The Nature of Anauxite

Abstract

Anauxite crystals are reported to contain a higher SiO₂:Al₂O₃ ratio than the 2:1 ratio found in kaolinite. A structure proposed for anauxite places the excess silica in double silica sheets, but an exact structure for anauxite has never specifically been determined. Many workers believe that anauxite is kaolinite associated with some extremely fine-grained excess silica which is not a part of the structure. Eight specimens studied in this work included portions of type materials from Bilin, Czechoslovakia, and the lone formation in California.

Amorphous silica and alumina are readily soluble in boiling (N/2)NaOH. Kaolinite is only slowly soluble in this reagent, but becomes readily soluble after dehydroxylation. Weight loss, differential solution rate, kinetic and X-ray diffraction studies were used to establish that the kaolinite clay fraction in the anauxite specimens had the composition of:

$$2 \cdot 01 \pm 0 \cdot 04Si{O_2}:A{l_2}{O_3}:2 \cdot 09 \pm 0 \cdot 09HO$$

Some of the anauxite grains are single crystals, while others are aggregates. The latter appear to be bound together by an amorphous silica phase. Hot caustic leaching extracts the amorphous silica and breaks up the aggregates producing “fines.” Improved characterizations of minor impurities were obtained when the residues from hot caustic treatments were studied with X-ray diffraction techniques.

Résumé

Les crystaux d’anauxite ont un rapport SiO₂:Al₂O₃ plus élevé que le rapport de 2: 1 trouvé dans le cas de kaolinite. Une structure proposée pour l’anauxite suggère l’excédent de silicium sous forme de double feuilles de silicium, mais on n’a jamais déterminé une structure précise de l’anauxite. Beaucoup de rechercheurs supposent que l’anauxite est du kaolinite associé avec une certaine quantité de silicium excédentaire à grains très fins qui ne fait pas partie de la structure. Huit spécimens étudiés ici comprenaient des matériaux en provenance de Bilin, Tchéchoslovaquie et de la formation lone en Californie.

Le silicium et l’alumine amorphes sont facilement solubles dans du N/2 NaOH bouillant. Le kaolinite est lentement soluble dans ce réagent, mais devient facilement soluble après la déhydroxylation. On a fait emploi de la perte de poids, du taux de solution différentiel d’études kinétiques et de diffraction aux rayons X afin d’établir que la fraction d’argile kaolinitique dans les spécimens d’anauxite avait la composition suivante:

$$2,01 \pm 0,04Si{O_2}:A{l_2}{O_3}:2,09 \pm 0,09{H_2}O.$$

Dans le cas de certains grains d’anauxite il s’agit de crystaux uniques, tandis que d’autres sont des agrégats. Ceux-ci semblent être liés ensemble par une phase de silicium amorphe. La lixiviation chaude et caustique extrait le silicium amorphe et brise les agrégats pour donner des fines. On a obtenu une meilleure caractérisation des impuretés mineures en étudiant le résidu du traitement caustique chaud au moyen de techniques de diffraction aux rayons X.

Kurzreferat

Anauxitkristalle sollen ein höheres SiO₂:Al₂O₃ Verhältnis enthalten, als das im Kaolinit festgestellte Verhältnis von 2: 1. Gemäss einem Vorschlag für die Struktur des Anauxits befindet sich die überschüssige Kieselerde in doppelten Kieselerdeblättern, doch ist die Struktur des Anauxits nie eigentlich bestimmt worden. Viele Forscher sind der Ansicht, dass Anauxit ein Kaolinit ist, dem äusserst fein verteilte überschüssige Kieselerde beigemengt ist, die jedoch nicht einen Teil der Struktur darstellt. Die acht in dieser Arbeit untersuchten Proben umfassten Anteile an typischem Material von Bilin in der Tschechoslowakei und aus der lone Formation in Kalifornien.

Amorphe Kieselerde und Tonerde sind in kochender N/2 NaOH ohne weiteres löslich. Kaolinit löst sich in diesem Reagenz nur langsam, wird jedoch leicht löslich nach Dehydroxylierung. Aufgrund des Gewichtsverlustes, der unterschiedlichen Lösungsgeschwindigkeit, sowie kinetischer und Röntgenbeugungsuntersuchungen wurde festgestellt, dass der kaolinitischen Tonfraktion in den Anauxitproben die folgende Zusammensetzung zuzuschreiben ist:

$$2,01 \pm 0,04Si{O_2}:A{l_2}{O_3}:2,09 \pm 0,09{H_2}O.$$

Manche der Anauxitkörner sind Einzelkristalle, während andere in Aggregaten auftreten. Die letzteren scheinen durch eine amorphe Kieselerdephase verbunden zu sein. Durch Behandlung mit heisser Lauge wird die amorphe Kieselerde extrahiert, und die Aggregate werden zu feinem Material abgebaut. Bei der Untersuchung der Rückstände nach Behandlung mit heisser Lauge mittels Röntgenbeugungsmethoden konnten Verbesserungen in der Charakterisierung geringerer Verunreinigungen erzielt werden.

Резюме

Как сообощают, анокситовые кристаллы имеют большее соотношение SiO2: А12O3, чем 2:1, которое встречается в случае каолинита. Предлагаемая для аноксита структура помещает излишек кремнезема в двойных силикатных слоях, но точная структура никогда не была полностью определена для аноксита. Многие научные работники считают, что аноксит это каолинит, связанный с некоторыми исключительно мелкозернистыми излишками кремнезема, не являющимися частью структуры. Восемь образцов, исследованных в настоящей статье, включают части типовых материалов из Билин (Чехословакия) и из формации Ион в Калифорнии.

Аморфный кремнезем и глинозем легко растворимы в кипящем N/2 NаОН. Каолинит лишь медленно растворяется в этом реактиве, но становится легко растворимым после дегидрогенизации. Потери в весе, дифференциальная скорость растворения, а также кинетические исследования и изучение диффракцией рентгеновских лучей применялись для того, чтобы установить, что фракция каолиновой глины в образцах аноксита имеет нижесле- дующее содержание:

$$2,1 \pm 0,04Si{O_2}:A{l_2}{O_3} - 2,09 \pm 0,09{H_2}O.$$

Некоторые зерна аноксита это единичные кристаллы, в то время как другие являются агрегатами. Повидимому, агрегаты эти связаны вместе аморфной кварцевой фазой. Выщелачивание горячим каустиком извлекает аморфный кремнезем и фракционирует агрегаты, что дает «мелкие фракции». Достигнута была улучшенная характеризация мелких загрязнений, когда остатки обработки горячий каустиком исследовались методами диффра- кции рентгеновских лучей.