[содержание]
Минерал галенит, с одной стороны, необходим как источник свинца, а с другой, токсичен. И как человечество тысячелетиями использовало этот металл в самых разных сферах жизни, так теперь активно ограничивает его применение. Однако свинцовый минерал галенит создан природой, и только от человека зависит рациональность и безопасность его воздействия.
Галенит — токсичный минерал
Описание галенита
Галенит является сульфидом свинца с химической формулой PbS. В составе могут содержаться примеси серебра, кадмия, селена, висмута, железа и др.
Свойства галенита:
- кристаллическая структура с кубической сингонией;
- низкая твёрдость (минерал мягкий) – 2,5-3;
- очень большая плотность – 7,2-7,6 г/см3. Благодаря свинцу, в большом количестве содержащемуся в галените (87%), минерал очень тяжёлый;
- хрупкость;
- легкоплавкость;
- стальной, свинцово-серый цвета с голубоватым отливом (см. фото), порой с красноватой или синей побежалостью (оксидная плёнка и интерференция света в ней);
- непрозрачность;
- тускло-металлический блеск;
- совершенная спайность (галенит легко раскалывается на кубические и ступенчатые кусочки);
- растворимость в азотной и соляной кислотах.
Наименование минералу дал Плиний Старший (22 г. до н. э. – 79 г. н. э.). От латинского galena означает «свинцовая руда». По-другому камень называют серая руда, болеславит, свинцовый блеск, плюмбеин.
Происхождение, образования, месторождения
Галенит имеет магматическое происхождение. Находят его часто в срастании с другими сульфидами, а также в тесном соседстве с кварцем, флюоритом, гранатами, пироксенами и пр. Образования галенитов имеют форму кубических, кубооктаэдрических, октаэдрических (редко) кристаллов и сплошных масс.
Залежи минерала расположены в России, Мексике, Канаде, США, Австралии, Германии, Чехии, Болгарии, Италии, Англии.
История применения с древности до наших дней
Из него получали свинец ещё древние народы. Так, бусины из галенита возрастом в 8 400 лет археологи нашли при раскопках поселения эпохи неолита Чатал Гуюк в Южной Анатолии. В Британском музее хранится древнеегипетская свинцовая статуэтка женщины в длинной юбке с датой изготовления 3 900–3 100 гг. до н. э.
Ещё 3 000 лет назад римляне выплавляли из этого металла трубы, египтяне – медальоны и монеты. Галенит вкупе с малахитом использовали древние дамы даже в декоративной косметике – получали из них чёрную краску для глаз. Есть упоминание о свинце даже в Ветхом Завете.
Древний Рим во времена своего существования был самым крупным производителем свинца (80 тыс. тон в год). Он легко добывался и легко обрабатывался. После краха империи в 5 веке галенит, как и свинец, перестал так массово использоваться. В 11 веке использование минерала возобновила Германия, добавляя свинец в вина, чтобы улучшить их вкус.
Хорошего в этом было мало, так как такие манипуляции вызывали свинцовые колики, и в 1498-м Папа Римский запретил их. В Древней Руси галенитом, переплавленным в свинец, покрывали церкви. В 17 веке из металла построили водопровод в Кремле, правда, ненадолго – до первой половины 18 века. Первопечатники выливали формы букв из свинца, а также добавляли в типографские сплавы.
Огромное распространение получил свинец, а вместе с ним и галенит как основной источник металла с развитием индустриальной эпохи. Металл стали использовать в разных сферах:
- в электротехнике: кабели, электрические предохранители, аккумуляторы и пр.;
- в транспортной промышленности: антифрикционные сплавы, антидетонаторы в двигателях;
- в военной отрасли: пули, взрывчатые вещества;
- в науке: защитные средства от радиоактивного излучения;
- в поделочных и художественных изделиях: свинцовое стекло, стразы с добавлением свинца для получения большего блеска. Раньше художники использовали его в красках, а гончары – в глазури для покрытия горшков;
- в медицине: защитная одежда в рентген-кабинетах;
- в металлургии.
Сам по себе камень галенит используется:
- в керамике: galena является флюсом (веществом, способствующим стеклообразованию);
- для получения серебра: из руды извлекают драгоценный металл;
- для изготовления современных наноматериалов (микропроцессоров, микрочипов, в которых галенит способен ускорить передачу данных), полупроводниковых защитных плёнок;
- в качестве материала фотоприёмников, полупроводниковой техники, детекторов инфракрасного диапазона.
Однако в силу канцерогенных и тератогенных (вызывает деформации и уродства плода ещё в утробе матери, а также замедляет развитие при попадании в детский организм) свойств свинца с двухтысячного года весь цивилизованный мир активно сокращает его использование и ищет альтернативу материалу.
Ювелирные и поделочные камни
Галенитовая руда не используется в ювелирном ремесле. Однако galena-включения изредка встречаются в бирюзе и берилле, придавая им особенный блеск. Галенит входит в «бурундучную руду» (сфалерит, магнетит, галенит, халькопирит), из которой изготавливают красивые поделочные изделия. Придаёт эффектности галенит ассоциациям из разных минералов, таких как кварц, сфалерит, что оценить можно по фотографиям.
Таким образом, галенит относится к невероятно ценным, полезным и одновременно вредным минералам мира.
Cтраница 1
Свинцовый блеск, PbS, содержит 86 6 % свинца, наиболее распространен в природе, но залежи промышленного значения встречаются редко. PbS представляет собой серые кубические кристаллы с плотностью 7 4 - 7 7 г / см3 и твердостью 2 5 - 2 7 по шкале Мооса.
Свинцовый блеск (или кристаллы искусственного моносульфидд свинца) иногда применяют в качестве контактных детекторов.
Свинцовый блеск (галенит) - кристалл, применяемый в кристаллических детекторах в паре с металлическим острием. Широко применяются искусственные кристаллы С.
Для свинцового блеска характерны: изометрический облик кристаллов (длина, ширина и высота кристаллов приблизительно равны между собою), совершенная спайность по кубу, весьма большой удельный вес.
Концентраты свинцового блеска, содержащие около 60 % свинца, прокаливают вместе с двуокисью кремния во вращающихся печах в токе воздуха.
Почти каждый свинцовый блеск содержит обыкновенно несколько серебра, которое селитряною кислотою вместе растворяется. Того ради варил он полученную прежде свинцовую известь с едким нашатырным спиртом, который одно серебро, буде оно содержится. Остаток от сего варения, который теперь долженствовал быть токмо чистая свинцовая известь, будучи услащен и высушен, весил почти столько же, как прежде.
ГАЛЕНИТ (свинцовый блеск) - минерал, сульфид свинца, PbS; содержит примеси Ag, Zn, Gd, Sb, Bi, Cu, Sn, In, Tl, Au, Pt и др. Кристаллизуется в ку-бич. Встречается в виде крупно-кристаллич.
ГАЛЕНИТ (свинцовый блеск), минерал, сернистый свинец PbS, содержит 86 6 % свинца.
Галенит (свинцовый блеск) PbS - минерал, сульфид свинца. В качестве примесей содержит Ag, Аи, а также ряд других элементов.
Галенит (свинцовый блеск) PbS. Форма кристаллов чаще всего кубическая. Является основной рудой на свинец.
Крупные месторождения свинцового блеска имеются в СССР на Северном Кавказе, в Казахстане, на Алтае, на Дальнем Востоке и в других районах. Так как свинец принадлежит к главной подгруппе IV группы, то внешний слой его атома образован 4 электронами.
Только со свинцовым блеском № 1 термоэффект был значительный (сравнительно), так что при светло-красном калении нагревателя его можно было заметить даже при включенном последовательно с гальванометром сопротивлении в 100 000 ом. С остальными кристаллами при таком сопротивлении невозможно было заметить никакого отклонения. Как мы видели, на характеристиках рис. 13 и 14 совершенно невозможно заметить влияния термоэффекта. Еще менее, конечно, он мог влиять на начала характеристик цинкита, показанных на рис. 9, так как нагрев сопротивления точки контакта был еще меньше. В генерировании колебаний термоэффект также не может иметь значения, так как недавно удалось получить с цин-китным детектором длину волны всего 68 м 23 и нет оснований для того, чтобы не получить еще более коротких волн. Эти частые колебания получаются с теми же характеристиками и на том же самом участке, что и низкая частота; нагревание детектора извне и на них действует аналогично.
Сульфид свинца - свинцовый блеск, галенит (PbS), нередко встречается в метаморфических известняках, особенно в таких, которые подверглись изменению благодаря вторжению в них изверженных пород. Сульфид свинца вместе с некоторыми, другими сульфидами образует руды, имеющие большое промышленное значение. В результате окисления из этих руд образуются в природе столь же или еще более ценные руды, например различные окислы, сульфаты и карбонаты. Самородный свинец встречается редко. Известны также многие сульфосоли свинца, силикаты свинца, фосфат свинца, арсенат свинца и несколько ванадатов свинца. Важнейшая руда - галенит - часто встречается вместе с пиритом, марказитом и сфалеритом.
Свойства
Сингония: Кубическая
Состав (формула): PbS
Цвет:
Оловянно-серый, свинцово-серый, розовато-свинцово-серый
Цвет черты (цвет в порошке): Серовато-чёрный
Прозрачность: Непрозрачный
Спайность: Совершенная
Излом: Раковистый
Блеск: Металлический
Твёрдость: 2-3
Удельный вес, г/см 3: 7,2-7,6
Особые свойства:
Минерал растворяется в азотной кислоте
Форма выделения
Минерал галенит встречается в виде кубических, кубо-октаэдрических, реже пластинчатых, столбчатых и скелетных кристаллов. Также галенит образует двойники срастания и прорастания, сплошные крупно- и мелкозернистые массы, рыхлые, мучнистые выделения гроздевидной формы.
Происхождение
Минерал галенит широко распространён в гидротермальных и метасоматических месторождениях. Этот минерал является одним из самых распространённых гидротермальных сульфидов. Известные месторождения галенита скарнового типа. В виде отдельных зёрен минерал галенит встречается в кислых и щелочных породах, в и пегматитах. Иногда галенит можно встретить жилах, прожилках и пустотах в известняках.
Встречаются псевдоморфозы галенита по борниту , блёклым рудам, англезиту, церусситу , халькозину и пироморфиту.
Месторождения / проявления
Красивые кристаллы минерала галенит находят в Дальнегорске (Приморье, Россия), на Заводинском месторождении (Рудный Алтай), в Австралии (Брокен-Хилл), США (Джоплин, Миссури; Галена, Канзас; Пичер, Оклахома; рудник Свитуотер, Миссури), в Мексике (Чиуауа) и Германии (Нойдорф).
Октаэдральные кристаллы минерала галенит часто встречаются в Пршибраме (Чехия). Кубические кристаллы галенита добывают в Мадане (Болгария). Двойники галенита по шпинелевому закону известны в Херже (Румыния).
Применение
Минерал галенит является главной рудой на свинец. Иногда из галенита попутно извлекают серебро, висмут и селен.
Уже не одно тысячелетие люди выплавляют свинец из галенита. И в наше время этот распространенный минерал является его главным промышленным источником. Латинским словом «galena» Плиний Старший называл свинцовую руду. Синоним: свинцовый блеск. Сплошные плотные мелкозернистые массы иногда называют «свинчак».
Состав - сульфид свинца (PbS). Относится к простым сульфидам - минералам, состоящим только из одного металла и серы. Характерные примеси: серебро, железо, галлий, германий, титан, селен, висмут. В азотной кислоте разлагается с выделением хлопьев серы и белого осадка, состоящего из сульфата свинца (PbSO4). В природе это вещество встречается в виде минерала англезита.
Обычно галенит образует сплошные зернистые массы и вкрапления; изредка в друзовых пустотах встречаются кристаллы кубической или октаэдрической формы. Иногда находят эффектные «скелетные» кристаллы-двойники. Цвет: свинцово-серый. Непрозрачен. Блеск: тусклый; на плоскостях спайности - сильный металлический.
Сингония: кубическая. Спайность весьма совершенная по трем направлениям (по граням куба): при ударе рассыпается на мелкие кубики и образует ступенчатые уступы. Очень хрупкий. Твердость: 2,5 - 3. Из-за высокого содержания свинца очень тяжелый: средний удельный вес - 7,5 г/см3. Черта: темно-серая до черной.
Галенит в породе. Фото: В. Попов.
Галенит - типичный минерал среднетемпературных гидротермальных месторождений, скарнов. Иногда входит в состав осадочных горных пород. Обычно встречается в тесном срастании с простыми и сложными сульфидами: , пирротин. Другие сопутствующие минералы: кальцит, кварц, барит, флюорит, самородное золото; в скарнах - , а также пироксены (авгит, эгирин, энстатит и др.).
В зонах окисления неустойчив: под воздействием кислорода, тепла, солнечных лучей, грунтовых вод переходит в , церуссит и другие вторичные минералы свинца. Их выделения обычно покрывают поверхность галенита бурым (от примесей железа) порошкообразным налетом или сероватыми корками, нередко частично или полностью замещая его.
Галенит на 87% состоит из свинца и является его основным источником. Входит в состав полиметаллических руд. Однако будучи широко распространенным минералом, он достаточно редко образует крупные скопления, представляющие промышленный интерес. Содержание примесей Ag в галените в среднем составляет всего 0,1%. Тем не менее значительная доля мировой добычи серебра приходится именно на галенит.
В России его добывают на Рудном Алтае, в Восточном Забайкалье, на Северном Кавказе. Великолепные кристаллы и двойники размером до 20 см находят в Николаевском руднике (Дальнегорск, Приморский край). Прекрасные образцы поступают из Чехии (Пршибрам), Болгарии (Мадан), Румынии (Херже), Германии (Саксония-Анхальт), Мексики (Чиуауа). Мировым лидером по добыче галенита являются США. Крупные кристаллы встречаются в штатах Висконсин, Оклахома, Миссури, Канзас. Промышленные месторождения есть в Венгрии, Австралии, Перу, Канаде.
В небольших выделениях галенит иногда похож на самородную платину, сфалерит, а также на сульфид сурьмы - , от которых отличается формой кристаллов, характером спайности, твердостью. Но главным диагностическим признаком галенита является его тяжесть.
Галенит. Кристаллы-двойники. © Lou Perloff
Уже не менее трех тысячелетий галенит используется в качестве руды свинца. Еще в Древнем Египте из тяжелого металла изготавливали монеты. В Древнем Риме из него делали водопроводные трубы. Вплоть до середины прошлого века свинец широко использовали в бытовых предметах. Его добавляли в бензин; он находил применение в типографском деле, лакокрасочной промышленности.
В наше время известно, что свинец токсичен, поэтому его по возможности заменяют безвредными материалами или компонентами. Но он по-прежнему остается незаменимым металлом в производстве аккумуляторов и другого электрооборудования, в оборонной промышленности. Свинец традиционно используют в качестве грузил в рыболовных снастях.
Включения галенита иногда присутствуют в , . В качестве поделочного камня используется, так называемая «бурундучная руда» - зернистый сфалерит, переслаивающийся с галенитом, халькопиритом, магнетитом. Галенит может выглядеть очень эффектно, особенно в ассоциации с другими минералами, например, сфалеритом или кварцем.
Галенит на кварце (Дальнегорск, Приморский край). © Wendell Wilson
Но под влиянием атмосферных агентов сульфид свинца вскоре утрачивает свой металлический блеск. Чтобы образцы со временем не потускнели, рекомендуется беречь их от влаги и солнечного света.
Справочник химика 21
Химия и химическая технология
Свинцовый блеск, применение
Одним из первых случаев практического применения полупроводников можно считать детектирование радиосигналов А. С. Поповым с помощью кристаллов свинцового блеска. карборунда и др. При использовании в приемниках кристаллических детек-
Несколько слов следует сказать об искусстве бальзамирования трупов (мумификации), доведенном в Древнем Египте до совершенства. Исследование мумий показывает, что вначале трупы закапывали на несколько недель в природную соду - патрон. или нитрон,- встречающуюся в Египте. При этом в условиях жаркого и сухого климата труп почти целиком обезвоживался. Затем вынимали внутренности и мозг, череп заливали смолой, а полость живота заполняли ветвями благовонных деревьев. Далее труп заворачивали в длинное полотно из ткани типа марли, иногда в несколько сот метров, с применением благовонных средств. Лицо покойника гримировали, причем применяли свинцовый блеск. пиролюзит, окись меди. медную зелень. окрашенные глины и, вероятно, растительные краски. На лицо царских мумий накладывали маску из листового золота. Искусство бальзамирования возникло в эпоху Древнего царства.
Первые детекторные приемники беспроволочного телеграфа и радио использовали эффект выпрямления тока между металлическим наконечником и контактирующим с ним полупроводниковым кристаллом. например свинцовым блеском PbS. Производство и применение искусственных монокристаллических высокочистых материалов получило особенное развитие после открытия в 1948 г. транзисторного эффекта. Сегодня детали, выполненные из высокочистых монокристаллических материалов, можно найти почти во всех электронных приборах. от радиоприемников и телевизоров до больших ЭВМ.
Перед покрытием эмалью изделия необходимо обработать-щетками из латунной проволоки. для того чтобы получить шероховатую поверхность. Эмали наносятся на медь и ее сплавы без применения грунта. Для таких изделий, в которых эмаль не должна обладать особым блеском, можно пользоваться обычными легкоплавкими эмалями с большим -коэфициентом расширения. Для дорогих же изделий и в частности для орденов и значков отличия следует применять сильно блестящие свинцовые эмали, окрашенные в соответствующий цвет. Плавление таких эмалей производится в тигельных печах. в которых одновременно устанавливают по нескольку тиглей.
Свинцовые соединения (окись свинца. сурик) - ценные компоненты покровных эмалей придают им сильный блеск, легкоплавкость и эластичность, но вследствие ядовитости применение их ограничено.
Элементы подгруппы германия в природе. По лучение и применение. Элементы рассматриваемой подгруппы находятся в земной коре примерно в одинаковом количестве [в %(масс.)] Ge - 2-10- Sn - 6-10" Pb-1-10 1 Германий в природе очень рассеян и рудных скоплений не образует. В ничтожных количествах присутствие германия обнаружено во многих цинковых рудах. в золе каменных и бурых углей. Источником получения олова служит касситерит (оловянный камень) ЗпОг. Важнейшими минералами, содержащими свинец, являются галенит (свинцовый блеск) PbS англезит PbS04 церуссит (белая свинцовая руда) РЬСОз.
Сульфид свинца - свинцовый блеск. галенит (PbS), нередко встречается в метаморфических известняках, особенно в таких, которые подверглись изменению благодаря вторженйю в них изверженных пород. Сульфид свинца вместе с некоторыми другими сульфидами образует рудьг, имеющие большое промышленное значение. В результате окисления из этих руд образуются в природе столь же или еще более церные руды, например различные окислы, сульфаты и карбонаты. Самородный свинец встречается редко. Известны также многие сульфосоли свинца. силикаты свинца. фосфат свинца. арсенат свинца и несколько ванадатов свинца. Важнейшая руда - галенит - часто встречается вместе с пиритом, марказитом и сфалеритом. Область применения свинца в промышленности очень велика, и методы его определения имеют поэтому большое значение.
Кроме приведенных случаев, униполярность наблюдалась та.юке у различных сернистых металлов (сернистое серебро. свинцовый блеск. колчедан и т. д.). Это явление нашло важное применение в кристаллическом детекторе беспроволочного телеграфа), действие которого попытался недавно объяснить Райхинштейн предложивший интересную электрохимическую теорию.
Элементы подгруппы меди в природе. Получение и применение. Низкая химическая активность меди. серебра и золота обусловливает возможность их существования в природе в свободном состоянии. Так, золото в природе находится преимущественно в свободном состоянии (самородное золото). Содержание этих элементов в земной коре составляет [в % (масс.)] Си - 5,5-10 3 Ag 1.10-5 Дц - 5.10-7. Известно более 200 минералов, содержащих в своем составе медь, в том числе халькопирит СиРеЗг, малахит (СиОН)гСОз, медный блеск СигЗ. Пригодными для переработки считаются руды, содержащие не менее 0,5% (масс.) меди. Минералы, содержащие серебро, встречаются чаще всего в виде примеси к сернистым рудам цинка, свинца и меди. В СССР месторождения свинцово-серебряных руд имеются на Урале, Алтае, в Казахстане и Северном Кавказе. Минералы, содержащие золото, встречаются очень редко. К,ним относятся калаверит АиТег и сильванит AuAg Te4. В СССР месторождения золота находятся в Сибири и на Урале.
Элементы подгруппы хрома в природе. Получение и применение. Хром, молибден и вольфрам в природе встречаются только в виде соединений. Наиболее распространен в природе хром его содержание в земной коре составляет 2-10-2% (масс.). Важнейшим минералом, содержащим хром, является хромит (хромистый железняк) Ре(Сг02)2- Содержание молибдена в рудах не превышает 1-2% (масс.), а в земной коре он находится в количестве 2,5-10 % (масс.). В промышленности для выделения молибдена используют следующие минералы молибденит, молибденовый блеск. МоЗг вульфенит, желтая свинцовая руда. РЬМо04 повеллит СаМо04.
Аккумулятор знаний по химии (1985) -- [ c.242 ]
http://chem21.info
