Зміст
- Що таке Галена?
- Аргентична галена - Срібна руда
- Виплавка Галени
- Переробка Галени
- Чи справді "снігу" Галена на Венері?
- Використання Галени
- Безпека свинцю
Галена: Фотографія приємного кубічного кристала галени з сусідніми кристалами кальциту. Кристал галени - приблизно два сантиметри на стороні. Зібрано з шахти "Сладка вода", графство Рейнольдс, штат Міссурі. Зразок та фото Arkenstone / www.iRocks.com.
Що таке Галена?
Галена - сульфідний мінерал свинцю з хімічним складом PbS. Це первинна руда у світі свинцю і видобувається з великої кількості родовищ у багатьох країнах. Він зустрічається в магматичних та метаморфних породах в середньо- та низькотемпературних гідротермальних жилах. У осадових гірських породах він зустрічається як жилки, цементи бреккії, ізольовані зерна, а також як замінники вапняку та долостону.
Галена дуже легко визначити. Щойно зірвані шматки демонструють ідеальне розщеплення в трьох напрямках, які перетинаються при 90 градусах. Він має виразний сріблястий колір і яскравий металевий блиск. Галена затьмарює до тьмяно-сірого. Оскільки свинцевий елемент є основним елементом галени, мінерал має високу питому вагу (7,4 - 7,6), що відразу помічається при збиранні навіть невеликих шматочків. Галена м'яка з твердістю Мооса 2,5+ і створює сіру до чорної смуги. Кристали поширені, і зазвичай це кубики, октаедри або модифікації.
Структура галени: Галена має хімічний склад PbS. Це означає, що він містить рівну кількість іонів свинцю та сульфіду. Іони розташовані в кубічному малюнку, який повторюється в усіх напрямках. Ця структура є причиною того, що кристали галени мають кубічну форму і призводять до розриву галени в трьох напрямках під прямим кутом.
Аргентиста галена: Аргентична галена з Coeur dAlene, Айдахо. Зразок поперек становить приблизно 6-1 сантиметрів. Аргентична галена має вміст срібла, який часто є досить високим, щоб галена видобувалася як руда срібла. Деякі шахти галени отримують більше прибутку від срібла, ніж від виробництва свинцю.
Аргентична галена - Срібна руда
Типовий зразок галени становить приблизно 86,6% свинцю та 13,4% сірки. Однак деякі екземпляри галени містять до кількох відсотків срібла у вазі. Їх називають «аргентична галена» через вміст срібла. У цих зразках срібло може замінити свинцю в структурі атома галени, або це може виникнути в крихітних зернах мінералів срібла, що входять до складу галени.
Срібло всередині галени порушує кристалічну структуру, що часто спричиняє викривлення грані. Цей крихітний шматочок знань може бути потужним пошуковим інструментом. Крім срібла, галена може містити незначну кількість сурми, миш'яку, вісмуту, кадмію, міді та цинку. Іноді селен замінює сірку в галені.
Фрагменти розщеплення галени: Одне з найбільш діагностичних властивостей галени - її здатність розбиватися розщепленням у трьох напрямках, які перетинаються під прямим кутом. При цьому утворюються фрагменти розщеплення, які мають кубічну та прямокутну форму. На цьому фото показані шматочки подрібненої галени, які наочно демонструють розщеплення прямого кута. Це характерне розщеплення обумовлене кубічною внутрішньою структурою мінералів, як показано вище.
Значення Галени: Деякі шахти отримують більший дохід від вмісту срібла в їх галені, ніж від вмісту свинцю. Припустимо, що у нас є шахта, яка виробляє аргентичну галену із середнім складом 86% свинцю, 13% сірки та всього 1% срібла (як показано на схемі зліва).
Якщо ціна срібла становить 25 доларів за тройську унцію, а ціна свинцю - 1 долар за фунт авоардупоїду, значення свинцю в одній тоні руди становитиме 1720 доларів, тоді як значення срібла в тій же тоні руди становитиме 7292 доларів (як показано на схемі праворуч).
Невелика кількість срібла має величезний вплив на дохід, оскільки за прийнятими цінами срібло в 364 рази дорожче, ніж рівна вага свинцю. Неважко зрозуміти, чому гірничодобувні компанії схвилюються від аргентиферної галени! Незважаючи на те, що галена - це руда, яка вивозиться, а свинець становить основну частину продукту, ці шахти часто називають "срібними копальнями".
Плавки металів: Галена - одна з найлегших для виплавлення руд. Її можна просто помістити у вогонь, а потім свинцеві можна відновити з-під попелу, коли пожежа згасне. Археологи знайшли докази того, що свинець був виплавлений ще в 6500 р. До н.е. Невеликі кількості срібла були очищені від свинцю римлянами близько 2000 років тому. Образ у публічному доступі Георгія Агрікола.
Виплавка Галени
Галена дуже легко пахне. Якщо породи, що містять галену, поміщені у пожежу, свинець може бути зібраний знизу золи після того, як пожежа вигоріть. Люди скористалися цією простою виплавкою тисячі років. Археологи знайшли свинцеві намистини та статуї в Туреччині, що датуються приблизно 6500 р. До н. Свинець, мабуть, перший метал, який перероблявся з руди. Стародавні римляни виготовляли свинцеву трубу і використовували її як внутрішню сантехніку. (Plumbum - це латинське слово для свинцю. Слово "водопровід" і наше використання "Pb" як хімічного символу для свинцю походять від стародавніх римлян.)
Стародавні греки та римляни змогли відокремити срібло від свинцю близько 2000 років тому. На багатьох римських злитках свинцю було написано "Ex Arg" або "Ex Argent", щоб означати, що срібло було знято зі свинцю. Греки мали змогу бажання привести до вмісту срібла 0,02%, а римляни - до вмісту срібла 0,01%. Дивно, що вони змогли зрозуміти, що в свинцю міститься срібло і дивно, що вони змогли розробити такий ефективний метод рафінування!
Переробка Галени
Галена легко вивітрюється. Свіжі поверхні галени швидко потьмяніють від сріблястого металевого блиску до тьмяного сірого до тьмяного чорного кольору. Піддаючись стихії або закопавшись у ґрунт, галена швидко вивітрюється до анґлезиту, церуситу, піроморфіту чи іншого мінералу свинцю. Ці корисні копалини часто використовуються в розвідці. Коли вони виявляються на поверхні, вони часто виявляють, що внизу присутня галена.
Чи справді "снігу" Галена на Венері?
Планета Венера має негостинне середовище, куди вулкани викидають перегріті гази в атмосферу. Сірка та свинець - серед газів, вивержених з вулканів на Венері. Вони залишаються в газоподібній фазі до тих пір, поки не виявляться достатньо високо в атмосфері, щоб конденсуватися.
У 2004 році дослідники Вашингтонського університету в Сент-Луїсі дали правдоподібні докази того, що "сніг важких металів" - це, швидше за все, комбінація сульфіду свинцю (галена) і сульфід вісмуту - падає на більш високі висоти Венери.
Кришталеве радіо Галена: Одне з найцікавіших застосувань галени було у радіокристалічних радіо. Робота цих радіоприймачів вимагала перетворення змінного струму в імпульсний постійний струм. Для цього було використано напівпровідниковий матеріал для обмеження потоку електроенергії в одному напрямку. Змінний струм перетікав через дріт, відомий як котячий вус, у напівпровідниковий кристал, який, як правило, був кристалом галени, який дозволяв текти лише в одному напрямку. Авторські права на зображення iStockphoto / Greg_H.
Використання Галени
Галена є дуже важливим мінералом, оскільки служить рудою для виробництва свинцю більшості світових виробників. Це також значна руда срібла. Галена має дуже мало використання за межі своєї служби як руди, але це не повинно зменшити її значення для суспільства.
Сьогодні використання свинцю - це свинцево-кислотні акумулятори, які використовуються для запуску автомобілів. Типовий автоаккумулятор містить близько двадцяти кілограмів свинцю і його потрібно замінювати кожні чотири-п’ять років. Тільки в США є мільярди цих батарей. Свинцево-кислотні акумулятори також використовуються як джерело живлення в режимі очікування для комп'ютерних мереж, засобів зв'язку та інших критичних систем. Свинець також є одним із металів, що використовуються в системах зберігання енергії, пов'язаних з виробництвом електроенергії та гібридними транспортними засобами.
Найкращий спосіб дізнатися про корисні копалини - це вивчити колекцію невеликих зразків, з якими можна обробляти, досліджувати та спостерігати за їх властивостями. У Магазині є недорогі колекції мінералів.
Безпека свинцю
За останні кілька десятиліть багато випадків використання сполук свинцю та свинцю було припинено або значно зменшено у відповідь на проблеми зі здоров’ям. Деякі з цих цілей включають свинець у побутових фарбах, паливі автомобільних транспортних засобів, припої, боєприпасах, рибальських вагах, керамічних глазурах, пестицидах, косметиці, склі, пластмасах, сплавах та багатьох інших продуктах. З цієї причини багато шкіл вилучили галену з учнівських мінеральних наборів і замінили її мінеральною з меншим рівнем стурбованості.