Sulfider, mineraler: fysikaliska egenskaper, tillämpningsexempel

2024 Författare: Angel Austin | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 05:42

Svavelväte är en av de viktigaste flyktiga komponenterna i magma. Den interagerar aktivt med metaller och bildar många föreningar. Derivat av vätesulfid representeras i jordskorpan av mer än 200 mineraler - sulfider, som inte är stenbildande, vanligtvis följer med vissa bergarter, och är en källa till värdefulla råvaror. Nedan kommer vi att överväga de huvudsakliga egenskaperna hos sulfider och föreningar nära dem, och även uppmärksamma användningsområdena.

Allmänna egenskaper hos sammansättning och struktur

Mer än 40 grundämnen i det periodiska systemet (vanligtvis metaller) bildar föreningar med svavel. Ibland, istället för det, finns arsenik, antimon, selen, vismut eller tellur i sådana föreningar. Följaktligen kallas sådana mineral arsenider, antimonider, selenider, vismutider och tellurider. Tillsammans med derivat av vätesulfid ingår de alla i klassen sulfider på grund av likheten mellan egenskaper.

Kännetecknande för mineraler av denna klass är kemisk bindning kovalent, medmetallkomponent. De vanligaste strukturerna är koordination, ö (kluster), ibland skiktad eller kedja.

Fysiska egenskaper hos sulfider

Praktiskt taget alla sulfider kännetecknas av hög specifik vikt. Värdet på hårdhet på Mohs-skalan för olika medlemmar i gruppen varierar kraftigt och kan variera från 1 (molybdenit) till 6,5 (pyrit). De flesta sulfider är dock ganska mjuka.

Med några få undantag är cleofan en sorts zinkblandning eller sfalerit, mineraler av denna klass är ogenomskinliga, ofta mörka, ibland ljusa, vilket fungerar som en viktig diagnostisk egenskap (liksom glans). Reflexionsförmågan kan variera från medel till hög.

De flesta sulfider är mineraler med elektrisk ledningsförmåga i halvledare.

Traditionell klassificering

Trots de grundläggande fysikaliska egenskaperna har sulfider, naturligtvis, yttre diagnostiska skillnader, enligt vilka de är indelade i tre typer.

1. Pyrit. Detta är samlingsnamnet för mineraler från gruppen sulfider, som har en metallisk lyster och en färg som har nyanser av gul eller gul nyans. Den mest kända representanten för pyrit är pyrit FeS₂, även känd som svavel- eller järnkis. De inkluderar även pyrit CuFeS₂ (kopparkis), arsenopyrit FeAsS (arsenikkis, aka talheimit eller mispikel), pyrrotit Fe₇S8 _{(magnetisk pyrit, magnetopyrit) ochandra.}
2. Glitter. Detta är namnet på sulfider med en metallisk lyster och färg från grå till svart. Typiska exempel på sådana mineral är galena PbS (blyglans), chalcocit Cu₂S (kopparglans), molybdenit MoS₂, antimonit Sb2_S3 _{(antimonglans).}
3. Fakes. Detta är namnet på mineraler från gruppen sulfider, som kännetecknas av icke-metallisk lyster. Typiska exempel på sådana sulfider är sfalerit ZnS (zinkblandning) eller cinnober HgS (kvicksilverblandning). Även kända är realgarn As₄S₄ - röd arsenikblandning och orpiment As₂S3 _{- gul arsenikblandning.}

Skillnader i kemiska egenskaper

En modernare klassificering är baserad på egenskaperna hos den kemiska sammansättningen och inkluderar följande underklasser:

• Enkla sulfider är föreningar av en metalljon (katjon) och svavel (anjon). Exempel på sådana mineraler inkluderar galena, sphalerit och cinnober. De är alla enkla derivat av vätesulfid.
• Dubbelsulfider skiljer sig åt genom att flera (två eller fler) metallkatjoner binder till svavelanjonen. Dessa är kopparkis, bornit ("brokig kopparmalm") Cu₅FeS₄, stannin (tennkis) Cu_2FeSnS4 _{och andra liknande föreningar.}
• Disulfider är föreningar i vilka katjoner är bundna till den anjoniska gruppen S₂ eller AsS. Dessa inkluderar mineraler från gruppen sulfider och arsenider (sulfoarsenider), såsom pyrit,den vanligaste, eller arsenikkis arsenopyrit. Kobolt CoAsS ingår också i denna underklass.
• Komplexa sulfider eller sulfos alter. Detta är namnet på mineral från gruppen av sulfider, arsenider och föreningar som ligger nära dem i sammansättning och egenskaper, som är s alter av tiosyror, såsom tiomarsenik H₃AsS ₃, thiobismuth H₃BiS₃ eller thioantimony H₃SbS 3. Således inkluderar underklassen av sulfos alter (tios alter) mineralet lillianit Pb₃Bi₂S₆ eller den så kallade Fahlore Cu₃(Sb, As)S₃.

Morfologiska egenskaper

Sulfider och disulfider kan bilda stora kristaller: kubiska (galena), prismatiska (antimonit), i form av tetraeder (sfalerit) och andra konfigurationer. De bildar också täta, granulära kristallina aggregat eller fenokristaller. Sulfider med skiktad struktur har tillplattade skivformade eller bladformade kristaller, såsom orpiment eller molybdenit.

Klyvning av sulfider kan vara annorlunda. Den varierar från mycket ofullkomlig i pyrit och ofullkomlig i pyrit till mycket perfekt i en (orpiment) eller flera (sfalerit, galena) riktningar. Typen av sprickor är inte heller densamma för olika mineraler.

Genesis of sulfide minerals

De flesta sulfider bildas genom kristallisation från hydrotermiska lösningar. Ibland har mineralerna i denna grupp en magmatiskeller skarn (metasomatiskt) ursprung, och kan också bildas under exogena processer - under reducerande förhållanden i zoner med sekundär anrikning, i vissa fall i sedimentära bergarter, som pyrit eller sfalerit.

Under ytförhållanden är alla sulfider, förutom cinnober, laurit (ruteniumsulfid) och sperrylit (platinaarsenid), mycket instabila och utsatta för oxidation, vilket leder till att sulfater bildas. Resultatet av processerna för att byta sulfider är sådana typer av mineraler som oxider, halogenider, karbonater. Dessutom, på grund av deras nedbrytning, är bildningen av inhemska metaller - silver eller koppar möjlig.

Funktioner av förekomst

sulfider är mineraler som bildar malmsamlingar av olika karaktär beroende på deras förhållande till andra mineral. Om sulfider dominerar över dem, är det vanligt att tala om massiva eller kontinuerliga sulfidmalmer. I annat fall kallas malmarna spridda eller ådrar.

Väldigt ofta deponeras sulfider tillsammans och bildar avlagringar av polymetalliska malmer. Sådana är till exempel koppar-zink-blysulfidmalmer. Dessutom bildar olika sulfider av en metall ofta dess komplexa avlagringar. Till exempel kopparkis, cuprit, bornit är kopparh altiga mineraler som förekommer tillsammans.

Oftast är malmkropparna av sulfidavlagringar i form av ådror. Men det finns också linsformade, lager, reservoarformer av förekomst.

Användning av sulfider

Sulfidmalmer är extremt viktiga som källa tillsällsynta, ädla och icke-järnmetaller. Koppar, silver, zink, bly, molybden erhålls från sulfider. Vismut, kobolt, nickel samt kvicksilver, kadmium, rhenium och andra sällsynta grundämnen utvinns också från sådana malmer.

Utöver detta används vissa sulfider vid tillverkning av färger (cinnober, orpiment) och i den kemiska industrin (pyrit, markasit, pyrrotit - för framställning av svavelsyra). Molybdenit, förutom att användas som malm, används som ett speciellt torrt värmebeständigt smörjmedel.

sulfider är mineraler av intresse på grund av deras elektrofysiska egenskaper. För behoven av halvledar-, elektro-optisk, infraröd-optisk teknologi används dock inte naturliga föreningar, utan deras artificiellt odlade analoger i form av enkristaller.

Ett annat område där sulfider kan användas är radioisotopens geokronologiska datering av vissa malmbergarter med samarium-neodymmetoden. Sådana undersökningar använder karbonat, pentlandit och andra mineraler som innehåller sällsynta jordartsmetaller - neodym och samarium.

Dessa exempel visar att omfattningen av sulfider är mycket bred. De spelar en väsentlig roll i olika teknologier både som råmaterial och som oberoende material.