Гидротермальные Процессы

(от греч. Hydor-вода и therme-тепло), получение кристаллич. Неорг. В-в (гидротермальный синтез), перекристаллизация или выращивание монокристаллов в условиях, моделирующих физ.-хим. Процессы образования минералов в земных недрах. Основаны на способности воды и водных р-ров растворять при высоких т-ре (до 500 о С) и давлении (10-80 МПа, иногда до 300 МПа) в-ва, практически нерастворимые в обычных уеловиях, - нек-рые оксиды, силикаты, сульфиды и др. Существуют два технол. Способа гидротермального синтеза. По первому исходные реагенты растворяются, взаимод. Между собой и образуют новые соед. В одной емкости. Если при растворении реагенты не взаимодействуют, применяют второй способ - р-ры каждого из реагентов готовят в отдельных аппаратах, а собственно синтез происходит при смешении этих р-ров.

При этом часто достигается 100%-ное превращ. Исходных компонентов в конечный кристаллич. Продукт. Гидротермальными методами в промети получают большое число соед., напр. SiO2, NaNdSi6O14, CaSiO3, GeO2, KNaP4O12, NdP5O14, HgS, ZnS, PbS. Выращивание монокристаллов осуществляют в автоклавах, в ниж. Части к-рых в спец. "корзинах" размещают кристаллич. В-ва (шихту), в верхней - рамку с затравкой, на к-рой происходит рост кристаллов. Для регулирования потоков над шихтой устанавливают перегородку с рассчитанной площадью отверстий. Р-рителями могут служить водные р-ры NaOH, NH4F, H3PO4 и др. (см. Табл.). Ниж. Часть автоклава нагревается больше, чем верхняя. При этом в зоне перегородки наблюдается резкий скачок в распределении т-ры внутри аппарата.

Более нагретый и, следовательно, более концентриров. Р-р поднимается вверх, где вследствие охлаждения он становится пересыщенным и из него выделяются в-ва, к-рые оседают на затравку. Охлажденный р-р возвращается в ниж. Зону, где он снова нагревается, насыщается и цикл повторяется. Непрерывность процесса обеспечивает рост крупных монокристаллов, напр. Кварца массой до 50 кг с высокой оптич. Однородностью. Условия получения ряда монокристаллов приведены в таблице. УСЛОВИЯ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ НЕКОТОРЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ Перекристаллизация в гидротермальных условиях позволяет проводить эффективную очистку неорг. Соед. Даже за один цикл. Лит. Смирнов В. И., Гидротермальные месторождения, в кн. "Геология полезных ископаемых", 4 изд., М., 1982, с.

216-346. Синтез минералов. В 2-х т., т. 1, М., 1987. Г. М. Сафронов. .