ТехЛиб СПБ УВТ

Библиотека Санкт-Петербургского университета высоких технологий

Сульфиды

img048Земная кора содержит не более 0,15 % (по массе) минералов этой группы (230 минералов). С химической точки зрения эти соединения являются солями сероводородной кислоты. Существуют как сульфиды строго стехиометрического состава (FeS2, CuFeS2 и т.п.), так и соединения, в которых содержание серы меняется в определенных пределах (полисульфиды, например FeSx , где х = 1,0.1 — 1,14).
Подразделяются на простые с общей формулой А m X p и сульфосоли – А m B n X p, где –
А – атом металлов, В-атомы металлов и металлоидов, Х – атомы серы.(Pb, Cu, Fe ит.д.) (Bi, Sb, As, Sn)Сульфиды кристаллизуются в разных сингониях – кубической, гексагональной, ромбической и т.д. По сравнению с самородными, у них более широкий состав элементо-катионов. Отсюда большее разнообразие минеральных видов и более широкий диапазон одного и того же свойства.Общими свойствами для сульфидов являются металлический блеск, невысокая твердость (до 4), серые и темные цвета, средняя плотность. В то же время, среди сульфидов отмечаются различия по таким свойствам как спайность, твердость, плотность.

 минерал

 формула

 цвет

 твердость

 плотность

 спайность

 сингония

 Галенит

  PbS

     серый

  2,5

 7,6

весьма совершенная

 кубическая

 Молибденит

  MoS2

     серый

          1

         4,7

весьма совершенная

 гексагональная

 Арсенопирит

 FeAsS

      серый

          6

         6,1

 ясная

 триклинная

 Антимонит

 Sb2 S3

серый

  2

 4,63

 совершенная

 ромбическая

Сульфиды являются основным источником руд цветных металлов, а за счет примесей редких и благородных металлов ценность их использования повышается.Генезис – различные эндогенные и экзогенные процессы. Характерны ионные кристаллические решетки.

Большинство сульфидов тяжелые, мягкие, блестящие. Обладают высокой электропроводностью. В большинстве случаев гидротермального происхождения, иногда продукт кристаллизации сульфидной магмы, При выветривании в зоне окисления сульфиды переходят сначала в сульфаты, а затем в оксиды, гидрооксиды, карбонаты.b72bdad959c30da077502ac9ed4f5935

Пирит, FeS2. Название от греч. «пир»- огонь (дает устойчивую искру при ударе металлическим предметом; использовался в получении искры в старинных ружьях). Синонимы: серный колчедан, железный колчедан.Ромбическая разновидность называется марказитом.

Характерны соломенно-желтый цвет, черная черта, кубический, пентагон-додекаэдрический и октаэдрический облик кристаллов, штриховатость граней, ориентированная перпендикулярно к каждой соседней грани.Важнейшее сырье для получения серной кислоты; месторождения: Урал (Россия), Рио Тинто (Испания).Употребляемое иногда название «марказит» неправильно: истинный марказит — полиморфная модификация пирита, не пригодная для обработки, которая на воздухе легко окисляется и рассыпается в порошок. Часто встречаются хорошо образованные кристаллы с сильным металлическим блеском.

Распространен пирит повсеместно. Инки использовали пирит в качестве зеркал. В настоящее время пирит гранится мелкими розами или используется в качестве сопровождающего камня вместо мелких бриллиантов.

Пирит — легко распознаваемый и очень распространенный минерал. Известен с древности. Часто встречаются кристаллы совершенной формы. Его кубики с гладкими или со штриховкой гранями легко узнаваемы. Иногда их вершины срезаны треугольными гранями октаэдра. Также встречается пентагондодека-эдрическая форма; в этом случае отдельные пятиугольные грани не равны друг другу. Очень распространены двойники, но распознать их довольно трудно. Двойникование в форме «железного креста» представляет собой типичное сочетание двух пентагондодекаэдров.

Благодаря латунно-желтому цвету, металлическому блеску и отсутствию спайности пирит напоминает золото. Но в отличие от него пирит легко окисляется; он более твердый (не царапается ножом). Во влажных условиях он разлагается, образуя серную кислоту и другие продукты (буро-черные оксиды железа и белые волокнистые сульфаты). Под действием огня пирит горит голубым пламенем с сильным запахом серы. Спутать его можно с золотом и халькопиритом.

Пирит — весьма распространенный минерал, способный образовываться в различных геологических условиях, прежде всего в гидротермальных жилах вместе с другими сульфидами; также в метаморфических породах — серпентинитах и мраморах. Почти всегда он образует совершенные кристаллы, хотя также встречаются и массивные агрегаты.

Из пирита получают железо и серу. При сжигании получают оксид железа, из которого извлекают металл. Серу после сгорания восстанавливают и получают серную кислоту, которая используется во многих промышленных процессах.

b72bdad959c30da077502ac9ed4f5935Пирротин, FeS. Название от греч. «пиррос» — красноватый. Синоним — магнитный колчедан. Троилит представляет собой стехиометрическую разновидность, встречающуюся в метеоритах. Обычно в пирротине несколько больше серы (FeSх, где х =1,01 — 1,14).

Характерны металлический блеск, бронзово-желтый цвет, магнитность. Обычно в ассоциации с другими сульфидами гидротермальный. Сырье для производства серной кислоты. Вредная примесь в железных рудах.

Состав (%): S — 36,4—40; Fe — 60—63,6. Содержание железа может значительно варьировать. Крайний член цепи моносульфид железа (с химической формулой стехиометрического состава FeS) называют троилитом (в честь итальянского учёного Д. Троили). Троилит редко встречается в земных породах, более характерен для метеоритов.

Пирротин встречается в магматических месторождениях с породами основного состава, несколько реже в гидротермальных месторождениях, скарнах, пегматитах.

На воздухе темнеет. Обладает магнитными свойствами. Кристаллы и зёрна пирротина — природные постоянные магниты с удельной магнитной восприимчивостью 15·10−4см³/г. Троилит не обладает магнитными свойствами. Пирротину свойственен ферромагнетизм. Хорошо проводит электричество. Сплавляется в чёрную массу. В кислотах растворяется очень плохо (в отличие от троилита). Сильный анизотропизм. Плеохроизм слабый.

Кристаллы (таблитчатые, пластинчатые, столбчатые) встречаются значительно реже, чем плотные агрегаты (зернистые, сливные, иногда листоватые). Кристаллы обычно сгруппированы в розетки.

b72bdad959c30da077502ac9ed4f5935Арсенопирит, FeAsS. Синонимы: ядовитый мышьяковый колчедан, миспикель. Данаит и глаукодот — разновидности, содержащие соответственно до 9 и до 22 % Со. Характерны: металлический блеск, оловянно-белый цвет, удлиненные шестоватые, игольчатые кристаллы призматического облика. Гидротермальный. Руда на As и Со. Многочисленные месторождения на Урале и в Сибири, г. Болидэн (Швеция).

Присутствие арсенопирита, аурипигмента (Аs2S3), реальгара (AsS), скородита (FeAsO4. 2O ) и других мышьяковых минералов в железных рудах недопустимо, так как мышьяк является сильнейшим ядом, что препятствует изготовлению кастрюль, консервных банок, ложек, ножей и вилок из стали, содержащей хотя бы следы мышьяка. Изготовление из такой стали рельсов и балок также нежелательно, так как в дальнейшем постепенно заражается мышьяком весь металлолом страны. В Украине керченские бурые железняки содержат до 0,1 % As в составе скородита.

Обычно содержит изоморфные примеси кобальта и никеля. Образует ряд: арсенопирит (до 3 % Со) — данаит (до 12 % Со) — глаукодот (больше 12 % Со). Моноклинная сингония. Образует псевдоромбические, призматические и игольчатые кристаллы, звездчатые сростки, шестоватые и зернистые агрегаты. Блеск металлический, цвет оловянно-белый. Твёрдость по шкале Мооса 5,5 — 6. Плотность 5,9 — 6,2 г/см3. Хрупкий, излом неровный. При ударе издаёт резкий чесночный запах.

b72bdad959c30da077502ac9ed4f5935Халькопирит, CuFeS2. Название от греч. «халькос» — медь; «пир» — огонь. Синоним — медный колчедан. Кубическая разновидность называется талнахитом. Обычно встречается в сплошных массах и зернах. Гидротермальный. Характерны: металлический блеск, зеленовато-желтый цвет с яркой пестрой побежалостью, черная черта. Важнейшая медная руда.

Крупные кристаллы редки и имеют искажённый тетраэдрический облик. Грани, как правило, покрыты глубокой грубой штриховкой. Характерно двойникование, обычны двойники прорастания. Образует сплошные зернистые агрегаты, вкрапленность, прожилки в карбонатах и других сульфидах. Цвет золотисто-жёлтый, по оттенку в отличие от латунно-жёлтого пирита напоминающий червонное золото, из-за этого получивший название «золотая обманка». Блеск металлический. На поверхности кристаллов и сколов характерна яркая пёстрая побежалость. Твёрдость по Моосу 3,5—4. Спайность несовершенная. Хрупкий. Под паяльной трубкой на угле сплавляется в серо-чёрный магнитный королёк. В HNO3 растворяется с выделением серы. Использовался как детектор в первых радиоприёмниках до появления электронных ламп.

b72bdad959c30da077502ac9ed4f5935Борнит, Cu5FeS4. Название дано в честь австрийского минералога Иоахима фон Борна (1742 — 1791 гг.). Синонимы: пестрая медная руда, павлинья руда. Встречается всегда в сплошных массах и в виде вкрапленных зерен. Гидротермальный. Характерны: металлический блеск, синяя побежалость. При царапании стальным ножом выявляется истинный медно-красный цвет минерала. Ценная медная руда. Месторождения: Бьютт (штат Монтана, США), Морокоча (Перу), Брадэн (Чили), Нельды (Казахстан).

Устаревшие синонимы — «колчедан пёстрый медный», «пурпур медный». Имеет две полиморфные модификации: высокотемпературная (больше 228 °C) модификация — кубически-гексаоктаздрическая, и низкотемпературная (меньше 228 °C) — тетрагонально-скаленоэдрическая.

Цвет сложный и отличается характерным непостоянством: на свежем изломе между бронзово-жёлтым или медно-красным до индигово-синего, с течением времени быстро изменяется до пёстрого жёлто-оранжево-красно-синего за счёт образования на поверхности окисной плёнки с побежалостью. Блеск металлический. Твердость 3. Очень хрупкий. Плотность 4,9 — 5,3. Спайность несовершенная, излом раковистый. Растворим в HNO3.

Химический состав непостоянен. Теоретически, согласно химической формуле Cu5FeS4, он должен быть следующим: Cu — 63,3 %, Fe — 11,2 %, S — 25,5 %. Однако состав борнита колеблется в значительных пределах, так как этот минерал способен содержать в себе в виде твёрдых растворов халькопирит и халькозин.

b72bdad959c30da077502ac9ed4Галенит, PbS. Название от лат. «галена» — свинцовая руда. Синоним — свинцовый блеск. Кристаллы имеют кубическую форму. Характерны: сильный металлический блеск, совершенная спайность по кубу, свинцово-серый цвет, мягкость. Важнейшая свинцовая руда. Месторождения: Турланское (Туркмения), Садонское (Сев. Кавказ Россия), Дальнегорск (Дальний Восток, Россия), Ледвилл (штат Колорадо, США), Брокен Хилл (Австралия), долина реки Миссисипи в штате Миссури (США).

Присутствие галенита в железных рудах, как это имеет место на Алтае, недопустимо и совершенно обесценивает руду. Свинец легко восстанавливается в доменной печи, входит в швы кирпичной кладки в лещади и горне, что приводит к всплыванию кирпича, быстрому разрушению кладки и к тяжелым авариям, связанным с прорывами горна и вытеканием чугуна из доменной печи через ее фундамент, стенки горна.

Часто содержит примеси Ag, Cd, Se и др. Свинцово-серые кристаллы и агрегаты. Твёрдость 2—3; плотность 7,4—7,6 г/см³. Цвет стальной, серый с голубоватым отливом, иногда присутствует пёстрая побежалость, блеск металлический, излом ступенчатый, хрупкий. Спайность совершенная по кубу. Образует кубические, кубооктаэдрические, реже октаэдрические кристаллы и сплошные массы. Месторождения гидротермальные и метасоматические. В гипергенных условиях изменяется с образованием карбонатов (например, фосгенита) и сульфатов свинца. Основная руда свинца.

От арсенопирита отличается по цвету, низкой твёрдости, спайности по кубу и высокой плотности. Галенит является одним из наиболее распространенных гидротермальных сульфидов, часто встречается со сфалеритом, пиритом, халькопиритом, кварцем, флюоритом, карбонатами.

b72bdad959c30da077502ac9ed4f5935Сфалерит, ZnS. Название от греч. «сфалерос» — обманчивый (сфалерит часто путают с другими минералами). Синоним: цинковая обманка.

Кристаллы тетраэдрические. Двупреломление и плеохроизм отсутствуют, дисперсия 0,156. Люминесценция обычно желтовато-оранжевая, бывает красная, иногда отсутствует. Линии спектра поглощения: 650, 665, 651 нм. Структура сфалерита была установлена рентгенографическим путём одним из первых. состав (%): Zn — 67,1; S — 32,9.

Обрабатывается и полируется с большим трудом из-за хрупкости и совершенной спайности в трёх направлениях. На первый взгляд огранённый сфалерит можно спутать с ювелирными камнями жёлтого цвета.

Разновидности: черные марматит и кристофит, коричневый пршибрамит, светлый — клейофан. Гексагональный ZnS называется вюрцитом. Гидротермальный. Характерны: металлический блеск, тетраэдрический облик кристаллов, чем отличается от похожего по цвету вольфрамита (MnFeWО4). Важнейшая цинковая руда. Месторождения: Пршибрам (Чехия), Сантадер (Испания), Джоплин (штат Миссури, США). Присутствие сфалерита в железных рудах недопустимо. В доменной печи пары цинка и цинкита конденсируются в швах кладки шахты, что приводит к ее вспучиванию, к разрыву герметичного кожуха печи и к тяжелым авариям.

<p/td><i/pmg class=»alignleft size-full wp-image-16887″ alt=»b72bdad959c30da077502ac9ed4f5935″ src=»http://tehlib.com/wp-content/uploads/2014/06/b72bdad959c30da077502ac9ed4f59357.gif» width=»250″ height=»250″ />Молибденит, МоS2. Название от греч. «молибдос» — свинец (предполагали присутствие свинца в минерале; молибден был открыт позже и назван по названию минерала). Синоним — молибденовый блеск. Характерны: совершенная спайность в листоватых чешуйчатых агрегатах, сильный металлический блеск, Низкая твердость (царапается ногтем), пишет по бумаге. Светлее графита. Гидротермальный. Важнейшая руда на Мо. Месторождения: Тырныауз (Сев. Кавказ, Россия), Клаймэкс (штат Колорадо, США).Гибок, но не эластичен. Генетически связан с гранитами, кварцевыми жилами, грейзенами, иногда с пегматитами. Кристаллы таблитчатые, но чаще встречается в виде агрегатов чешуйчатой или листоватой формы, вкраплений в кварце. В результате гидротермальных процессов осаждается из глубинных горячих вод.

Наиболее важное сырье для производства молибдена, получаемого в результате обогащения флотацией. Также из него получают рений, селен. Молибденит — полупроводник, применявшийся в радиотехнике для изготовления детекторов. Подобно графиту используется как компонент смазок, особенно для пар трения, работающих в вакууме.

b72bdad959c30da077502ac9ed4f5935Киноварь, HgS. Название от индийского «кровь дракона» (связано с интенсивным красным цветом минерала). Синоним — циннабарит. В скрытокристаллических массах, называемых «печенковой рудой», и в виде намазок и налетов. Гидротермальная. Легко отличается по цвету и высокой плотности. Важнейшая руда на ртуть. Месторождения: Никитовка (Донбасс, Украина), Альмадэн (Испания), Идрия (Югославия), Нью Идрия и Нью Альмадэн (Калифорния, США).

Содержит 85,83 % ртути. Кристаллизуется в тригональной сингонии, образуя преимущественно мелкие ромбоэдрические или толстотаблитчатые кристаллы, кристаллически-зернистые или порошковатые массы. Характерны двойники прорастания. Спайность совершенная в одном направлении. Хрупкая. Цвет красный, иногда наблюдается тёмная синевато-серая побежалость. В тонких осколках киноварь прозрачна, обладает ярким «алмазным» блеском. Твёрдость по минералогической шкале Мооса 2-2,5; плотность 8,09-8,20 г/см³. Легко плавится и при нагревании на воздухе до 200 °C полностью улетучивается с образованием паров ртути и сернистого газа. Растворима только в царской водке.

Россыпи киновари — подчиненный по значению промышленный тип ртути; самостоятельный промышленный интерес представляют достаточно крупные остаточные элювиально-склоновые россыпи, ложковые и аллювиальные россыпи ближнего сноса, а также золотоносные россыпи с киноварью, из которых последняя извлекается попутно. Остаточные россыпи киновари наиболее распространены в районах развития кор химического выветривания, где они приурочены к “красным глинам” — образованиям коры выветривания латеритного типа. Небольшие, но весьма богатые скопления киновари приурочены к элювиальным и делювиальным отложениям в карстовых воронках и полостях. В умеренных и высоких широтах отмечаются также элювиально-склоновые россыпи киновари, связанные с грубообломочными развалами на склонах и междуречьях в пределах рудного поля (Чукотка). Они имеют вид пластовых залежей мощностью до 3 м и содержат киноварь в обломках с кварцем (встречается также самородная ртуть). В ложковых и аллювиальных россыпях киноварь накапливается как в виде зерен, так и хорошо окатанных галек, сложенных плотными массивными разностями. Основная ее масса концентрируется на плотике; протяженность этих россыпей 1-2 км, мощность пласта 0,2-3 м; обычно они тесно сопряжены с коренными источниками, выходящими в днище долин, и представляют собой однопластовые залежи струйчатого или гнездового строения.

b72bdad959c30da077502ac9ed4f5935Антимонит, Sb2S3. Название от лат. «антимониум» — сурьма.

Синонимы — сурьмяный блеск, стибнит. Обычно в виде призматических, игольчатых кристаллов с вертикальной штриховкой с ярким металлическим блеском. Совершенная спайность. Гидротермальный. Важнейшая руда на сурьму, месторождения: о. Шикоку (Япония), Раздольнинское (Красноярский край, Россия).

Антимонит кристаллизуется в орторомбической сингонии. Форма кристаллов — призматическая или игольчатая с вертикальной штриховкой вдоль граней, может образовывать веерообразные сростки, спутанно-волокнистые и зернистые агрегаты. Цвет свинцово-серый, обладают сильным металлическим блеском. Твёрдость по минералогической шкале 2-2,5, плотность 4,5-4,6 г/см³.

Антимонит встречается в собственно сурьмяных месторождениях (антимонито-кварцевые жилы и залежи), а также во многих сурьмяно-ртутных месторождениях. Небольшое количество антимонита находят в месторождениях реальгара и аурипигмента и иногда в золоторудных кварцевых жилах и в свинцово-цинковых месторождениях.

img1Сульфиды Cu и Fe по Д.П. Григорьеву

/a