в табл. 3.49.

В качестве примесей в незначительных количествах присутствуют Fe2O3, Cr2O3, MgO, FeO, иногда NiO, CuO, ZnO.

Химический состав галлуазитов Урала приведен в табл. 3.50.

Галлуазит из Айдырли нежноголубой, гелеподобный, излом плоскораковистый. Твердость 1-2. Анализ дает большую чистоту минерала.



Таблица 3.49

Химический состав чистых минералов галлуазита

Минерал	Содержание оксидов, %
	SiO2	Al2O3	H2O
Галлуазит Al2O3 2SiO24H2O Галлуазит Al2O3 2SiO23H2O Метагаллуазит Al2O3 2SiO22H2O	40,80 43,50 46,60	34,70 36,90 39,48	25,0 19,60 13,92

Таблица 3.50

Химический состав галлуазитов Урала

Месторождение	Содержание оксидов, %
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	FeO	Cr2O3	MgO	NiO	H2O
Айдырлинское Журавлинское Кимперсайское	43,27 46,47 42,62	37,41 37,61 39,52	0,11 0,13 0,54	-- -- 0,14	0,16 -- --	-- 0,60 0,98	-- -- 0,16	19,37 15,47 16,25

Кимперсайский галлуазит слегка зеленоватый. Продукт разложения габбро-амфиболитов. Журавлинское месторождение галлуазита очень сложное и его развитие представляется в следующем виде.

1. Серный колчедан, находящийся в темных глинах, которые лежат выше каменноугольного известняка, окисляясь, дает сернокислые соли железа, гидрат оксида железа и серную кислоту.

2. Получившаяся при окислении пирита серная кислота действует на каолинит глин, слюду и полевой шпат, присутствующих в глинах (песчанниках), в результате чего получается H₂SiO₃, Al₂(SO₄)₃ и K₂SO₄.

3. Сернокислые растворы, кремнезем и избыток серной кислоты проникают до известняка, который вызывает осаждение гидрата глинозема и образование гипса и СО₂, чем создаются условия для выноса водного кремнезема. Гипс также выщелачивается.

4. С другой стороны, выщелачивание вышележащих глин создает условия, благоприятные для образования устойчивых каолинитовых суспензий, которые, спустившись вниз до известняка, попадают в условия своей коагуляции вследствие присутствия СаСО₃; отсюда получаются осадки каолинита и галлуазита.

5. Галлуазит, в свою очередь, в присутствии свободной H₂SO₄ превращается в алунит. Такова сложность процессов, имеющих место в образовании сложного и пестрого по составу Журавлинского алунито-каолинитового месторождения.

Синтетически галлуазит пока не получен (при синтезе употребляются слишком высокие для образования галлуазита температуры), но то обстоятельство, что галлуазит большей частью приурочен к гипергенным продуктам основных пород, позволяет сделать заключение не только об относительно низких температурах его образования, но и о том, что среда, в которой он образуется, менее кислая, чем при образовании каолинита (имеются галлуазиты, которые разлагаются в кислотах).

Отношение галлуазита, метагаллуазита и каолинита к соляной кислоте, к едкому натру и перикиси водорода не одинаково (табл. 3.51).

Таблица 3.51

Разложение галлуазита, метагаллуазита и каолинита в HCl, NaOH и Н₂О₂ (%)

Образцы	При комнатной температуре
	В 5% HCl	В 10% HCl	В конц. HCl	В 1% NaOH	В 10% NaOH	В 6% H2O2
Галлуазит	8	13	16	12	19	-
Метагаллуазит	2	3	4	4	11	-
Каолинит	1	1	3	2	5	-
При температуре водяной бани
Галлуазит	16	33	46	40	77	1
Метагаллуазит	10	12	4	12	56	-
Каолинит	1	2	4	6	20	-

При 100^оС галлуазит растворим в концентрированной HCl и 11,5М растворе H₂SO₄. Не растворим в 1М растворе КОН при нагревании до 100^оС.

Способность к комплексообразованию у галлуазитов выражена слабо. При обработке галлуазита избыточным количеством органических жидкостей слои молекул воды замещаются слоями органических жидкостей, что сопровождается изменением базального межплоскостного расстояния от 1,0110^-10 до 1,110^-10 мм, зависящем от характера органических молекул. Поглощенные молекулы органического вещества размещаются в галлуазите, по-видимому, однослойно. Имеются указания, что в единичных случаях при этом удавалось увеличить межплоскостные расстояния до 1,710^-10 мм. Это может служить важным диагностическим признаком, в частности, если галлуазит содержится в смеси с каолинитом.

Галлуазиты способны также поглощать сульфиты, хлориты, нитраты в количестве от 5 до 45% своей массы, что также сопровождается расширением решетки.

Емкость катионного обмена галлуазита 15-40 мг-экв. на 100 г. Метагаллуазит умеренно пластичен и обменная способность его ионов незначительна, часто она составляет лишь 8 мг-экв. на 100 г. В формуле Al₂O₃2SiO₂nH₂O может изменяться от 3,5 до 4,0 мг-экв. для галлуазита и от 2,33 до 2,66 мг-экв. для метагаллуазита.

Природа галлуазита пока недостаточно еще выяснена, некоторые исследователи рассматривают галлуазит в качестве самостоятельной группы, включая в нее галлуазит, метагаллуазит и ферригаллуазит.

Все относящиеся сюда минеральные виды обладают общими физическими свойствами и близки друг к другу по условиям их образования. Как правило, эти минералы встречаются в виде коллоидных или метаколлоидных образований, возникая в виде гелей путем коагуляции золей исключительно в экзогенных зонах.

Галлуазит является типичным экзогенным минералом, встречается вместе с каолинитами, с обычным преобладанием первого минерала как в остаточных, так и в переотложенных глинах и каолинах. Многие принимают галлуазит за коллоидный, переходный к каолиниту продукт. Обычно образование галлуазита связано: а) с корой выветривания на габбро и габбро-амфиболитах, габбро-диабазах и кремнистых сланцах; б) с прожилками в основных и ультраосновных породах; в) с переотложенными континентальными глинами в виде выпавших из раствора в карстах минералов. Известны случаи нахождения галлуазита совместно с алунитом (действие сернокислых вод), а также с диаспором, гиббситом, монтмориллонитом и др. Его находят в линзообразных массах и стяжениях, в пустотах различных пород, как вторичное образование и как составную часть тонких фракций осадочных пород: в глинах и суглинках различных пород. Нередко он встречается в некоторых рудных месторождениях никеля, меди, железных и цинковых руд, залегая вместе с ними в карстовых впадинах среди известняков, является он также продуктом выветривания цветной составной части ультраосновных и основных пород. Встречается в кислых почвах, богатых органическими кислотами.

Галлуазит довольно широко распространен в коре выветривания многих месторождений никелевых гидросиликатов Южного Урала: Айдырлинском, Халиловском, Кимперсайском и др. Обычно он загрязнен различными химическими и механическими примесями. На Среднем Урале на месторождении алунитовых глин Журавлинского месторождения (на реке Чусовой, Пермская область) в карстовой впадине вместе с алунитом и гидраргиллитом на границе известняков и бурых глин выявлены значительные запасы галлуазита. Рентгенограмма необработанного образца свидетельствует о том, что в образце присутствует метагаллуазит.

В Уфалейском районе (Челябинская область) среди глиноподобных образований встречается галлуазит гарниеритового ряда (Ni₄Si₄O₁₀ OH₄4H₂O).