Сурьма самородная

Сурьма - Sb.

Химический состав. Сравнительно редко встречающийся в природе в чистом виде химический элемент. Иногда отмечаются примеси As, Bi, Ag (до 5%).

Сингония тригональная. Кристаллы редки, имеют ромбоэдрический габитус или толстотаблитчатые, пластинчатые двойники. Агрегаты - чешуйчатые, плотные зернистые массы, встречается также в виде вкрапленности.

Цвет оловяно-белый, часто наблюдается желтоватая или сероватая побежалость. Блеск слабый металлический. Цвет черты свинцово-серый. Твёрдость 3 - 3,5. Хрупкий, легко крошится. Удельный вес 6,61 - 6,72. Спайность совершенная. Прочие свойства. Температура п л авления 730,5°С. Под п. тр. легко плавится. Окрашивает восстановительное пламя в голубовато-зелёный цвет. Растворяется в царской водке.

Диагностические признаки. Оловяно-белый цвет, характерная побежалость, совершенная спайность, относительно высокий удельный вес.

Происхождение. Образуется при дефиците серы в низкотемпературных гидротермальных сурьмяных, сурьмяно-золото-серебряных и медно-свинцово-цинково-сурьмяно-серебряно-мышьяковых, а также высокотемпературных пневматолитово-гидротермальных сурьмяно-серебро-вольфрамовых месторождениях. В пневматолитово-гидротермальных месторождениях содержание Sb может иногда достигать промышленных значений. Сопутствующие минералы: антимонит Sb₂S₃, кермезит Sb₂S₂O, самородное золото и др.

Применение. Сурьма применяется в полупроводниковой промышленности при производстве диодов, инфракрасных детекторов. Является компонентом свинцовых сплавов, увеличивающим их твёрдость и механическую прочность. Область применения включает: -батареи; -антифрикционные сплавы; -типографские сплавы; -стрелковое оружие и трассирующие пули; -оболочки кабелей; -спички; -лекарства; -пайка — некоторые бессвинцовые припои содержат 5 % Sb; -использование в линотипных печатных машинах.

Вместе с оловом и медью сурьма образует металлический сплав — баббит, обладающий антифрикционными свойствами и использующийся в подшипниках скольжения. Также Sb добавляется к металлам, предназначенным для тонких отливок.

К разделу «Класс минералов сульфиды»

Сульфиды – природные сернистые соединения металлов и некоторых неметаллов. В химическом отношении рассматриваются как соли сероводородной кислоты H₂S.

Общие физические свойства: - металлический блеск; - сравнительно низкая твёрдость 1-4 (исключение – наиболее распространенный минерал пирит – твердость 6-6,5); - относительно большая плотность – как правило, более 4 г/см³.

В природных условиях сера встречается в двух валентных состояниях: - аниона S²⁻, образующего сульфиды; - катиона S⁶⁺, который входит в сульфатный радикал SО₄ и образует сульфаты. Сера также способна образовывать электрически нейтральные восьми атомные молекулы – самородная сера. Геохимия серы определяется степенью окисленности среды: - восстановительная среда способствует образованию сульфидных минералов; окислительная среда – образованию сульфатных минералов.

Сульфиды являются рудами многих металлов – Cu, Ag, Hg, Zn, Pb, Sb, Co, Ni и др.

Характеристика минералов класс «сульфиды»

Пирит

Пирит - FeS₂. "Пирос" по-гречески - огонь. По-видимому, это название связано со свойством пирита давать искры при ударе или с его сильным блеском. Синонимы: серный колчедан, железный колчедан.

Химический состав. Fe 46,6%, S 53,4%. Нередко содержит в очень небольших количествах примеси: Со (кобальтпирит), Ni, As, Sb, иногда Сu, Аu, Ag и др. Содержание этих элементов обусловлено наличием механических примесей в виде мельчайших включений посторонних минералов, иногда в тонкодисперсном состоянии. В этих случаях мы имеем дело по существу с твердыми псевдорастворами-кристаллозолями.

Кристаллическая структура пирита схематически изображена на рисунке. В основе этой структуры лежит кубическая гранецентрированная решетка, в которой ионы серы, располагаясь парами, сильно сближены между собой с образованием анионной группы [S₂]^-2.

Кристаллическая структуpa пирита. Черные сферы - ионы Fe, светлые – группы [S₂]^-2.

Сингония кубическая. Довольно широко распространена структурная модификация пирита, кристаллизующаяся в ромбической сингонии – марказит.

Облик кристаллов. Пирит широко распространен в виде хорошо образованных кристаллов. Кристаллы кубической, пентагон-додекаэдрической, реже октаэдрической формы. Размеры кристаллов достигают нескольких сантиметров в поперечнике. Характерна штриховатость граней параллельно ребрам. Встречаются двойники.

Агрегаты. В многочисленных горных породах и рудах пирит наблюдается в виде вкрапленных кристалликов или округлых зерен. Широким развитием пользуются также сплошные агрегатного строения пиритовые мaccы. В осадочных породах часто встречаются шаровидные конкреции пирита, нередко радиальнолучистого строения, а также секреции в полостях раковин. Часты гроздевидные или почковидные образования пирита в ассоциации с другими сульфидами.

Цвет светлый латунно-желтый, часто с побежалостями желтовато-бурого и пестрых цветов. Тонкодисперсные сажистые разности имеют черный цвет. Черта буровато- или зеленовато-черная. Блеск сильный металлический. Твердость 6-6,5. Относительно хрупок. Спайность весьма несовершенная. Излом неровный, иногда раковистый. Плотность 4,9-5,2. Прочие свойства. Электричество проводит слабо.

Диагностические признаки. Легко узнается по цвету, формам кристаллов, штриховатости граней, высокой твердости (единственный из сульфидов, который царапает стекло). По этим признакам пирит легко отличается от несколько похожих на него по цвету марказита, халькопирита, пирротина.

П. п. тр., растрескиваясь, плавится в магнитный шарик. Легко теряет часть серы, которая горит голубым пламенем. В HNO₃ разлагается с трудом, выделяя серу. В разбавленной НСl не растворяется.

Происхождение. Является наиболее распространенным в земной коре сульфидом и образуется в самых различных геологических условиях. Минералы, образующиеся в широком диапазоне геологических условий, объединяются под названием минералы – космополиты.

В виде мельчайших вкраплений пирит наблюдается во многих магматических горных породах. В большинстве случаев является эпигенетическим (образовавшимся позже) минералом по отношению к силикатам и связан с наложением гидротермальных проявлений.

В контактово-метасоматических месторождениях, является почти постоянным спутником сульфидов в скарнах и магнетитовых залежах. В ряде случаев оказывается кобальтоносным. Образование его, так же как и других сульфидов, связано с гидротермальной стадией контактовометаморфических процессов.

Как спутник широко распространен в гидротермальных месторождениях различных по составу руд почти всех типов и встречается в парагенезисе с самыми различными минералами. При этом он часто наблюдается не только в рудных телах, но и в боковых породах в виде вкраплений хорошо образованных кристаллов, возникших метасоматическим путем (метакристаллов).

Не менее часто встречается ив осадочных породах и рудах. Широко известны конкреции пирита и марказита в песчано-глинистых отложениях, месторождениях угля, железа, марганца, бокситов и др. Образование пирита в этих породах и рудах связывается с разложением органических остатков без доступа свободного кислорода в более глубоких участках водных бассейнов. В парагенезисе с ним чаще всего в таких условиях встречаются: марказит, сидерит (FeCO3) и др.

В зоне окисления пирит, как и большинство сульфидов, не устойчив, подвергаясь окислению до сульфата закиси железа, который при наличии свободного кислорода легко переходит в сульфат окиси железа. Последний, гидратизируясь, разлагается на нерастворимую гидроокись железа (лимонит) и свободную серную кислоту, переходящую в раствор. Этим путем образуются широко наблюдаемые в природе псевдоморфозы лимонита по пириту. Сам же пирит часто образует псевдоморфозы по органическим остаткам (по древесине и различным остаткам организмов), а в эндогенных образованиях встречаются псевдоморфозы пирита по пирротину магнетиту, (Fe₃O₄), гематиту (Fe₂O₃) и другим железосодержащим минералам. Эти псевдоморфозы, очевидно, образуются при воздействии на названные выше минералы H₂S.

Применение. Пиритовые руды являются одним из основных видов сырья, используемого для получения серной кислоты. Среднее содержание серы в эксплуатируемых для этой цели рудах колеблется от 40 до 50%.