Вульфенит
| Вульфенит | |
|---|---|
 Вульфенит из шахты Красное Облако, Аризона. | |
| Общий | |
| Категория | Молибдатный минерал |
| Формула (повторяющаяся единица) | PbMoO 4 |
| Имеет символ IMA. | Вул [1] |
| Классификация Штрунца | 7.GA.05 |
| Кристаллическая система | четырехугольный |
| Кристаллический класс | Дипирамидальный (4/м) Символ HM : (4/м) |
| Космическая группа | я 4 1 /а |
| Элементарная ячейка | а = 5,433, с = 12,110 [Å]; З = 4 |
| Идентификация | |
| Цвет | Оранжево-желтый, желтый, медово-желтый, красновато-оранжевый, реже бесцветный, серый, коричневый, оливково-зеленый и даже черный. |
| Кристальная привычка | Тонкие таблитчатые или пирамидальные |
| Твиннинг | Близнецы на [001] общем |
| Расщепление | На {011} отчетливо; на {001}, {013}, нечетко |
| Перелом | От неправильной до субраковистой формы |
| упорство | хрупкий |
| шкала Мооса твердость | 3 |
| Блеск | Адамантиновый, смолистый |
| Полоса | Белый |
| прозрачность | От прозрачного до непрозрачного |
| Удельный вес | 6.5–7.0 |
| Оптические свойства | Одноосный (-), может быть аномально двуосным. |
| Показатель преломления | п ω = 2,405 п ε = 2,283 |
| Двойное лучепреломление | δ = 0,122 |
| Плеохроизм | Слабый; оранжевый и желтый |
| Ультрафиолетовая флуоресценция | Никто |
| Другие характеристики | Образцы могут быть пьезоэлектрическими. |
| Ссылки | [2] [3] [4] |
Вульфенит – свинца молибдат минерал- с формулой Pb Mo O 4 . Часто встречается в виде тонких таблитчатых кристаллов яркого оранжево-красного или желто-оранжевого цвета, иногда коричневого, хотя цвет может быть весьма изменчивым. В желтой форме ее иногда называют «желтой свинцовой рудой».
Он кристаллизуется в тетрагональной системе , часто в виде коротких, пирамидальных или таблитчатых кристаллов. Встречается также в виде землистых, зернистых масс. Встречается во многих местонахождениях, связанных со свинцовыми рудами , как вторичный минерал, связанный с окисленной зоной свинцовых месторождений. Это также вторичная молибденовая руда , которую ищут коллекционеры.
Открытие и возникновение
[ редактировать ]Вульфенит был впервые описан в 1845 году в Бад-Блайберге , Каринтия , Австрия. [2] Он был назван в честь Франца Ксавьера фон Вульфена (1728–1805). австрийского минералога [3]
Встречается как вторичный минерал в окисленных гидротермальных свинцовых месторождениях. Встречается с церусситом , англезитом , смитсонитом , гемиморфитом , ванадинитом , пироморфитом , миметитом , десклоизитом , платтнеритом и различными оксидами железа и марганца. [3]
Известным местом добычи вульфенита является шахта Красное Облако в Аризоне . Кристаллы темно-красного цвета и обычно очень хорошей формы. Вульфенит был утвержден в качестве официального минерала штата Аризона в 2017 году. [5] В местонахождении Лос-Ламентос в Мексике были обнаружены очень толстые таблитчатые оранжевые кристаллы.
Еще одно место — гора Пека в Словении. Кристаллы желтого цвета, часто с хорошо развитыми пирамидами и бипирамидами . В 1997 году кристалл был изображен на марке Почты Словении . [6]
Менее известные месторождения вульфенита включают: туннель Шерман, Купол Святого Петра , горнодобывающие районы Тинкап-Томичи-Монкарч, рудник Гордость Америки и рудник Бандора в Колорадо . [7]
Маленькие кристаллы также встречаются в Булвелле и Киркби-ин-Эшфилде , Англия. Эти кристаллы залегают в галенит -вульфенит-ураноносном асфальтитовом горизонте магнезиальных известняков . Вульфенит, обнаруженный на этом участке, по свойствам (парагенетическая последовательность, низкое содержание серебра и сурьмы в галенитах, отсутствие пироморфита) близок к вульфенитам Альп и может быть сходен по происхождению. [8]
Кристаллография
[ редактировать ]Вульфенит кристаллизуется в тетрагональной системе и имеет примерно равные соотношения осей; в результате его считают кристаллографически подобным шеелиту (CaWO 4 ). [9] [10] Вульфенит относится к пирамидально-полуэдрической ( тетрагонально-дипирамидальной ) (C 4 h) симметрии кристаллов. Поэтому элементарная ячейка образуется путем размещения точек в вершинах и центрах граней ромбоидов с квадратными основаниями, а кристаллографические оси совпадают по направлениям с краями ромбоидов. Две из этих решеток взаимопроникают так, что точка на первой диагональна ко второй и составляет четверть расстояния между двумя секундами.
) существует обширный твердый раствор Между двумя концевыми членами вульфенитом и штользитом (PbWO 4 , так что составы вольфрам -вульфенита варьируются от 90% вульфенита и 10% штольцита до чиллагита (64% вульфенита, 36% штольцита) и так далее. [11] 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 твердого состояния 64:36 — вульфенит -I 4. [11] Структуру системы вульфенит- I 4 1 /a можно описать как плотную упаковку тетраэдрических MoO 4 2− анионы и Pb 2+ катионы. [11] В решетке MoO 4 2− анионы слегка искажаются, хотя длины связей остаются равными, а атомы кислорода связаны через связи 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. [11]
Структура вульфенита -I 4 также очень похожа на структуру вульфенита- I 4 1 /a, но имеет неравномерное распределение вольфрама и молибдена, что может объяснить наблюдаемый полуэдризм . [11]
Утверждается, что в твердом растворе вульфенит-штольцит при комнатной температуре не существует щели смешиваемости из-за практически одинакового размера и формы MoO 4 2− и ВО 4 2− ионов, однако были приведены аргументы в пользу существования зоны смешивания при более высоких температурах. [11]
Гемиэдризм
[ редактировать ]Кристаллы вульфенита обычно более таблитчатые и тоньше, чем у шеелита ; однако более пирамидальные и призматические кристаллы демонстрируют отчетливый гемиморфизм . [12]
Термодинамика и реакционная способность
[ редактировать ]Теплоемкость энтальпия , энтропия и включения вульфенита определены с учетом существования твердых растворов и примесей . Зарегистрированные значения следующие: Cp°(298,15) = 119,41±0,13 Дж/моль-К, S°(298,15) = (168,33±2,06)Дж/моль-К, ΔH°= (23095±50) Дж/моль. [13]
При попадании через трубку в пламя вульфенит слышно распадается и легко плавится. С солью фосфора получаются молибденовые шарики. При добавлении соды на древесный уголь получается шарик свинца. При испарении порошкообразного минерала с HCl оксид молибда . образуется [12]
Молибден можно извлечь из вульфенита путем дробления руды до 60–80 меш, смешивания руды с NaNO 3 или NaOH, нагревания смеси примерно до 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 к раствору Мо добавляют или любые другие хлориды и нагревают и перемешивают, фильтруют и собирают желаемый продукт. Весь процесс запатентован Union Carbide and Carbon Corp. [14]
Синтез
[ редактировать ]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 в соотношении 1:1 впервые показал характерные пики церуссита. Имеется резкий эндотермический пик при 300 °С, который возникает при дегидратации гидроцеруссита, связанного с церусситом. Второй пик при 350 °C является первой стадией диссоциации церуссита на PbO*PbCO 3 . Позже, при 400 °C, средний эндотермический пик представляет собой вторую стадию диссоциации на оксид свинца. Эти переходы связаны с уменьшением массы, которое происходит ступенчато. Сначала дегидратация гидроцеруссита сопровождается потерей конституционного ОН, а затем высвобождением углекислого газа во время диссоциации церуссита. Образование вульфенита происходит при 520 °C, что наблюдается по экзотермическому пику. Реакция между оксидами свинца и молибденом протекает при 500–600 °С с образованием молибдата свинца.
Эндотермические пики при 880 и 995 °C, возможно, обозначают испарение и плавление непрореагировавших оксидов свинца и молибдена. Небольшой пик при 1050 °C представляет собой плавление самого вульфенитового продукта, тогда как еще меньший пик при 680 °C может указывать на некоторое испарение молибдита, поскольку оксид молибдена улетучивается при 600–650 °C.
Эта реакция происходит следующим образом:
350 °С: 2PbCO 3 → PbO*PbCO 3 +CO 2
400 °C: PbO*PbCO 3 → 2PbO+CO 2
500–520 °С: MoO 3 +PbO → PbMoO 4 (вульфнит).
Синтез из молибдита и оксида свинца:
Термический анализ смесей молибдита и оксидов свинца в соотношении 1:1 показывает, что образование вульфенита происходит при 500 ° C, о чем свидетельствует экзотермический пик при этой температуре. Микроскопическое исследование продуктов показывает, что при 500 °С основным продуктом является вульфенит, а при 950 °С - единственный компонент продукта, так как зерна молибдита и оксида свинца плавятся и улетучиваются. Небольшой эндотермический пик при 640 °C может указывать на начало испарения, а резкий и большой эндотермический пик при 980 °C указывает на плавление и улетучивание непрореагировавших оксидов свинца и молибдена.
Характеристики синтетического вульфенита:
Синтетически полученный вульфенит будет иметь следующий состав: 61,38% PbO и 38,6% MoO3 . [ нужны дальнейшие объяснения ] . В результате этого синтеза вы получите образцы вульфенита, бледно-желтого цвета в тонких срезах и оптически отрицательного. Кристаллизуется в тетрагональной системе, в виде квадратных таблитчатых кристаллов с отчетливой спайностью по {011}. Кристаллы этого камня также обладают прозрачностью и адамантиновым блеском. Данные рентгеноструктурного анализа, рассчитанные размеры ячеек, константы и оптические аксиальные углы синтетического вульфенита согласуются с таковыми для природного минерала. [15]
Окраска
[ редактировать ]Чистый вульфенит бесцветен, но большинство всех образцов имеют цвета от кремово-желтого до резкого интенсивного красного. Некоторые образцы даже отображают синий, коричневый и черный цвета. Желто-красная окраска вульфенитов обусловлена небольшими примесями хрома. Другие предположили, что, хотя свинец придает мало цвета, возможно, молибдат придает желтый цвет вульфениту. [16]
Более поздние исследования показывают, что, хотя источником сильной окраски является присутствие посторонних примесей, нестехиометрия как в катионной, так и в анионной подрешетке также играет важную роль в окраске кристаллов. Тьяги и др. (2010) обнаружили, что причиной окраски вульфенита являются внешние примеси, поскольку они смогли вырастить кристаллы красного, зеленого и различных оттенков желтого просто за счет изменения чистоты исходных зарядов. Они также утверждали, что присутствие Pb 3+ не является причиной окрашивания. Поскольку кристаллы, которые они вырастили в среде Ar, имеют светло-желтый цвет, они предполагают, что концентрация межузельного кислорода может быть еще одной причиной окраски вульфенита. Тьяги и др. обратите внимание, однако, что Мо находится в состоянии более низкой валентности в среде Ar, что означает, что это Мо. 5+ а не Мо 6+ . Это говорит о том, что концентрация Мо 5+ сайты также являются причиной окраски. [17]
Талла и др. (2013) утверждает, что следовые количества хрома действительно играют роль в определении окраски вульфенита. Здесь CrO 4 2- заменители анионной группы MoO 4 2- группа в тетраэдрическом положении. Они обнаружили, что всего лишь 0,002 атома на формульную единицу (apfu) Cr. 6+ замена Мо 6+ достаточно, чтобы получить образец оранжевого цвета. Кр 6+ Значения apfu 0,01 могли привести к красному цвету. Талла и др. далее подчеркнул, что цвета возникают в результате изменения интенсивности поглощения, а не изменения спектрального положения. [18]
Галерея
[ редактировать ]
Скопление полупрозрачных вульфенитовых лезвий цвета ириски из шахты Глов, Аризона, США.
Пластинка очень острых, шоколадно-коричневых кристаллов вульфенита до 1,5 см по краю.
Вульфенит из Мексики.
Богатая смесь таблитчатых красновато-коричневых кристаллов вульфенита заполняет полость в похожей на жеоде матрице госсана на этом образце.
Образец вульфенита из Мина Охуэла, Мапими, Дуранго, Мексика.
Образец из Мина Охуэла, Мапими, Дуранго, Мексика.
Ярко окрашенные кристаллы размером до 1,7 см из Лос-Ламентос-Мтс (Сьерра-де-Лос-Ламентос), муниципалитет Ахумада, Чиуауа, Мексика.
Желтый кристалл, вытянутый по бокам, с небольшим прикрепленным церусситом спереди.
Классическая группа вульфенитовых лезвий цвета ириски, обильно посыпанных оливково-зелеными миметитовыми ботриоидами.
Вульфенит из рудника Цзяньшань, Синьцзян, Китай.
Вульфенит из рудника Цумеб (Цумкорп), Цумеб, регион Оджикото (Ошикото), Намибия
Красные кристаллы вульфенита
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ 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 .
- ^ Перейти обратно: а б «Вульфенит: Информация о минералах, данные и местонахождение» .
- ^ Перейти обратно: а б с «Справочник по минералогии» (PDF) .
- ^ «Данные о минералах вульфенита» . www.webmineral.com .
- ^ «41-860.04. Государственный минерал» , Пересмотренный статут Аризоны , получено 25 мая 2019 г.
- ^ Гаспершич, Примож. «Свинцово-цинковый рудник в Межице» . И Шмид Хрибар, Матея; Торкар, Грегор; Голеж, Матея; и др. (ред.). Энциклопедия природного и культурного наследия Словении — DEDI (на словенском языке) . Проверено 12 марта 2012 г.
- ^ Розмейер, Том (1990). «Проявление вульфенита в Колорадо». Камни и минералы . 65 (1): 58–61. дои : 10.1080/00357529.1990.9926444 .
- ^ Динс, Т. (1961). «Галенит-вульфенит-ураноносно-асфальтитовый горизонт в магнезиальных известняках Ноттингемшира» (PDF) . Минералогический журнал . 32 (252): 705–715. Бибкод : 1961MinM...32..705D . дои : 10.1180/minmag.1961.032.252.04 . Проверено 7 апреля 2014 г.
- ^ Дикинсон, Роско Г. (1920). «Кристаллические структуры вульфенита и шеелита» . Журнал Американского химического общества . 42 (1): 85–93. дои : 10.1021/ja01446a012 .
- ^ Веселинов И. (1971). «Связь между структурой вульфенита PbMoO4, как примера структуры типа шеелита, и морфологией его кристаллов». Журнал роста кристаллов . 10 (1): 45–55. Бибкод : 1971JCrGr..10...45В . дои : 10.1016/0022-0248(71)90045-5 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Хиббс, Делавэр; Жюри СМ; Леверетт П.; Плимер ИР; Уильямс, Пенсильвания (декабрь 2000 г.). «Объяснение происхождения полуэдризма в вульфените: монокристаллические структуры вольфрамовых вульфенитов I41/a и I4» . Минералогический журнал . 64 (6): 1057–1062. Бибкод : 2000MinM...64.1057H . дои : 10.1180/002646100550056 . S2CID 129716188 . Проверено 7 апреля 2014 г.
- ^ Перейти обратно: а б Бэйли, Уильям Ширли (1917). Описательная минералогия . Соединенные Штаты Америки: Д. Эпплтон и компания. стр. 257–258 .
- ^ Бисенгалиева Мира Р.; Беспятов Михаил Александрович; Гоголь, Даниил Борисович (9 сентября 2010 г.). «Экспериментальное измерение и расчет мольной теплоемкости и термодинамических функций вульфенита PbMoO». Журнал химических и инженерных данных . 55 (9): 2974–2979. дои : 10.1021/je901040d .
- ^ Джадд, Эдвард К. «Процесс извлечения молибдена из вульфенитовой руды» . ЮНИОН КАРБИД И КАРБОН КОРП . FreePatentsOnline.com . Проверено 7 апреля 2012 г.
- ^ Рехим, А. М. Абдель (1 января 1996 г.). «Термический анализ синтеза вульфенита». Журнал термического анализа . 46 (1): 193–204. дои : 10.1007/BF01979959 . ISSN 0022-5215 . S2CID 198208065 .
- ^ Веселинов И. (1977). «О желтом цвете кристаллов вульфенита (PbMoO4)». Кристалл и техника . 12 (5): К36–К38. дои : 10.1002/crat.19770120517 . ISSN 0023-4753 .
- ^ Тьяги, М.; Сингх, СГ; Сингх, АК; Гадкари, Южная Каролина (07.06.2010). «Понимание окраски кристаллов PbMoO4 посредством стехиометрических изменений и исследований отжига». Физический статус Солиди А. 207 (8): 1802–1806. Бибкод : 2010PSSAR.207.1802T . дои : 10.1002/pssa.200925625 . ISSN 1862-6300 . S2CID 96784613 .
- ^ Талла, Д.; Вилднер, М.; Беран, А.; Шкода, Р.; Лосос, З. (1 ноября 2013 г.). «О наличии водных дефектов в разноцветных вульфенитах (PbMoO4): исследование инфракрасной и оптической спектроскопии». Физика и химия минералов . 40 (10): 757–769. Бибкод : 2013PCM....40..757T . дои : 10.1007/s00269-013-0610-8 . ISSN 0342-1791 . S2CID 97718142 .