Геохимия и минералогия алюминия
Вследствие своей высокой химической активности алюминий находится в природе только в связаном виде. По содержаеию в земной коре алюминий, в виде его соединений, занимает первое место среди металлов (7,45%), а после кислорода и кремния является наиболее распространенным химическим элементом. Вместе же с кислородом и кремнием алюминий составляет 82,58 % массы земной коры, будучи сосредоточен преимущественно вблизи ее поверхности.
По данным акад. А. Е. Ферсмана насчитывается около 25С видов минералов, содержащих алюминий, причем свыше 40% из них относятся к алюмосиликатам (табл. 1).
Таблица 1
Распределение минералов алюминия по группам
| Группа минералов | Число | % |
| Силикаты | 100 | 40 |
| Фосфаты | 75 | 30 |
| Сульфаты | 35 | 14 |
| Окислы | 15 | 6 |
| Галоиды | 15 | 6 |
| Карбонаты | 5 | 2 |
| Бораты | 2 | 1 |
| Органические соединения | 1 | 0,4 |
| Около | 250 | 100 |
Среди алюмосиликатов наиболее распространены полевые шпаты (например ортоклаз К2О • АlОз • 6SiO2), являющиеся главнейшей составляющей вулканических пород. Из алюмосиликатов, имеющих промышленное значению, (необходимо отметить лейцит К2О • АlОз • 4SiO2, встречающийся в районе Везувия; близкий к нему минерал н е ф е л и н (Na,Cl)2O А12Оз 2SiO2 сопровождает апатиты, образующие огромные залежи в СССР на Колъском полуострове.
Наряду с алюмосиликатами, при высоких температурах вулканических процессов имело место образование химических соединений глинозема с окислами других металлов — шпинелей (MgO•А12Оз) также свободного окисла — корунда А1Оз. Окрашенные следами окислов других металлов, разновидности последнего являются драгоценными камнями и носят, например, название рубина (красный) или сапфира (синий). В результате разрушения (выветриваиия) алюмосиликатов (полевых шпатов) образовались многочисленные вторичные (метаморфические) породы, в состав которых алюминии входит как в форме гидр оалюмосиликатов (например, каолинита, А1з • 2 SiO 2 • 2Н20, различные слюды), так к в виде гидроокисей (диаспор, бемит АІООН или гидр аргиллит А1(ОН)з). Минерал каолинит является основной составляющей таких горных пород, как маслины, глины, гдинистые сланцы, широко распространенные в земной коре. Гидроокиси алюминия входят в состав одной из важнейших алюминиевых руд— боксита, а также вcтречаются хотя и редко, в свободном состоянии.
Под воздействием на алюмосиликаты кислых горячих вод, содержащих СО2 (и свободную серную кислоту, образовались сульфаты алюминий, в частности, минерал алунит К2SО4 •АІ2(SО4)з•2АІ2 (0Н)6 который входит в состав алунитовых пород, имеющих значительное распостранение на территории различных стран и в СНГ
Таблица 2
Некоторые минералы, содержащие алюминий
Название и химическая формула | Содержание алюминия в виде А12О3 |
| Корунд Al2O3 | 100,0 |
| Диаспор, бемит AlOOH | 85,0 |
| Шпинель Al2O3*MgO | 71,0 |
| Гибсит (гидраргиллит) Al(OH)3 | 65,4 |
| Кианит, андалузит, силлиманит Al2O3*SiO2 | 63,2 |
| Каолинит Al2O3*2SiO2*2H2O | 39,5 |
| Вавеллит 4AlPO4 *2Al(OH)3*9H2O | 38,0 |
| Алунит K2SO4*Al2 (SO4)3*2Al(OH)6 | 37,0 |
| Нефелин (Na;K)2O* Al2O3*4SiO2 | 33,2 |
| Слюда, мусковит K2O*3Al2O3*6SiO2*2H2O | 28,5 |
| Криолит 3NaF*AlF3 | 24,3 |
| Лейцит K2O*3Al2O3* 4SiO2 | 23,5 |
| Полевой шпат—ортоклаз K2O*3Al2O3* 6SiO2 | 18,4 |
Галоидные соединения алюминия в промышленных количествах обнаружены только в форме двойного фторида — минерала криолита Na3AlF6, образующего крупное месторождение в Гренландии. Из фосфорнокислых природных соединений алюминия более часто встречается минерал Вавелит 4AlPO4 *2Al(OH)3*9H2O.
Алюминий, в виде его соединений, является таким образом одной из важнейших составляющих горных пород.
В таблице 2 приведены некоторые, наиболее часто встречающиеся в природа минералы, в состав которых входит алюминий.