Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Вульфенит
Вульфенит-tcw02a.jpg
Общий
КатегорияМинерал молибдат
Формула
(повторяющаяся единица)		PbMoO 4
Классификация Струнца7.GA.05
Кристаллическая системаТетрагональный
Кристалл классДипирамидальный (4 / м)
символ HM : (4 / м)
Космическая группаЯ 4 1 / а
Ячейкаа = 5,433, с = 12,110 [Å]; Z = 4
Идентификация
ЦветОранжево-желтый, желтый, медово-желтый, красновато-оранжевый, реже бесцветный, серый, коричневый, оливково-зеленый и даже черный
Хрустальная привычкаОт тонкой таблички до пирамидальной формы
TwinningБлизнецы по [001] общей
РасщеплениеНа {011}, отчетливо; на {001}, {013}, нечетко
ПереломОт неправильной формы до субконхоидальной
УпорствоХрупкий
Твердость по шкале Мооса3
БлескАдамантин, смолистый
Полосабелый
ПрозрачностьОт прозрачного до непрозрачного
Удельный вес6,5-7,0
Оптические свойстваОдноосный (-), может быть аномально двухосным
Показатель преломленияn ω = 2,405 n ε = 2,283
Двулучепреломлениеδ = 0,122
ПлеохроизмСлабый; оранжевый и желтый
Ультрафиолетовая флуоресценцияНикто
Другие характеристикиОбразцы могут быть пьезоэлектрическими.
Рекомендации[1] [2] [3]

Вульфенит - это минерал молибдата свинца с формулой Pb Mo O 4 . Чаще всего его можно найти в виде тонких табличных кристаллов от яркого оранжево-красного до желто-оранжевого цвета, иногда коричневого, хотя цвет может сильно варьироваться. В желтой форме ее иногда называют «желтой свинцовой рудой».

Он кристаллизуется в тетрагональной системе , часто встречающейся в виде коротких, пирамидальных или пластинчатых кристаллов. Также встречается в виде землистых зернистых масс. Он встречается во многих местах, связанных со свинцовыми рудами, как вторичный минерал, связанный с окисленной зоной месторождений свинца. Это также вторичная руда молибдена , которую ищут коллекционеры.

Открытие и появление [ править ]

Впервые вульфенит был описан в 1845 году для месторождения в Бад-Блайберге , Каринтия , Австрия . [1] Он был назван в честь Франца Ксавьера фон Вульфена (1728–1805), австрийского минералога. [2]

Встречается как вторичный минерал в окисленных гидротермальных месторождениях свинца. Это происходит с церуссита , англезит , смитсонит , гемиморфит , ванадинит , пироморфит , миметизит , descloizite , платтнерита и различных окислов железа и марганца. [2]

Известным местом добычи вульфенита является шахта «Красное облако» в Аризоне. Кристаллы темно-красного цвета и обычно очень хорошо сформированы. В районе Лос-Ламенто в Мексике образовались очень толстые таблитчатые оранжевые кристаллы.

Другой населенный пункт - гора Пека в Словении. Кристаллы желтые, часто с хорошо развитыми пирамидами и бипирамидами . В 1997 году кристалл был изображен на марке Почты Словении . [4]

Менее известные местонахождения вульфенита включают: туннель Шерман, купол Святого Петра , районы добычи Тинкап-Томичи-Монкарч, рудник Прайд оф Америка и рудник Бандора в Колорадо . [5]

Маленькие кристаллы также встречаются в Булвелле и Киркби-ин-Эшфилде , Англия. Эти кристаллы встречаются в галенит- вульфенит-урансодержащем асфальтитовом горизонте в магнезиальных известняках . Вульфенит, обнаруженный в этой области, аналогичен по свойствам (парагенетическая последовательность, низкое содержание серебра и сурьмы в галенах и отсутствие пироморфита) с вульфенитами Альп и может быть аналогичным по происхождению. [6]

Кристаллография [ править ]

Вульфенит кристаллизуется в тетрагональной системе и имеет примерно равные отношения осей; в результате он считается кристаллографически похожим на шеелит (CaWO 4 ). [7] [8] Вульфенит классифицируется по симметрии кристаллов пирамидально-полуэдрической ( тетрагонально-дипирамидальной ) (C 4 h). Следовательно, элементарная ячейка формируется размещением точек в вершинах и центрах граней ромбовс квадратными основаниями и кристаллографические оси совпадают по направлениям с краями ромбов. Две из этих решеток пересекаются, так что точка на первой диагональна по отношению ко второй и на четверть расстояния между двумя секундами.

Между двумя концевыми элементами - вульфенитом и столцитом ( PbWO 4 ) существует обширный твердый раствор , так что состав вольфрама-вульфенита составляет от 90% вульфенита и 10% столцита до чиллагита (64% вульфенита, 36% столцита) и так далее. [9] Тем не менее, Комиссия по новым минералам и названиям минералов Международной минералогической ассоциации сочла, что твердые растворы не требуют новых названий. Правильная номенклатура твердого состояния 90:10 - вульфенит- I 4 1 / a, а твердое состояние 64:36 - вульфенит- I 4. [9] Структура вульфенита- IСистему 4 1 / a можно описать как плотную упаковку тетраэдрических анионов MoO 4 2– и катионов Pb 2+ . [9] В решетке анионы MoO 4 2- слегка искажены, хотя длины связей остаются равными, а атомы кислорода связаны связями Pb-O. Каждый атом свинца имеет 8-координацию с кислородом и два немного разных расстояния связи Pb-O. Эта структура очень напоминает структуру чистого вульфенита. [9]

Структура вульфенита- I 4 также очень похожа на структуру вульфенита- I 4 1 / a, но имеет неравное распределение вольфрама и молибдена, что может объяснить наблюдаемый гемигедризм . [9]

Утверждается, что в твердом растворе вульфенит-столзит при комнатной температуре не существует разрыва в смешиваемости из-за почти одинакового размера и формы ионов MoO 4 2- и WO 4 2- , однако приводились аргументы в пользу существования разрыв смешиваемости при более высоких температурах. [9]

Гемигедризм [ править ]

Кристаллы вульфенита обычно более таблитчатые и тонкие, чем у шеелита , однако более пирамидальные и призматические кристаллы демонстрируют отчетливый гемиморфизм . [10]

Термодинамика и реакционная способность [ править ]

Теплоемкость , энтропия и энтальпия из вульфенита были определены с учетом наличия твердых растворов и включения примесей . Приведенные значения следующие: Cp ° (298,15) = 119,41 ± 0,13 Дж / моль · K, S ° (298,15) = (168,33 ± 2,06) Дж / моль · K, ΔH ° = (23095 ± 50) Дж / моль. [11]

Когда вульфенит проталкивается через трубку в пламя , он отчетливо распадается и легко плавится. С солью фосфора образует шарики молибдена. С содой на древесном угле образуется шарик свинца. Когда порошкообразный минерал испаряется с HCl, образуется оксид молибда . [10]

Молибден может быть извлечен из вульфенита путем измельчения руды до 60-80 меш, смешивания руды с NaNO 3 или NaOH, нагревания смеси до примерно 700 ° C (разложение), выщелачивания водой, фильтрации, сбора нерастворимых остатков, которые могут включать Fe , Al , Zn , Cu , Mn , Pb , Au и Ag , затем раствор NaMoO 4 перемешивают с раствором MgCl 2 , фильтруют, CaCl 2 или FeCl 2 или любые другие хлориды добавляют к Moраствор нагревают и перемешивают, фильтруют и собирают желаемый продукт. Полный процесс запатентован Union Carbide и Carbon Corp . [12]

Синтез [ править ]

Было показано, что вульфенит образуется синтетически в результате спекания молибдита с церусситом, а также молибдита с оксидом свинца. Ниже будут описаны оба метода синтеза.

Синтез из молибдита и церуссита:

Термический анализ смеси молибдита и церуссита 1: 1 сначала показал характерные пики церуссита. Существует резкий эндотермический пик при 300 ° C, который возникает при дегидратации гидроцеруссита, связанного с церусситом. Второй пик при 350 ° C - это первая стадия диссоциации церуссита на PbO * PbCO 3.. Позже при 400 ° C средний эндотермический пик представляет собой вторую стадию диссоциации до оксида свинца. Эти переходы связаны с уменьшением массы, которое происходит ступенчато. Во-первых, дегидратация гидроцеруссита отмечается потерей им конституционального ОН, а затем высвобождением диоксида углерода во время диссоциации церуссита. Образование вульфенита происходит при 520 ° C, что наблюдается в экзотермическом пике. Реакция между оксидами свинца и молибденом протекает при 500-600 ° C с образованием молибдата свинца.

Эндотермические пики при 880 и 995 ° C, возможно, указывают на испарение и плавление непрореагировавших оксидов свинца и молибдена. Небольшой пик при 1050 ° C представляет плавление самого продукта вульфенита, в то время как еще меньший пик при 680 ° C может указывать на некоторое испарение молибдита, поскольку оксид молибдена улетучивается при 600-650 ° C.

Эта реакция протекает следующим образом:

350 ° C: 2PbCO 3 → PbO * PbCO 3 + CO 2

400 ° C: PbO * PbCO 3 → 2PbO + CO 2

500-520 ° C: MoO 3 + PbO → PbMoO 4 (вульфенит)

Синтез из молибдита и оксида свинца:

Термический анализ смесей молибдита и оксида свинца в соотношении 1: 1 позволяет предположить, что образование вульфенита происходит при 500 ° C, что можно увидеть по экзотермическому пику при этой температуре. Микроскопическое исследование продуктов показывает, что при 500 ° C вульфенит является основным продуктом, в то время как при 950 ° C вульфенит является единственным компонентом продукта, так как зерна молибдита и оксида свинца расплавляются и испаряются. Небольшой эндотермический пик при 640 ° C может представлять начало испарения, а резкий и большой эндотермический пик при 980 ° C указывает на плавление и улетучивание непрореагировавших оксидов свинца и молибдена.

Характеристики синтетического вульфенита:

Синтетический вульфенит будет иметь следующий состав: 61,38% PbO и 38,6% MoO 3 . Этот синтез даст вам образцы вульфенита, который имеет бледно-желтые шлифы и оптически отрицательный. Он кристаллизуется в тетрагональной системе в виде прямоугольных табличных кристаллов с отчетливым расщеплением на {011}. Кристаллы также обладают прозрачностью и адамантиновым блеском. Данные дифракции рентгеновских лучей, расчетные размеры ячеек, константы и оптические осевые углы синтетического вульфенита соответствуют таковым для природного минерала. [13]

Окраска [ править ]

Чистый вульфенит бесцветен, но большинство образцов имеют цвета от кремово-желтого до ярко-красного. Некоторые образцы даже отображают синие, коричневые и черные оттенки. Желто-красное окрашивание вульфенитов вызвано небольшими следами хрома. Другие предположили, что, хотя свинец добавляет немного цвета, возможно, молибдат способствует желтому цвету вульфенита. [14]

Более поздние исследования показывают, что, хотя источником сильного окрашивания является присутствие примесей, нестехиометрия как в катионных, так и в анионных подрешетках также играет важную роль в окрашивании кристаллов. Тяги и др. (2010) обнаружили, что причиной окраски вульфенита являются примеси, поскольку они смогли вырастить кристаллы, отображающие красный, зеленый и различные оттенки желтого, просто путем изменения чистоты исходных зарядов. Они также утверждали, что присутствие Pb 3+не является причиной окрашивания. Поскольку кристаллы, которые они выращивали в среде Ar, имеют светло-желтый цвет, они предполагают, что концентрация кислорода в межузельных слоях может быть другой причиной окрашивания вульфенита. Тяги и др. Обратите внимание, однако, что Мо находится в состоянии с более низкой валентностью в окружающем Ar, что означает, что это Mo 5+, а не Mo 6+ . Это говорит о том, что концентрация сайтов Mo 5+ также является причиной окраски. [15]

Талла и др. (2013) утверждают, что следовые количества хрома действительно играют роль в определении окраски вульфенита. Здесь анионная группа CrO 4 2- замещает группу MoO 4 2- в тетраэдрическом положении. Они обнаружили, что всего 0,002 атома на формульную единицу (apfu) Cr 6+, заменяющего Mo 6+ , достаточно для получения образца оранжевого цвета. При значениях Cr 6+ apfu 0,01 можно было получить красный цвет. Талла и др. далее подчеркивал, что цвета являются результатом изменения интенсивности поглощения, а не изменения спектрального положения. [16]

Галерея [ править ]

  • Группа полупрозрачных вульфенитовых лопастей цвета ириса из Перчаточной шахты, Аризона, США

  • Пластинка из очень острых шоколадно-коричневых кристаллов вульфенита до 1,5 см по краю.

  • Вульфенит из Мексики

  • Богатая смесь пластинчатых красновато-коричневых кристаллов вульфенита заполняет пустоту в геодеобразной матрице госсана на этом образце.

  • Образец вульфенита из Мина Охуэла, Мапими, Дуранго, Мексика

  • Образец из Мина Охуэла, Мапими, Дуранго, Мексика

  • Интенсивно окрашенные кристаллы до 1,7 см, из Los Lamentos Mts (Sierra de Los Lamentos), Municipio de Ahumada, Чиуауа, Мексика

  • Желтый кристалл, удлиненный по бокам, с небольшим прикрепленным церусситом спереди.

  • Классический кластер из вульфенитовых лезвий цвета ириса, обильно посыпанных оливково-зелеными миметитовыми ботриоидами.

  • Вульфенит из шахты Цзяньшань, Синьцзян, Китай

  • Вульфенит из шахты Цумеб (шахта Цумкорп), Цумеб, регион Отджикото (Ошикото), Намибия

  • Красные кристаллы вульфенита

См. Также [ править ]

  • Список минералов, названных в честь людей
  • Вольфрам
  • Штольцит
  • Шеелит

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Миндат
  2. ^ a b c Справочник по минералогии
  3. ^ Веб-минеральные данные
  4. ^ Гасперсик, Primož. «Рудник свинки в чинке в Межичи» [Свинцово-цинковый рудник в Межице]. В Шмид Хрибар, Матея; Торкар, Грегор; Голеж, Матея; и другие. (ред.). Enciklopedija naravne in kulturne dediščine na Slovenskem - DEDI (по-словенски) . Проверено 12 марта 2012 года .
  5. ^ Rosemeyer, Том (1990). «Вульфениты в Колорадо». Камни и минералы . 65 (1): 58–61. DOI : 10.1080 / 00357529.1990.9926444 .
  6. Перейти ↑ Deans, T (1961). «Галенит-вульфенит-урановый-асфальтитовый горизонт в магнезиальных известняках Ноттингемшира» (PDF) . Минералогический журнал . 32 (252): 705–715. DOI : 10,1180 / minmag.1961.032.252.04 . Проверено 7 апреля 2014 года .
  7. ^ Дикинсон, Роско Г. (1920). «КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ ВУЛЬФЕНИТА И ШЕЛИТА» . Журнал Американского химического общества . 42 (1): 85–93. DOI : 10.1021 / ja01446a012 .
  8. ^ Веселинов, И. (1971). «Связь между структурой вульфенита, PbMoO4, как пример структуры типа шеелита, и морфологией его кристаллов». Журнал роста кристаллов . 10 (1): 45–55. DOI : 10.1016 / 0022-0248 (71) 90045-5 .
  9. ^ a b c d e f Hibbs, DE; Жюри CM; Leverett P .; Плимер IR; Уильямс PA (декабрь 2000 г.). «Объяснение происхождения гемиэдризма в вульфените: монокристаллические структуры вольфрамовых вульфенитов I41 / a и I4» . Минералогический журнал . 64 (6): 1057–1062. DOI : 10.1180 / 002646100550056 . Проверено 7 апреля 2014 года .
  10. ^ a b Бейли, Уильям Ширли (1917). Описательная минералогия . Соединенные Штаты Америки: Д. Эпплтон и компания. стр.  257 -258.
  11. ^ Биссенгалиева, Мира Р .; Беспятов Михаил А .; Гоголь, Даниил Б. (9 сентября 2010 г.). «Экспериментальное измерение и расчет мольной теплоемкости и термодинамических функций вульфенита PbMoO». Журнал химических и технических данных . 55 (9): 2974–2979. DOI : 10.1021 / je901040d .
  12. ^ Джадд, Эдвард К. "Процесс извлечения молибдена из вульфенитовой руды" . UNION CARBIDE & CARBON CORP . FreePatentsOnline.com . Проверено 7 апреля 2012 года .
  13. ^ Rehim, AM Абделя (1996-01-01). «Термический анализ синтеза вульфенита». Журнал термического анализа . 46 (1): 193–204. DOI : 10.1007 / BF01979959 . ISSN 0022-5215 . 
  14. ^ Веселинов, И. (1977). «О желтом цвете кристаллов вульфенита (PbMoO4)». Kristall und Technik . 12 (5): K36 – K38. DOI : 10.1002 / crat.19770120517 . ISSN 0023-4753 . 
  15. ^ Тяги, М .; Сингх SG; Сингх, AK; Гадкари, СК (07.06.2010). «Понимание окраски кристаллов PbMoO4 с помощью стехиометрических изменений и исследований отжига». Physica Status Solidi . 207 (8): 1802–1806. DOI : 10.1002 / pssa.200925625 . ISSN 1862-6300 . 
  16. ^ Талла, D .; Вильднер, М .; Беран, А .; Škoda, R .; Лосос, З. (01.11.2013). «О наличии водных дефектов в разноцветных вульфенитах (PbMoO4): инфракрасное и оптическое спектроскопическое исследование». Физика и химия минералов . 40 (10): 757–769. DOI : 10.1007 / s00269-013-0610-8 . ISSN 0342-1791 .