上一節的寶石雖然過癮,但畢竟是含鋁礦物中的高富帥,鋁在地殼中的礦物形式已經發現的就有270多種,還有眾多屌絲鋁礦石等著我們去檢閱呢,讓我們一個一個看吧。
鋁土礦,最常見的鋁礦石,成分是氫氧化鋁的水合物,有時候會混雜一些氧化鐵,因而顯紅色。矽元素和鋁元素哥倆好,經常在一起廝混,形成矽酸鋁類的各種礦物。而在一些富含水的地區,經過瞭漫長的地質時代,水滴石穿,穿掉的是矽和鈣,留下的是鋁元素,這就是鋁土礦的由來。
【巴西的鋁土礦開采現場。】
正因如此,含有很少矽元素的鋁土礦是用來生產金屬鋁的理想原材料,這是最重要的鋁資源。鋁土礦儲量最大的三個國傢是巴西、澳大利亞和非洲的幾內亞,中國的現代化建設需要跟這些國傢的良好關系。
【世界上鋁土礦的主產地。】
長石,地殼中最常見的礦物,在地下15公裡深度的范圍內,長石所占的地殼總重量竟達到60%。
它是一類礦物的總稱,成分中包含矽酸鋁鉀、矽酸鋁鈉和矽酸鋁鈣三種組份,根據鉀、鈉、鈣這三種元素的成分,可以把長石分為:鉀長石、鈉長石和鈣長石。還有更多的元素也會混雜其中,因而長石還會體現出不同的顏色,比如黃、褐、淺紅、深灰等。
每年有數千萬噸的長石被開采出來,主要用來生產玻璃和陶瓷,長石的產量前三名:意大利,土耳其,中國。
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【巴西出土的較為完整的長石晶體。】
高嶺土,因江西省景德鎮高嶺村而得名,也叫白雲土。它的外觀潔白細膩,呈松軟土狀,由高嶺石、地開石、珍珠石、埃洛石等高嶺石簇礦物組成,其中最主要的礦物成分是高嶺石。
高嶺石的晶體化學式為2SiO2●Al2O3●2H2O,其理論化學組成為46.54%的SiO2,39.5%的Al2O3,13.96%的H2O。
高嶺土和“瓷都”景德鎮放在一起,可能很多人已經想到瞭,陶瓷的主要原材料就是:高嶺土、瓷石、長石和石英。高嶺土在陶瓷中引入瞭Al2O3,可以提高其化學穩定性和燒結強度。
【明朝嘉靖年間的紅色龍紋瓷器。】
純度高的高嶺土是潔白的,因此還被用於塑料、塗料、化妝品、紙張中的填充料,加強它們的白度。
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【傢用乳膠漆的填充料就有高嶺土。】
高嶺土還有一個大傢熟知的別稱:觀音土。傳說王屋山下的居民們得瞭一種怪病,觀音下凡化為老太太,采來山土,加入面團中烹制,解救蒼生。因此大傢都將這種土稱為“觀音土”,現在我們知道觀音土就是高嶺土。這東西被觀音拿來烹調,可能添加量較少,也可能恰逢王屋山上的高嶺土富含鉀元素,居民們吃瞭起到瞭香蕉的效果,因而精神從萎靡轉為亢奮。我們懂瞭化學,就知道觀音土是不可能直接被吃的,它就是矽酸鋁,不消化。
我們的民族在歷史上多災多難,在20世紀70年代之前,饑荒的陰影一直籠罩著中華大地。災荒期間,一些窮苦災民們被迫靠吃觀音土活命。現在我們知道觀音土裡沒有任何人體所需的營養成分,雖然少量吃不致命,但也不能解決人體所需養分的問題。最難受的是吃瞭以後腹脹,難以排便。饑荒年代因吃觀音土腹脹如鼓,無法排便,活活憋死之人不計其數。
【1937年四川饑荒,吃瞭觀音土後腹脹的孩子,眼淚。。。】
膨潤土,也叫也叫斑脫巖,皂土或膨土巖,它的主要礦物成分是一種叫做蒙脫石的東西,這種蒙脫石也是一種矽酸鋁,隻不過結構比較特殊,由兩個矽氧四面體夾一層鋁氧八面體組成2:1型晶體結構。這種晶胞形成層狀結構,其中還會混入一些鈉、鉀、銅、鎂等離子,這些陽離子與蒙脫石晶胞的作用很不穩定,易被其它陽離子交換,具有較好的離子交換性,因此被用於各種工業的吸附過濾,很多工廠和實驗室裡用的“白土”就是這玩意。
因為它應用到的工業特別多,被加工成的產品種類也很多,所以也被稱為“萬能土”。
【紅酒加工之後要靠膨潤土將其澄清。】
雲母,化學成分也是鋁矽酸鹽,人類最早使用的礦物之一,可以追溯到幾萬年前的舊石器時代。這些瘋狂原始人們用它來做壁畫,也有用它來制造陶器,到後來更有用來作為建築材料的,比如古阿茲特克人的太陽金字塔中,就使用瞭大量的雲母。
【墨西哥城東北部,古阿茲特克城市特奧蒂瓦坎的太陽金字塔。】
到瞭工業時代,人們發現雲母特別容易形成層狀結構,它的電、熱絕緣性能特別好,因此它經常被加工成雲母片,用於電氣工業中做絕緣材料。
【片狀的金雲母和白雲母。】
明礬,成分是硫酸鋁鉀的十二結晶水合物,外觀呈無色透明的結晶,也稱白礬、鉀礬、鉀鋁礬。它的英文名叫alum,鋁元素詞源的來歷。
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【明礬晶體。】
明礬有抗菌效果,因此可以用做中藥,還被用來做收殮劑。它最為人熟知的是它的凈水效果,古人沒有自來水廠和管道,取來的江水、湖水、井水往往會因含有一些雜質而顯得渾濁,加入一些明礬,攪拌少許之後,水就澄清瞭。
原來,混入泥沙的水之所以長時間渾濁,是因為泥沙粒子帶負電,這些帶負電的粒子互相排斥,就一直在水裡跳舞不沉降下來,這也是大多數分散劑的機理。明礬溶於水後,電離出鋁離子,鋁離子水解生成瞭氫氧化鋁,氫氧化鋁容易形成帶正電的膠體粒子,跟泥沙電荷中和之後,失去電荷的粒子再也沒有分散在水裡的動力,隻好沉降下來。
【明礬的凈水原理。】
除瞭紅藍寶石以外,鋁元素還存在於一些不太有名的寶石中。比如尖晶石,因其經常表現為帶尖角的結晶體而得名。它的主要化學成分是氧化鎂鋁,會混入一些鐵、鋅、錳、鉻,因而顯藍色或紅色,你可以把它視為混入鎂元素的紅藍寶石。
【寶石級尖晶石,也挺漂亮的哦。】
石榴石,其通式為A3B2(SiO4)3,其中A代表二價元素(鈣、鎂、鐵、錳等),B為三價元素(鋁、鐵、鉻以及鈦、釩、鋯等)。根據A、B的不同,可以分成六個系列:鎂鋁榴石、鐵鋁榴石、錳鋁榴石、鈣鉻榴石、鈣鋁榴石、鈣鐵榴石,名字裡帶“鋁”的都是含有鋁元素的。
【美國自然歷史博物館裡的鈣石榴石,右邊的綠色石榴石產自坦桑尼亞,也叫沙弗萊石。】
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