Jump to content

колумбит

колумбит
Общий
Категория Оксидные минералы
Формула
(повторяющаяся единица)
(Фе II ,Мн II )Nb 2 O 6 , или в формуле оксида (Фе II ,Мн II )O Nb 2 O 5
Имеет символ IMA. Клуб [1]
Классификация Штрунца 4.ДБ.35
Кристаллическая система орторомбический
Кристаллический класс Дипирамидальный (ммм)
Символ HM : (2/м 2/м 2/м)
Космическая группа Pbcn
Идентификация
Цвет Черный, коричневато-черный.
Кристальная привычка Массивная – зернистая – обычная текстура, наблюдаемая в граните и других магматических породах; Полосатый – параллельные линии на поверхности кристалла или поверхности скола.
Расщепление [010] Отличительные
Перелом Субраковинный: переломы, возникшие в хрупких материалах, характеризующиеся полуизогнутыми поверхностями.
шкала Мооса твердость 6
Блеск Субметаллический
Полоса Черновато-коричневый
Удельный вес 5,3–7,3, средний = 6,3
Оптические свойства Двухосный (+), b = 2,29–2,4
Другие характеристики Радиоактивный , нефлуоресцентный.
Ссылки [2] [3] [4] [5]

Колумбит , также называемый ниобитом , ниобит-танталитом и колумбатом , с общей химической формулой ( Фе II , Мн II ) Nb 2 O 6 , представляет собой группу минералов черного цвета , представляющую собой ниобиевую руду. Он имеет субметаллический блеск , высокую плотность и представляет собой ниобат железа и марганца. Ниобит имеет множество применений в космической, строительной и медицинской промышленности. Датирование колумбитовых минералов в основном завершается датированием по урану и свинцу (U-Pb), а это медленный процесс.

Колумбит имеет тот же состав и кристаллическую симметрию ( орторомбическую ), что и танталит . [6] их часто объединяют в полусингулярную минеральную серию, называемую колумбит-танталит Фактически, во многих справочниках по минералам или колтан. Однако танталит имеет гораздо больший удельный вес , чем колумбит, более 8,0 по сравнению с 5,2 у колумбита. [7] Образование колумбита зависит от концентрации присутствующих металлов, влияющих на кристаллическую структуру минерала, и воздействия окружающей среды.

Колумбит — полиморф тапиолита ; они имеют одинаковый химический состав, но разную кристаллическую симметрию: ромбическую для колумбита и тетрагональную для тапиолита. [8] Самый крупный зарегистрированный монокристалл колумбита состоял из пластин толщиной 6 мм (0,24 дюйма) и размерами 76 см × 61 см (30 × 24 дюйма). [9]

Колумбит содержит различное количество тория и урана , что делает его радиоактивным. [10] Колтан, разновидность колумбита с преобладанием тантала, часто добывается кустарями и мелкими горняками с риском для окружающей среды и здоровья человека из-за нерегулируемых условий труда.

История и этимология

[ редактировать ]

Эта группа минералов была впервые обнаружена в Хаддаме, штат Коннектикут , в США. [11] О появлении колумбита в Соединенных Штатах стало известно благодаря образцу, предположительно принадлежавшему Джону Уинтропу (1606–1676), первому губернатору колонии Коннектикут и заядлому коллекционеру минералов. Среди 600 других образцов он был подарен его тезкой и внуком Джоном Уинтропом (1681–1747) Гансу Слоану , президенту королевского общества Лондонского , после того как он стал членом Королевского общества в 1737 году. [12]

В 1801 году Чарльз Хэтчетт элемент ниобий . обнаружил в этом образце [13] который он назвал колумбием в честь исследователя Христофора Колумба . [14]

Виды колумбита

[ редактировать ]
иттроколумбит; разновидность колумбита

Колумбит образует непрозрачные кристаллы от черного до темно-коричневого цвета. [15] Образование кристаллов варьируется в зависимости от присутствующего вида.

Колумбит образует ряд с с преобладанием тантала аналогом ферротанталитом и аналогом с преобладанием марганца манганоколумбитом . Манганоколумбит имеет химическую формулу (Mn, Fe)(Nb, Ta) 2 O 6 , часто с небольшими концентрациями тантала и железа. Манганоколумбит часто встречается в пегматитах — мелкозернистых магматических породах. [15]

Ферроколумбит; разновидность колумбита

Богатым железом членом группы колумбита является ферроколумбит FeNb 2 O 6 , также небольшие концентрации олова и вольфрама могут присутствовать . Этот вид колумбита часто встречается в пегматитах в виде мелкозернистых магматических пород. [15]

Иттроколумбит — это богатый иттрием колумбит с формулой (Y,U,Fe)(Nb,Ta)O.
4
радиоактивный минерал, найденный в Мозамбике . [16] Этот минерал образуется за счет пегматитов и редкометальных гранитов. [15]

Структура

[ редактировать ]

Атомы колумбита образуют октаэдрическую структуру, в которой атомы ниобия или тантала окружают атом кислорода. В целом колумбит образует орторомбические кристаллы, приблизительная длина осей кристалла которых составляет a ≈ 14,27, b ≈ 5,73 и c ≈ 5,06 Å. [17] Различные виды колумбита, такие как манганоколумбит или ферроколумбит, могут изменять длину кристаллических осей. [17]

Гранецентрированная кристаллическая структура колумбита (орторомбическая)

Поскольку колумбит может образовывать разновидности с другими минералами, физические свойства минерала могут меняться. При нагревании ферроколумбита происходит одинаковое расширение осей «а» и «b». [17] Кроме того, из-за размера ионов и общей структуры ферроколумбит более сжимаем, чем манганоколумбит. [17] При нагревании манганоколумбита происходит расширение оси «а», что приводит к неравномерному изменению структуры. [17]

Приложения

[ редактировать ]

Когда ниобит извлекается из колумбита в процессе переработки руды, его можно найти в аэрокосмической, строительной и медицинской промышленности. [18] В аэрокосмической промышленности суперсплавы могут быть созданы . Суперсплавы ниобита создают материал с малой массой и высоким сопротивлением, часто используемый в космических кораблях. [18] В строительстве некоторые высокопрочные низколегированные (HSLA) стали. из ниобита создают [18] Кроме того, ниобит, извлеченный из колумбита, можно использовать для создания электронных компонентов, используемых в медицинском оборудовании, таком как магнитно-резонансная томография (МРТ) и ядерный магнитный резонанс (ЯМР). [18]

Формирование

[ редактировать ]

Колумбит часто встречается в пегматитовых и аллювиальных отложениях, а также гранитных породах. [19] Минералы колумбита в основном состоят из магния , железа , ниобия и тантала следовые количества олова , титана и скандия . , при этом наблюдаются [19] Общий состав колумбита влияет на кристаллическую структуру, приводя к различным процессам образования. В настоящее время существуют две известные теории образования колумбита. Одна теория была разработана из-за сильного притяжения ниобия и тантала в колумбите к силикатным расплавам, обнаруженным в земной коре или мантии. [20] Кроме того, в присутствии магмы колумбит образуется в результате двух процессов кристаллизации . [15] Первый процесс кристаллизации создает ниобиевое ядро, а второй процесс кристаллизации создает танталовый ободок. [15] Эта теория известна благодаря текстуре минерала на жидкой стадии и магматической фракционной кристаллизации , которая происходит во время формирования. [20] Другая известная теория образования ниобия и тантала в колумбитовых минералах связана с гидротермальными жидкостями. [20] Эта теория предполагает, что гидротермальные жидкости взаимодействуют с колумбитом во время образования, в результате чего образуются кристаллы неправильной формы. [15]

Вполне возможно, что обе теории работают вместе друг с другом, образуя минералы колумбита, а также различные виды колумбита, такие как манганколумбит, ферроколумбит и иттроколумбит.

Воздействие на окружающую среду

[ редактировать ]

Колумбитовые минералы могут быть радиоактивными из-за следовых количеств урана и тория . Радиоактивные минералы нестабильны из-за выделения радиации , которая оказывает негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человека. В каждой стране действуют разные законы относительно перевозки радиоактивных материалов. [21]

При добыче колумбита загрязнение грунтовых и поверхностных вод вызывает беспокойство из-за присутствия тяжелых металлов в пустой породе. Кроме того, пустая порода может привести к кислому дренажу шахт , что может повлиять на грунтовые и поверхностные воды. [21] Для получения чистого колумбита добывается большое количество пустой породы, что приводит к негативному воздействию на окружающую среду. [21]

При извлечении ниобита или тантала из колумбита используются сильные кислоты при высоких температурах, которые оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Плавиковая кислота и серная кислота используются в процессах переработки руды при температурах 250-300°С. тот С. [22] Эти кислоты могут вызывать закисление почвы , загрязнение воздуха и воды , что, в свою очередь, влияет на экосистемы. Современная технология переработки колумбитовой руды не является селективной, что приводит к примесям, присутствующим в очищенных образцах колумбита. [22] Для удаления примесей требуется более высокая концентрация кислоты, что приводит к увеличению потенциальной опасности для окружающей среды. [23]

Встречаться

[ редактировать ]

Существует три приложения для датирования минералов группы колумбита, каждое из которых имеет свои преимущества и недостатки. К этим методам относятся датирование урана и свинца (U-Pb) , масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой с лазерной абляцией (LA-ICP-MS) и масс-спектрометрия вторичных ионов (SIMS). Метод U-Pb позволяет определить местоположение и возраст группы минералов колумбита по соотношению U/Pb. [24] [25] Этот метод часто сочетается с масс-спектрометрией с термической ионизацией изотопного разбавления (ID-TIMS) для повышения точности. [24] [25] Метод LA-ICP-MS используется in situ для датирования минералов колумбит-танталит с погрешностью менее пяти процентов по изотопному соотношению урана и свинца. [25] Метод ВИМС обладает высоким пространственным разрешением и высокой точностью измерения изотопов свинца в колумбитовых минералах. [25] Методы LA-ICP-MS и SIMS обычно не используются из-за отсутствия сертифицированного эталонного материала. [25]

Кустарная и мелкая добыча полезных ископаемых

[ редактировать ]

Кустарная и мелкомасштабная добыча полезных ископаемых обеспечивает рабочие места миллионам людей, но обычно оказывает негативное воздействие на здоровье человека и окружающую среду. [26] Этот тип добычи полезных ископаемых выполняется небольшими группами людей, обычно в рамках более крупного горнодобывающего предприятия, с использованием простого добывающего оборудования. [27] Это простое добывающее оборудование может включать в себя кирки , лопаты , тазы и минимальную тяжелую технику . [27] Колтан , вид колумбита с преобладанием тантала, часто добывается кустарным способом из-за его широкого применения в электронике. [28] Кустарная и мелкомасштабная добыча полезных ископаемых распространена в таких регионах, как Африка, Азия, Океания, Центральная Америка и Южная Америка. [27] Хотя этот тип добычи полезных ископаемых важен для местной экономики и средств к существованию, он часто не регулируется, что приводит к незаконной добыче полезных ископаемых и небезопасным условиям труда. Из-за нерегулируемых условий могут иметь место плохое обращение с старателями-старателями, насилие, незаконная торговля, а иногда и детский труд . [27] Кроме того, при добыче колтана часто возникают долгосрочные последствия для здоровья из-за присутствия радиоактивного материала в минерале. [26] В таких странах, как Сьерра-Леоне, Либерия и Демократическая Республика Конго, прибыльная торговля минералами, такими как колтан, произошла из-за отсутствия государственного контроля над кустарной и мелкомасштабной добычей полезных ископаемых в этом районе. [27]

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]

См. также

[ редактировать ]


  1. ^ Уорр, Л.Н. (2021). «Утвержденные IMA–CNMNC символы минералов» . Минералогический журнал . 85 (3): 291–320. Бибкод : 2021MinM...85..291W . дои : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID   235729616 .
  2. ^ Минераленатлас
  3. ^ Данные о минералах колумбита-(Fe)
  4. ^ Колумбит-(Fe) на Mindat.org
  5. ^ Дампаре, SB; Ньярко, БЖБ; Осаэ, С.; Акахо, EHK; Асиеду, Дания; Серфор-Армах, Ю.; Обнаженная, П. (2005). «Одновременное определение тантала, ниобия, тория и урана в россыпных колумбит-танталитовых месторождениях района Аким Ода Ганы методом эпитермального инструментального нейтронно-активационного анализа» . Журнал радиоаналитической и ядерной химии . 265 : 53–59. дои : 10.1007/s10967-005-0860-0 . S2CID   97891922 .
  6. ^ Чуканов Никита В.; Пасеро, Марко; Аксенов Сергей М.; Бритвин, Сергей Н.; Зубкова Наталья Владимировна; Да, Ли; Витцке, Томас (08 сентября 2022 г.). «Колумбитовая супергруппа минералов: номенклатура и классификация» . Минералогический журнал . 87 (1): 18–33. дои : 10.1180/mgm.2022.105 . ISSN   0026-461X . S2CID   252172669 .
  7. ^ Mindat.org Танталит
  8. ^ П. Черни и др. «Разрыв танталит-тапиолит: природные комплексы в сравнении с экспериментальными данными» Канадский минералог 30 (1992) 587 скачать бесплатно.
  9. ^ ПК Риквуд (1981). «Самые крупные кристаллы» (PDF) . Американский минералог . 66 : 885–907.
  10. ^ «Одновременное определение тантала, ниобия, тория и урана в россыпных колумбит-танталитовых месторождениях района Аким Ода Ганы методом эпитермального инструментального нейтронно-активационного анализа» . Проверено 2 февраля 2021 г.
  11. ^ Смит, Эдгар Ф. (1905). «Наблюдения за Колумбием и Танталом» . Труды Американского философского общества . 44 (180): 151–158. ISSN   0003-049X . JSTOR   983511 .
  12. ^ Уинтроп, Джон (1844). Силлиман, Бенджамин (ред.). «Ст. V. Выборки из древнего каталога объектов естественной истории, сложившегося в Новой Англии более ста лет назад» . Амер. J. Наука и искусство 47 . Нью-Хейвен: Болдуин, Крэдок и Джой. п. 282 . Проверено 12 февраля 2015 г. ... (с.282:) Мистер Уинтроп был внуком первого губернатора Коннектикута, правнуком первого губернатора Массачусетса ... (с.290:) Черный минерал... Это Колумбит? ... оказалось, что оно было отправлено... сэру Хансу Слоану мистером Уинтропом из Массачусетса. ...'
  13. ^ Гриффит, Уильям П.; Моррис, Питер Дж.Т. (22 сентября 2003 г.). «Чарльз Хэтчетт, FRS (1765–1847), химик и первооткрыватель ниобия» (PDF) . Заметки и отчеты Лондонского королевского общества . 57 (3). Лондон: Издательство Королевского общества: 359. doi : 10.1098/rsnr.2003.0216 . S2CID   144857368 . Проверено 12 февраля 2015 г. ... В 1800–01, когда он расставлял некоторые минералы в Британском музее в Блумсбери, он особенно заинтересовался экземпляром, который был описан в каталоге «Металлы» сэра Ханса Слоана, № 1. 2029 из его коллекции, как «очень тяжелый черный камень с золотыми прожилками… из Наутнеага». От мистера Уинтропа... Донором, вероятно, был Джон Уинтроп (1681–1747), правнук основателя колонии Массачусетского залива. Когда Уинтроп был избран ФРС в 1734 году, он подарил сэру Гансу Слоану, тогдашнему президенту Общества, коллекцию из около 600 минералов. ...'
  14. ^ Джеймсон, Роберт (1805). Система минералогии, Vol. II . Эдинбург: Белл и Брэдфют (и др.). п. 582 . Проверено 15 февраля 2015 г. ... Г-н Хэтчетт обнаружил, что он содержит металл, который по своим свойствам нельзя отнести ни к одному из известных до сих пор; поэтому он придерживался мнения, что его следует рассматривать как новый род, которому он дал название Columbium в честь первооткрывателя Америки . ...'
  15. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Сиачок, Астрид; Гарсия, Родольфо; Влах, Сильвио РФ (04 мая 2020 г.). «Нахождение и состав колумбита-(Fe) в восстановленном плутоне Десемборк А-типа, провинция Грасиоза (юго-юго-юго-восток Бразилии)» . Минералы . 10 (5): 411. Бибкод : 2020Мин...10..411С . дои : 10.3390/мин10050411 . ISSN   2075-163X .
  16. ^ Абдель Гавад, Ахмед Э.; Али, Халед; Элива, Хасан; Сайед, Мичиган; Хандакер, Майин Уддин; Брэдли, Дэвид А.; Осман, Хамид; Элесави, Басем Х.; Ханфи, Мохамед Ю. (07 декабря 2021 г.). «Радиологическое исследование отложений: пример Вади Род Эльсайалла в юго-восточной пустыне Египта» . Прикладные науки . 11 (24): 11884. doi : 10.3390/app112411884 . ISSN   2076-3417 .
  17. ^ Перейти обратно: а б с д и Балассоне, Джузеппина; Даниси, Роза Микаэла; Армбрустер, Томас; Альтомаре, Анджела; Молитерни, Анна Грация; Петти, Кармела; Мондилло, Никола; Гиара, Мария Розария; Савиано, Микеле (01 июля 2015 г.). «Знакомство с кристаллохимией и катионным порядком колумбита (Fe) и колумбита (Mn) на основе явлений во всем мире» . Neues Jahrbuch für Mineralogie - Abhandlungen . 192 (3): 275–287. дои : 10.1127/njma/2015/0285 . ISSN   0077-7757 .
  18. ^ Перейти обратно: а б с д Санчес-Сегадо, Серхио; Монти, Тамара; Катриб, Джулиано; Кингман, Сэмюэл; Доддс, Крис; Джа, Анимеш (21 декабря 2017 г.). «На пути к устойчивой переработке минералов группы колумбита: выяснение связи между диэлектрическими свойствами и физико-химическими превращениями в минеральной фазе» . Научные отчеты . 7 (1): 18016. Бибкод : 2017NatSR...718016S . дои : 10.1038/s41598-017-18272-3 . ISSN   2045-2322 .
  19. ^ Перейти обратно: а б Уайз, Майкл А.; Браун, Кэтлин Д. (1 декабря 2011 г.). «Химический состав сосуществующих минералов группы колумбита и касситерита из пегматита Блэк-Маунтин, штат Мэн» . Европейский журнал минералогии . 23 (5): 817–828. Бибкод : 2011EJMin..23..817W . дои : 10.1127/0935-1221/2011/0023-2102 . ISSN   0935-1221 .
  20. ^ Перейти обратно: а б с Цзо, Юшань; Гао, Чжэнси; Цзо, Лей; Чжан, Пэн; Лю, Руй; Чжан, Цин; Чжан, Тинтин (3 декабря 2022 г.). Ян, Фань (ред.). «Ультраструктура колумбит-танталитового минерала из месторождения Ta-Nb Чжаоцзингоу в Северо-Китайском кратоне: прямое доказательство механизма образования минералов группы колумбита» . Геофлюиды . 2022 : 1–9. дои : 10.1155/2022/8125419 . ISSN   1468-8123 .
  21. ^ Перейти обратно: а б с Иса, Мохаммед Энга; Абдулмумин, Нуху Абдулкадир; Элаойи, Пол Д.; Ауду, Эфраим (декабрь 2019 г.). «Влияние деятельности по добыче колумбита/танталита (КОЛТАН) на качество воды в горнодобывающем районе Эдеге-Мбеки в штате Насарава, Северо-Центральная Нигерия» . Вестник Национального исследовательского центра . 43 (1). дои : 10.1186/s42269-019-0237-0 . ISSN   2522-8307 .
  22. ^ Перейти обратно: а б Санчес-Сегадо, Серхио; Монти, Тамара; Катриб, Джулиано; Кингман, Сэмюэл; Доддс, Крис; Джа, Анимеш (21 декабря 2017 г.). «На пути к устойчивой переработке минералов группы колумбита: выяснение связи между диэлектрическими свойствами и физико-химическими превращениями в минеральной фазе» . Научные отчеты . 7 (1): 18016. Бибкод : 2017NatSR...718016S . дои : 10.1038/s41598-017-18272-3 . ISSN   2045-2322 .
  23. ^ Баба, Алафара Абдуллахи; Джейкоб, Сандей О.; Олаолува, Дауд Т.; Абубакар, Абдулрахман; Вомилою, Адеола О.; Оласинде, Фаузат Т.; Абдулкарим, Айшат Ю. (23 апреля 2018 г.). «Обработка нигерийской богатой колумбитом ильменитовой руды для улучшения промышленного применения раствором серной кислоты» . Индонезийский горный журнал . 21 (1): 9–19. doi : 10.30556/imj.Vol21.No1.2018.674 . ISSN   2527-8797 .
  24. ^ Перейти обратно: а б Тапстер, Саймон; Брайт, Джошуа В.Г. (18 декабря 2020 г.). «Высокоточная U-Pb-систематика касситерита ID-TIMS с использованием гидротермального разложения с низким уровнем загрязнения: значение для LA-ICP-MS и геохронологии рудных месторождений» . Геохронология . 2 (2): 425–441. Бибкод : 2020GeChr...2..425T . doi : 10.5194/gchron-2-425-2020 . ISSN   2628-3697 .
  25. ^ Перейти обратно: а б с д и Фэн, Юнган; Лян, Тин; Чжан, Цзе; Ван, Ицянь; Чжоу, И; Ян, Сюцин; Гао, Цзинган; Ван, Хуэй; Дин, Кун (август 2019 г.). «Колумбитовая U-Pb геохронология литий-пегматитов Калуань в Северном Синьцзяне, Китай: значение для генезиса и истории распространения редкоэлементных пегматитов» . Минералы . 9 (8): 456. Бибкод : 2019Мой....9..456F . дои : 10.3390/мин9080456 . ISSN   2075-163X .
  26. ^ Перейти обратно: а б Акивуми, Фенда А.; Холлист, Артур О. (апрель 2016 г.). «Новинка на старом блоке: колтан, конфликтные минералы и послевоенное восстановление в Сьерра-Леоне» . Добывающая промышленность и общество . 3 (2): 316–319. дои : 10.1016/j.exis.2015.06.002 .
  27. ^ Перейти обратно: а б с д и Родригес-Новоа, Фелипе; Холли, Элизабет (январь 2023 г.). «Сосуществование крупномасштабной добычи полезных ископаемых (LSM) и кустарной и мелкой добычи полезных ископаемых (ASM) в Перу и Колумбии» . Ресурсная политика . 80 : 103162. Бибкод : 2023RePol..8003162R . doi : 10.1016/j.resourpol.2022.103162 . ISSN   0301-4207 .
  28. ^ «Кустарная и мелкомасштабная добыча полезных ископаемых» , Breaking New Ground , Routledge, стр. 313–334, 05 декабря 2016 г., doi : 10.4324/9781315541501-17 , ISBN  978-1-315-54150-1 , получено 6 апреля 2024 г.
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 0f5ea5694f213204b5fa9a2d33c5e0af__1719388860
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/0f/af/0f5ea5694f213204b5fa9a2d33c5e0af.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Columbite - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)