Что такое галит, или каменная соль: свойства, происхождение и нестандартное применение

Группа

Каменная соль — rock salt, Steinsalz (часто также применяется для обозначения породы, состоящей из галита), поваренная соль — Kochsalz, хлористый натрий — sodium chloride, озерная соль, самосадочная соль, ледяная соль, синяя соль (для синего галита), частично волосистая соль — Faserzalz, β-галит— β-halite (Панике, 1933), соляной шпат — saltspar (Мурзаев,1941) — крупнокристаллические выделения. Трескучая соль (Лебедев, Учебник минералогии, 1907) — соль, содержащая включения газов, потрескивающая при растворении, соколья соль (Лебедев, там же) — местное название, употреблявшееся в Якутии, мартинсит — martinsite, описанный Карстеном (1845) — галит из Стасфурта с примесью MgSO4, натрикалит — natrikalite (Адам, 1869) — смесь галита и сильвина с Везувия, каллар — kallar (Дана, 1892) — нечистая соль из Индии, цубер — Zuber — галопелитовяя порода, сцементированная галитом. Гуантахайит— huantajayite — галит, содержащий до 11% серебра, возможно, представляет смесь (Раймонди, 1876).

Английское название минерала Галит — Halite

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Кубическая (3L44L36L29PC).

Класс. Гексоктаэдрический.

Кристаллическая структура

В структуре атомы Na и Сl равномерно чередуются в узлах простой (примитивной) кубической решетки с а0 = 2,82 А; ввиду различия между Na и Сl нужно говорить о двух гранецентрированных решетках (Na и Сl) с а0 = 5,64А, вставленных одна в другую. Поскольку ионный радиус Сl значительно больше радиуса Na, структуру можно представить как плотнейшую кубическую упаковку атомов Cl, во всех октаэдрических пустотах находятся атомы Na. Координационное число как Сl, так и Na равно 6, координационный многогранник — октаэдр. Совершенная спайность по граням куба связана с тем, что эти плоскости равномерно заселены катионами и анионами и потому электронейтральны. Преобладает ионный тип связи.

Главные формы: Главные формы: а (100), о (111).

Синий галит Артемовское

Отрасли применения галита

Галит широко используется как компонент пищи. В год человек употребляет несколько килограммов соли, а все человечество съедает примерно 7 миллионов тонн этого минерала. Около 100 миллионов тонн используются промышленностью. Галит служит сырьем для добычи натрия и хлора, применяется в производстве соды, хлористоводородной кислоты, щелочей. Высококачественная оптика применяет монокристаллические пленки из галита в качестве дополнительных слоев на линзы.
Друзы солевых кристаллов красивой формы и цвета встречаются реже. Из них изготавливают разнообразные украшения для интерьера. Еще большая редкость – это ювелирные украшения с вставками из галита.

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов. Кристаллы кубические, очень редко октаэдрические, иногда достигают значительных размеров. Кубические кристаллы NaCl образуются из нейтральных растворов, октаэдрические— из активных, кислых или щелочных растворов. Очень характерны скелетные образования— хрупкие мутно-белые полые пирамидки—«лодочки», плавающие на поверхности рапы вершинкой вниз; стенки лодочек обычно ступенчаты, часто несут рубец или «шов», образующийся вследствие роста от ребер по стенкам навстречу друг другу. Лодочки обычно зональны в результате неравномерного расположения включений маточного раствора, образующих обычно цепочки, параллельные граням куба. Нередко лодочки деформированы и срастаются друг с другом. Встречены также скелетные кристаллы со структурой «ёлочки», так называемые «соляные зубы». Их своеобразный облик обусловлен неравномерным распределением включений, которое вызвано изменением скорости роста в условиях неравномерного поступления вещества при изменении скорости испарения рассола. Известны кубические кристаллы с воронкообразно-вогнутыми гранями. Иногда кристаллы искривлены или имеют искаженную (ромбоэдровидную или пластинчатую) форму вследствие роста в условиях направленного давления. Отмечались также чечевицеобразные кристаллы, выросшие в глине, ориентированные осью третьего порядка перпендикулярно слоистости глины. Грани кристаллов нередко ровные и блестящие, иногда ступенчатые или ямчатые. Фигуры травления, соответствующие гексоктаэдрическому классу, образуются даже при воздействии влажного воздуха. Фигуры травления на искусственных кристаллах, полученные при действии уксусной кислоты, изменяют свою форму в зависимости от примесей, добавляемых в уксусную кислоту.

Двойники по (111) получены только искусственно из растворов, содержащих значительные количества MnCl2, СаСl2, СоСl2. Механические двойники получены путем неоднородного сжатия при температуре 500-600°. Кристаллы каменной соли нередко симметрично или асимметрично зональны в результате неравномерного распределения включений или окраски. Замутненные участки располагаются часто в периферии кристаллов, ближе к вершинам и ребрам, т. е. в направлениях наиболее быстрого роста кристаллов.

Агрегаты. Характерны агрегаты от мелкозернистых до гиганто-зернистых; нередки отдельные кристаллы, друзы. Также образует параллельно-волокнистые агрегаты, натечные корки, сталактиты, пушистые налёты, корочки, выцветы.

Происхождение соляных месторождений

Сформированы соляные месторождения много миллионов лет назад. По подсчетам ученых, мировые запасы галита составляют 24 х 10 х 15 тонн.

В природе на дне морских бассейнов, реже крупных друз и бесформенных масс каменная соль обнаруживается в виде пластин, а в ископаемых осадках – в виде сплошных масс.

Образуется в результате экзогенных процессов – высыхание водоемов, выпаривание воды под солнечными лучами. В пустынях часто обнаруживаются солончаки – пятна соли, образующиеся в результате высыхания влаги. Они исчезают после выпадения осадков, затем образуются снова.

Небольшое количество минерала откладывается на стенках кратеров вулканов.

Физические свойства

Оптические

Цвет. Бесцветен и часто белый, серый до черного, красный, коричневый, желтый, синий (небесно-голубой до темного индиго), фиолетовый, розово-лиловый до темно-пурпурного; изредка зеленый. Серая окраска часто обусловливается включениями глины; черная и бурая, исчезающие при нагревании,— примесью органических веществ. Коричневые и желтые тона иногда связаны с примесью соединений железа, в частности мельчайших игл гематита; в последнем случае окраска обычно распределяется неравномерно или струйчато. Зеленая окраска может вызываться включениями дугласита, в этом случае на воздухе галит с поверхности буреет. Синяя, фиолетовая и исчезающая на свету желтая окраски вызываются воздействием радиоактивного излучения. Источником β -излучения в соляных месторождениях служит К4о и сопровождающий его радиоактивный Rb, что подтверждается неоднократно отмечавшимся фактом окрашивания галита в синий цвет в соседстве с сильвином и другими калийными солями, а также лабораторными исследованиями.

Характер и интенсивность окрашивания обусловливаются количеством β-радиации, полученной образцом, и его чувствительностью к облучению. Последняя зависит от многих причин, главнейшими из которых являются следующие:

Галит с сильвином зернистые агрегаты. Урал Соликамск

1) степень деформированности решетки и наличие в ней тех или иных напряжений;

2) количество и характер элементов-примесей в облучаемом материале, например, в голубой соли отмечалось повышенное содержание Са, в фиолетовой —Cu; общее количество примесей в фиолетовой и голубой соли превышает количество их в желтой; в синей соли из Соликамска установлены нейтральные атомы Na

3) скорость роста окрашиваемых кристаллов. Очень часто синяя окраска распределяется в, кристаллах неравномерно благодаря локальности облучения или восприимчивости к нему кристаллов: в виде зон, параллельных граням куба, неправильных, изолированных друг от друга участков, каемок, пятен, извилистых полос и т. д. Сами окрашенные участки отличаются друг от друга структурой, различимой под лупой: сетчатой, точечно-сетчатой, штриховой, пятнистой, зональной, спиральной и т. д. Иногда это явление обусловлено обрастанием окрашенных скелетных кристаллов бесцветной солью.

Окраска, вызванная радиоактивным излучением, исчезает при нагревании на свету, но образцы сохраняют повышенную способность к окрашиванию.

• Черта белая до бесцветной
• Блеск стеклянный.
• Отлив на несвежей поверхности жирноватый до жирного.
• Прозрачность. Прозрачный или просвечивает.

Механические

• Твердость 2, несколько различная при царапании вдоль ребра и вдоль диагонали куба. Средняя твердость на грани куба меньше, чем на грани октаэдра. Твердость темно-синей соли существенно выше. Микротвердость 18—22 кГ/мм2. Полируется легче всего по граням куба, труднее по (110) и хуже всего по (111). Фигура удара имеет вид четырех-лучевой звезды из трещин в плоскости ромбододекаэдра.
• Плотность 2,173, часто колеблется из-за наличия включений, например, у соли из Калуша от 1,9732 до 2,2100; отмечалось увеличение плотности с увеличением интенсивности синей окраски
• Спайность по (100) совершенная, по (110) несовершенная (тонкая структура плоскостей спайности изучалась под электронным микроскопом)
• Излом раковистый.

Довольно хрупок, но при нагревании пластичность значительно возрастает (в горячем насыщенном растворе легко гнется руками); делается пластичным также при продолжительном одностороннем давлении (о степени пластической деформации галита можно судить по значениям оптической плотности в области 380—600 тпц, которая зависит от степени рассеяния света на деформированных участках).

Методы добычи соли

Как добывают галит в наше время? Современная добыча осуществляется несколькими методами.

• Массовая добыча большого количества каменной соли производится шахтным способом, который заключается в извлечении каменной соли из осадочных пород. Поскольку галит представляет собой сплошной твердый монолит, его приходится размягчать при высокой температуре и под давлением. Для поднятия соли на поверхность применяются специальные солекомбайны.
• Вакуумный метод заключается в том, чтобы вываривать минералы из воды с высоким уровнем концентрации растворенной соли. Для получения рассола бурят скважину, добираясь до месторождения каменной соли. После этого в недра закачивается чистая пресная вода. Минерал быстро в ней растворяется, формируя насыщенный раствор. После этого рассол выкачивают на поверхность. Обычно так добывают соль для пищевых и медицинских нужд, поскольку рассол не содержит примесей других пород.
• Озерный метод основан на добыче соли в открытых соляных водоемах. Такой метод не требует возведения буровых скважин или строительства шахт. Однако добытый таким способом продукт нуждается в тщательной очистке, что влияет на себестоимость.
• Метод выпаривания морской воды практикуется уже около 2 000 лет. Оно было популярно в странах с сухим и жарким климатом. Для получения соли из морской воды здесь не нужны были источники энергии, поскольку солнце само прекрасно справлялось с процессом испарения воды. Однако такой процесс был очень медленным, поэтому при большой концентрации населения, жаждавшего соли, применяли специальный подогрев.

Соляная пещера
Антиподом выпаривания является метод, практиковавшийся в регионах с холодным климатом. Дело в том, что пресная вода замерзает быстрее, чем соленая. По этой причине в сосуде ранний лед при растапливании представлял собой практически пресную воду. В оставшейся воде концентрация соли при этом увеличивается. Так из морской воды одновременно можно было получать пресную воду и насыщенный рассол. Из воды позднего льда соль вываривалась быстро и с меньшими энергетическими затратами.

В наше время NaCl — продукт, ставший привычным. Употребление хлористого натрия в пищу носит характер доведения ее вкуса до состояния морской воды. Это потребность всех организмов, живущих на суше.

Прочие свойства

Галит гигроскопичен, но на воздухе не расплывается.

Непроводник электричества. Диэлектрическая постоянная 5,85. Диамагнитен. При растирании или сдавливании кристаллов NaCl наблюдалась триболюминесценция. Флуоресцирует красным цветом при содержании Mn. Изучалось свечение кристаллов, активированных рентгеновским облучением, термообработкой. Обладает большой прозрачностью в инфракрасной области спектра.

Температура плавления 800° . При нагревании показатель преломления уменьшается (до 1,5246 при 425°), синяя и фиолетовая соль обесцвечиваются.

Искусственное получение.

Легко получается при осаждении из водного раствора. Водяно-прозрачные кристаллы могут быть получены при добавлении FeCl3 или сильных кислот и оснований. Образуется также при возгонке хлорида натрия. Известны методы получения нитевидных кристаллов. С КСl при обычной температуре изоморфно не смешивается, изоморфные смеси были получены лишь при быстром остывании расплава. При температуре выше 500° образуется ряд двойных солей, показатели преломления которых изменяются прямо пропорционально содержанию компонентов, при охлаждении они распадаются на галит и сильвин. Изучены многие физико-химические водные системы с NaCl.

Диагностические признаки

Похожий минерал — сильвин.

От других растворимых в воде солей отличается соленым (но не горьким) вкусом. Отличия от сильвина. Узнается по кубической форме кристаллов, совершенной спайности по кубу, низкой твердости.

Спутники.

Сильвин, гипс, ангидрит.

Измение минерала

Галит легко растворяется водой, и на месте его выделений остаются пустоты, иногда сохраняющие отпечатки тончайшей скульптуры граней кристаллов. Часто такие пустоты выполняются мергелем, глиной, гипсом, доломитом, ангидритом, целестином, полигалитом, кварцем, гематитом, пиритом. При метаморфизме галит соляных месторождений перекристаллизовывается, в результате чего увеличиваются прозрачность его зерен и величина монокристаллов, а также изменяется их ориентировка.

Использование каменной соли

Как бы ни ругали применение каменной соли в пищевой промышленности и в быту, без этой «белой смерти» человек обойтись не может. Это не просто соединения минералов, хотя сложный состав каменной соли в некоторых месторождения очень ценится в медицине. Соль, растворенная в воде или в пище — это увеличение количества ионов, то есть положительно и отрицательно заряженных частиц, которые активизируют все процессы, протекающие в организме.

Однако галит нашел свое применение и в химической промышленности. Например, без NaCl не обходится производство соляной кислоты, перекиси натрия и других соединений, востребованных в разных отраслях потребления. Применение галита, кроме употребления его в пищу, обеспечивает более чем 10 000 различных процессов производства и конечного потребления.

Соль

Этот минерал по-прежнему является самым востребованным и дешевым консервантом, помогающим жить людям от одного урожая к другому, перевозить продукты на большие расстояния, запасаться пищевыми продуктами впрок. Функция соли как консерванта по-прежнему спасает по всему миру людей от голода.

В наше время хлористый натрий стал одним из самых дешевых пищевых продуктов. А когда-то были соляные бунты. Обозы с этим товаром передвигались под усиленной охраной. Этот продукт входила в состав солдатских пайков. Возможно, созвучие слов солдат и соль не случайно.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах в проходящем свете бесцветен. Изотропен n = 1,5442 (Na), под действием гидростатического давления увеличивается. Для галита вулканического происхождения отмечалось аномально низкое светопреломление, n = 1,520, возможно, благодаря изоморфной примеси КСl. После теплового воздействия может появиться слабое двупреломление. При одностороннем давлении параллельно нормали к граням куба или октаэдра становится одноосным (—). Синий галит иногда слабо анизотропен с прямым погасанием относительно трещин спайности и плеохроирует в нежных тонах: от фиолетового или розового до синего ,от бледно-розового до светло-желтого, от фиолетово-красного до фиолетово-синего. У синего галита отмечено понижение показателя преломления по мере увеличения интенсивности окраски (до 1,5320 у темно-синего галита).

Особенности хранения и ухода

Изделия из галита чувствительны к влаге и недолговечны за счет природной хрупкости. Для поддержания первоначального вида их необходимо протирать спиртом, качественным бензином, или ополаскивать в крутом соляном составе, после чего полировать бархатной тканевой салфеткой.

Пищевую поваренную соль следует в закрытых емкостях или полотняных мешочках, при этом в помещении должен быть пониженный уровень влажности. Во время приготовления пищи соль следует брать исключительно сухой ложкой.

Галит, используемый в технических целях, рекомендуется хранить в закрытых помещениях. Если он находится на открытом воздухе, то площадка должна быть заасфальтирована, оборудована навесом и водосточной системой.

Интересные факты о галите:

• В древние времена соль была важнейшим объектом торговли, из-за нее даже происходили войны. За несколько кусков соли можно было купить раба, в Центральной Африке ее продавали на вес золота. Со временем было обнаружено множество месторождений галита, была развита доставка и методы добычи. И сегодня соль стала доступна всем.
• За год человек употребляет в пищу 5-6 кг соли, а все жители нашей планеты съедают 7 млн. тонн.
• Уникальным и важнейшим свойством галита является соленый вкус минерала. Он свойственен только этому веществу и необходим для того, чтобы человек мог безошибочно отличить галит от других солей. В свою очередь это важно и необходимо, так как для нормальной жизнедеятельности организма человека должен быть обязательно поддержан водно-солевой баланс.
• Галит стал первым минералом, для которого организовали искусственный цикл его возобновления. С него началось развитие геотехнологии. Так, были разработана методы подземной бесшахтной добычи минерала и многие другие.
• Галит теряет свою устойчивую форму при нагревании. Горячий галит становится необыкновенно пластичным и изгибается как пластилин.

Дефицит

Причины гипонатриемии:

• недостаточное поступление соли с пищей (менее 0,5 грамм);
• цирроз печени с асцитом;
• поликистоз почек;
• пиелонефрит;
• декомпенсированный сахарный диабет;
• хроническая почечная недостаточность;
• нефротический синдром;
• заболевания пищеварительного тракта;
• прием мочегонных средств;
• гиперсекреция антидиуретического гормона [9].

Симптомы недостатка:

• снижение тургора кожи;
• сухость дермы;
• судороги в ногах;
• рвота;
• жажда;
• уменьшение выделения мочи;
• тошнота;
• спутанность сознания, галлюцинации;
• потеря аппетита;
• сонливость и апатия;
• потеря веса;
• мышечная слабость;
• частые инфекционные заболевания
• снижение артериального давления [9].

Последствия:

• депрессия;
• ухудшение переваривания пищи;
• уменьшение объема плазмы крови;
• вымывание соли из костей;
• усиленное накопление вредных азотистых соединений, подрывающих здоровье;
• нарушение работы вестибулярного аппарата [9].

Лечение гипонатриемии предполагает употребление медикаментов и продуктов, содержащих натрий.

Пищевые источники: морская соль, кислая капуста, рассолы, бульоны, соевый соус, консервированное мясо, помидоры, сельдерей, яйца, рыба морепродукты.

Проверка качества продукции

Проверки качества технической соли (так же, как и кормовой, и поваренной), строго регламентируется. Каждый серьезный солепроизводитель разрабатывает технические условия (ТУ) соли и в дальнейшим тщательно следит за соблюдением требований по качеству продукции.

В целом минеральная соль должна соответствовать следующим параметрам: не иметь запаха, но иметь выраженный соленый вкус. Цвет может быть белым или сероватым (иногда с желтым оттенком). Цвет галита зависит от месторождения, где он добывается. А вот количество посторонних примесей в технической соли строго регламентируется. Продукт представляет собой сыпучую кристаллическую субстанцию. Осадок в воде допускается в пределах определенных норм.

Самые крупные запасы соли в мире находятся в озере Баскунчак

При закупке галита следует иметь в виду, что продукция для коммунального хозяйства имеет особенность сезонного роста цен. Спрос на галит как дорожный реагент резко возрастает с ноября по февраль. Таким образом, наиболее выгодным решением в экономическом плане будет приобрести галит до начала заморозков.

Классификация

Минерал делят на первичный и вторичный. Месторождение первого – древние соляные бассейны. Характеризуется он вкраплениями других пород. Второй появился позднее вследствие переотложения первичного галита. В составе присутствует большое количество брома.

Вторичный галит прозрачный, по структуре крупнозернистый. При залежах пластами его структура более плотная, цвет белый. Окрашивание периферийных граней синим служит признаком радиоактивности.

Исходя из химических характеристик и места образования, минерал делят на следующие виды:

• Каменная соль. Порода формируется после утрамбовки осадочного галита, сформированного еще в древние геологические эпохи.
• Самосадочная соль. Визуально напоминает налет с мелкозерненой структурой.
• Вулканический галит. Формирование породы происходит при вулканизации, обнаруживают ее в кратерах.
• Солончаки. Залегают поверхностно в степях и пустынях, напоминая налеты на почве.

Физические свойства

Цвет: зависит от вкраплений металлов и может варьироваться от бесцветного до красного.

• Блеск: слабый, стеклянный.
• Твердость по шкале Мооса: 2.
• Излом: раковистый.
• Удельный вес: 2,1 – 2,2 г/см³
• Сингония: кубическая.
• Вкус: соленый, не горчит.
• Хрупкость: высокая.
• Проводимость электричества: отсутствует.
• Температура плавления: 800°С
• Гигроскопичен и полностью растворим в воде.

Добыча галита

Основные месторождения полезного ископаемого находятся в бассейнах высохших древних соленых водоемов. Залежи образуются куполами или пластами близко к поверхности земли. Последние характеризуются слоистой структурой и вкраплениями глины с песчаником. Залежи куполом формируются в процессе движения вышерасположенных пород и выталкивания ими нижних более мягких слоев галита в ослабленные зоны. Размер их может измеряться десятками километров.

Новые месторождения галита постоянно формируются. Из ныне действующих озер добывают элитные сорта пищевой соли, а слои галита располагаются ниже.

Места самых крупных на сегодня залежей:

• Российские озера Баскунчак, Эльтон;
• Славяно-Артемовское и Прикарпатское месторождения в Украине;
• В Германии, Австрии;
• Штат Канзас, Оклахома в США;
• Саскачеванский бассейн в Канаде.