Что такое цинковая обманка

Сфалерит — сульфид цинка. Название в переводе с греческого означает “обманчивый”. Другое название цинковая обманка. Такое название связно с трудностью определения минерала. Дело в том, что сфалерит образуется в гидротермальных месторождениях в парагенезисе с галенитом и халькопиритом.

И раньше рудокопы принимали его за галенит (свинцовую руду), но свинца там не обнаруживали.

Сфалерит, сульфид цинка

Цинковая обманка встречается как в кристаллах, так и в сплошных зернистых массах. Обладает алмазным блеском. В химическом составе цинк и сера (примерно 67/33). В составе примесей чаще всего встречается железо. От этого зависит цвет: бурый или черный при большом содержании железа.

Реже встречается сфалерит желтоватых, зеленоватых, красноватых или сероватых оттенков, может быть белым или бесцветным.

Если залежи сфалерита находятся вблизи известняков, то на контакте образуются скопления карбоната цинка — смитсонита. В месторождениях Конго минералы цинка асоциируют с медью, вследствие чего смитсонит окрашен ее примесью в яркий голубой цвет. Вместе с цинковой обманкой в качестве жильных минералов встречаются кварц, кальцит и флюорит.

182 Цинковая обманка / FNaF 9: Security Breach

В России крупные месторождения обнаружены на Алтае, в Забайкалье, на Кавказе.

Сфалерит — важнейшая цинковая руда. Используется для оцинкования железа и предохранения его от ржавчины. Так же применяется в сплавах, например, латунь — сплав меди цинка, алюминиевая бронза — сплав меди, цинка и алюминия. Используется для изготовления цинковых белил. Из руды цинка также извлекают примеси редких металлов — кадмия, индия, германия и других.

Источник: dzen.ru

Разновидности, свойства и применение цинковой обманки

Сфалерит — природный минерал, который широко используется для получения цинка. Несмотря на то что он является оксидом цинка, внешне отличается от других сульфидов, поэтому часто к нему применяется такой термин, как цинковая обманка.

Сфалерит с галенитом и кварцем

Его часто принимали за галенит, камень, из которого получают свинец. Он очень похож внешне и добывается при аналогичных условиях, однако свинца в этом минерале нет совершенно. Но такое сходство является одним из возможных объяснений названия минерала — обманка: сфалерит означает приблизительно то же самое. Некоторые разновидности кристаллов сфалерита можно спутать и с другими камнями, например, с рубином.

В чистом виде камень белый. Различные оттенки придают ему примеси, в частности, железо. Цвет может варьироваться от светло-желтого до черных тонов, блеск алмазный или матовый, излом неровный.

Содержание цинка в минерале не превышает 67 %, железа может быть до 26 %, а также небольшая доля кадмия, 1–5 %. В незначительном количестве могут также встречаться такие металлы, как сера, германий, серебро, медь, галлий, ртуть, титан, индий.

Разновидности сфалерита

В зависимости от включений и цвета минерала выделяют такие разновидности:

• Брункит — сфалерит белого цвета и скрытокристаллической структуры. Образуется в виде налета или пленки в трещинах и кристаллах цинковой обманки.
• Марматит — железосодержащая разновидность. Присутствие железа в структуре кристалла достигает 10–16 %. Встречаются вкрапления халькопирита и пирротина, а также примеси некоторых металлов. Другое название — сфалерит железный.
• Клейофан — минерал, в котором примеси марганца и железа полностью отсутствуют. Цвет может колебаться от медового до желтого с оттенками зеленого. Чаще всего непрозрачен, но встречаются и полностью прозрачные экземпляры. Ценится как коллекционный камень, на продажу выставляется ограненным.

И другие менее распространенные разновидности:

Физические свойства

Наиболее часто встречающиеся образцы камня, в которых содержится много железа, имеют черную или коричневую окраску. Виды желтого, коричневого и красного камня имеют алмазный блеск, который на гранях выглядит как смоляной. Темные имеют металлический блеск. Перечислим основные особенности камня:

• Твердость невысокая, 3,5–4 по шкале Мооса, хрупкий.
• Прозрачность имеет обратную зависимость от содержания железа: чем его больше, тем камень менее прозрачный.
• Цинковая обманка практически нечувствительна к нагреву. При воздействии паяльной трубкой почти не плавится, но при этом растрескивается.
• Переходит в вюрцит при температуре 1020 градусов. При этом при большом содержании железа температура значительно уменьшается.
• Чувствителен к кислотам. Под действие серной и азотной кислоты разлагается. В первом случае с выделением сероводорода, во втором — серы.
• Поглощает в области красного цвета на 650, 665, 651 нм. При облучении УФ проявляется люминесценция которая зависит от примесей.

Цинковая обманка (сфалерит)

Люминесценция с голубым оттенком присутствует, если в веществе находят серебро. Железо дает красную люминесценцию, а желтую — марганец.

Добыча

Минерал является достаточно распространенным в первую очередь за счет того, что может образовываться при различных условиях. Наиболее часто встречается кристаллическая форма в осадочных породах, гидротермальных источниках, известняке.

Кристаллы менее 10 каратов находят на территории США, а также в Италии и России. Большого размера самоцветы добывают в Испании в городке Сонора. Они более всего подходят для огранки при наличии большого веса. Цена на такие кристаллы немаленькая, за ограненный камень в пять карат попросят 400 долларов.

Применение

Сфалерит минерал — основное сырье для получения цинка. В процессе производства могут получать такие минералы, как галлий, индий, кадмий. Эти металлы очень дорогие, они применяются в инновационных разработках систем электроники. Цинк также используется для получения латуни и как примесь в некоторых марках золота.

Цинк, кроме того, применяется в составе лакокрасочных изделий и эмалей. А также благодаря свойствам обеззараживания и снятия воспаления используется для изготовления лекарств. Например, мазь из цинка применяют для младенцев против опрелостей.

Добытый сульфид цинка применяется как люминофор. Его добавляют в красители для того, чтобы они светились ночью. При добавлении к нему серебра или меди будет применяться для изготовления кинескопов, экранов осциллографа, радиолокационных установок.

Сфалерит, который имеет прослойки с кварцем, пиритом или магнетитом, используется в качестве поделочного сырья. Из него изготавливают необычные декоративные изделия и сувениры.

В ювелирном производстве минерал используется редко. Причиной тому является хрупкость и недостаточная твердость. Ограняется он кабошонами, а вставляется в кулоны, перстни, серьги и браслеты, но такие украшения имеют недолговечное применение, что привело к использованию синтетических минералов.

Эксклюзивные экземпляры выставляются в коллекциях и продаются на аукционах.

Лечебные свойства

Камень оказывает положительное воздействие на общее состояние человека. Темные камни способны помочь в излечении от простуды, если та возникла как результат переохлаждения. Минералы со светлыми оттенками, например, белые помогают привести в порядок нервную систему избавиться от ночных кошмаров и улучшить сон. Темно-желтые камни используют для очищения организма и улучшения зрения.

Благодаря высокому проценту цинка в составе минерала он обладает теми же свойствами, что и химическое вещество, — обеззараживает и снимает воспаление. Именно поэтому камень широко был востребован знахарями для приготовления снадобий, очищающих кровь и улучшающих работу органов пищеварительного тракта.

В зависимости от расцветки минерал обладает такими качествами:

• Кристалл желтого цвета оберегает от приступов ярости и агрессии, делает людей более спокойными, дарит им надежду.
• Черный камень нечасто используют в ритуалах. Его основная способность — возвратить все, направленное против кого-то, при этом усилив воздействие в несколько раз. Поэтому он используется только в черной магии, и очень редко, не для нанесения вреда, а для возможности найти контакт с другим миром.
• Белый минерал используется в качестве оберегов, которые действуют как защитное поле с эффектом отражения. При попытке воздействия он отражает все негативное обратно на недоброжелателя.

Сила минерала наиболее всего отражается именно в амулетах и талисманах. Такой талисман будет развивать у своего владельца лидерские качества, силу духа, упорство, он помогает достичь цели неуверенным в себе людям.

Кроме того, он способствует успеху в делах и обогащению. В качестве талисмана используются кристаллы всех цветов, кроме черного, в необработанном виде.

Амулеты из прозрачных камней желтого цвета используют для защиты от зависти, наговора, сглаза. Они снижают раздражение, злость, дарят умиротворение и гармонию.

До настоящего времени точно не изучено отношение камня к разным знакам зодиака. Однако известно, что наиболее всего он подходит Тельцам, а отрицательно воздействует на Скорпионов.

Минерал сфалерит остается одним из наиболее распространенных и менее изученных. Он не получил распространения как украшение, так как, несмотря на высокие декоративные качества, обладает низкой твердостью и неудобен в ношении. Возможно, это и является причиной загадочности минерала.

Источник: okaratah.com

Сфалерит

Название минерала происходит от греческого сфалерос — обманчивый.

Синонимы: Цинковая обманка, рубиновая обманка (частично), рубиновый цинк, ратит (Шепард, 1866). Отвечает искусственному β-ZnS.

Формула сфалерита

Химический состав

1) По составу:

• Клейофан — cleiophane (Хенри, 1851) — светло-окрашенный или бесцветный, почти без примесей Fe и Mn (крамерит Хенри, 1851).
• Марматит — marmatite (Буссиньо, 1829) — черный, богатый железом (марасмолит Шепарда, 1851; ньюболдит Пидингтона, 1847; кристофит Брайтхаупта, 1863).
• Пршибрамит (пшибрамит, pribramite) [Юо (Huot), 1841] — обогащенный кадмием.

2) По типу выделений:

• обыкновенный кристаллический;
• колломорфная скорлуповатая цинковая обманка, иногда представляющая смесь сфалерита и вюртцита;
• брункит—brunckite — землистый или колломорфный тонкокристаллический, почти белый (Герценберг, 1938);
• гумучионит — gumucionite (Герценберг, 1933). Почковидный; малиновый, грязно-розовато-красный, частью буроватый.

Твердость больше 4. Плотность. 3,76. Черта светло-желтая. Изотропен. Химический состав: Zn — 64,73; Cd — следы; S — 32,75; As — 0,64; Fe — 0,27 (за счет включений пирита); H2O — 1,28; н. о. — 0,52 (кварц + касситерит); сумма — 100,19.

В НСl легко растворяется с выделением H2S и хлопьевидного сульфида. На угле дает налет As2O3 с каймой CdO. Найден на глубине 320 м в оловорудном месторождении Льяльягуа в Боливии с кварцем, касситеритом, пиритом и др. Рентгеновскими методами не изучен; возможно, является мышьяксодержащим колломорфным сфалеритом.

Кристаллографическая характеристика

Сингония Кубическая

Класс Гексатетраэдрический.

Кристаллическая структура

Плотнейшая кубическая упаковка из атомов S; половина тетраэдрических пустот занята атомами Zn. Атомы S (Zn) занимают углы гранецентрированной кубической ячейки, атомы Zn (S) — центры четырех из восьми малых кубов. Расстояние Zn — S = 2,35 А.

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов. Кристаллы преимущественно тетраэдрического облика или кубооктаэдрического, реже — додекаэдрического. Отрицательные октанты обычно богаче формами, чем положительные.

Двойники для сфалерита очень обычны: двойники срастания, прорастания и сложные. Двойниковая ось [111], двойниковая плоскость чаще всего (112). Минерал образует ориентированные срастания с халькопиритом, тетраэдритом, станнином, также с миллеритом, пирротином; нередко содержит жидкие и газовые включения.

Агрегаты.

Зернистый, в виде вкрапленников, часто в кристаллах; также скорлуповатые, почковидные и скрытокристаллические выделения (конкреции и оолиты.), иногда колломорфные; редко землистый (брункит).

Физические свойства

Оптические

• Цвет очень разнообразный, нередко варьирует в пределах одного штуфа; обычно бурый, а также черный (при большом содержании Fe), реже — красноватый, желтый, зеленый, бесцветный (при отсутствии Fe), белый и сероватый (брункит).
• Черта минерала варьирует в соответствии с составом: бесцветная, светлоокрашенная (желтые и бурые тона); у разностей, богатых Fe, она бурая и коричневая, у брункита светло-кремовая.
• Блеск у яснокристаллического алмазный,
• Отлив жирный, у брункита — матовый.
• Прозрачность Прозрачен или полупрозрачен (обычно прозрачен при содержании Fe до 5%).

Механические

• Твердость 3,5—4. Хрупок
• Плотность 3,9—4,1; в общем плотность уменьшается по мере увеличения содержания Fe, а также газовых и жидких включений.
• Спайность (по 110) совершенная (обусловлена расположением в этой плоскости атомов и Zn и S). В шести направлениях параллельно граням ромбододекаэдра (правильный двенадцатигранник).
• Излом раковистый.

Химические свойства

Растворяется в концентрированной HNO3 с выделением S, в HCl с выделением H2S. Скрытокристаллический брункит растворяется в НСl легче яснокристаллического сфалерита, иногда даже со вскипанием; с трудом растворяется также в уксусной кислоте.

В полированных шлифах от HNO слегка буреет, остальные реактивы не действуют. Структура выявляется в парах царской водки или травлением KMnO4 + H2SO4.

Прочие свойства

Брункит липнет к языку, при соприкосновении с водой впитывает свыше 10% воды и становится серым. Плохой проводник электричества. Диэлектрическая постоянная 7,9. Обладает пьезоэлектрическими и пироэлектрическими свойствами, частично-фотоэлектрической проводимостью. При облучении α-частицами возбуждается импульсная проводимость.

Диамагнитен при отсутствии Fe или содержании его до 0,4%, более железистые разности парамагнитны.

У природных сфалеритов в ультрофиолетовых лучах наблюдается голубая, желтая, оранжевая и красноватая люминесценция. Голубая люминесценция вызывается присутствием ничтожных количеств Ag, что подтверждается опытами по искусственному получению ZnS с добавками Ag. Желтая и оранжевая люминесценция появляются при содержании в сфалерите около 0,01% Mn. Красноватая люминесценция, возможно, обязана присутствию ничтожных количеств Fe.

Иногда сфалерит светится при раскалывании, при трении или царапании (триболюминесценция).

Поведение минерала при нагревании Показатель преломления в видимой части спектра с повышением температуры значительно возрастает. При 880—1020° переходит в вюртцит (α-ZnS), причем температура перехода понижается по мере увеличения содержания Fe, Mn, и Cd. Теплота превращения сфалерита в вюртцит 3190 кал/мол. В пределах 600—1200° переходит в тригональную модификацию— γ -ZnS. Сублимируется до плавления.

Искусственное получение минерала

Получен различными путями: нагреванием ZnS с раствором H 2 S в запаянной трубке (Сенармон), в виде мелких тетраэдров нагреванием порошка природного сфалерита с раствором Na 2 S (Дёльтер), действием H 2 S на раствор ZnSO 4 при высоких давлении и температуре (Аллен, Криншоу, Мервин); пропусканием H 2 S при ттемпературе ниже 870° над порошком металлического Zn. В отличие от вюртцита, выпадающего из кислых растворов, сфалерит образуется в слабокислых и щелочных растворах.

Диагностические признаки

Узнается по совершенной спайности, сильному алмазному блеску, коричневой черте.

Марматит имеет красновато-коричневую черту. Темные железистые разности отличаются от вольфрамита и энаргита наличием спайности по нескольким направлениям; кроме того, плотность вольфрамита приблизительно вдвое больше плотности сфалерита.
В полированных шлифах от сходного вюртцита сфалерит отличается наличием полисинтетических двойников, от гринокита — отсутствием лимонно-желтых внутренних рефлексов, от магнетита — наличием внутренних рефлексов, более низким рельефом и травимостыо царской водкой; сходный со сфалеритом вольфрамит отличается резкой анизотропностью.

Происхождение и нахождение

Главная масса месторождений, так же как и галенита, с которым он почти постоянно ассоциирует, принадлежит к гидротермальным месторождениям. В некоторых сульфидных месторождениях бывает связан с халькопиритом.

Широко распространен в метасоматических залежах и рудных жилах.

В экзогенных условиях образуется крайне редко. Был встречен в не которых месторождениях угля. При процессах окисления сфалерит разлагается сравнительно быстро с образованием сульфита цинка, легко растворимого в воде, вследствие чего зоны окисления бывают сильно обеднены цинком. Если боковые породы месторождения представлены известняками, то в них образуются скопления карбоната цинка — смитсонита. Сфалерит в свинцово-цинковых месторождениях, как правило, значительно преобладает в количественном отношении над галенитом.

Изменение минерала

При процессах окисления составные части сфалерита нередко выносятся в виде сравнительно легко растворимого сульфата цинка. При этом в случаях нахождения вблизи известняков образуются иногда весьма крупные скопления смитсонита. Под действием растворов сульфата, меди сфалерит легко замещается сине-черной сажистой массой ковеллина, реже — халькозином или борнитом. В результате окисления за счет сфалерита возникают смитсонит, монгеймит, каламин, гидроцинкит, аурихальцит, соконит, иногда лимонит и другие минералы.

Месторождения

Главное развитие и промышленное значение сфалерит имеет в свинцово-цинковых гидротермальных месторождениях в парагенезисе с галенитом, отчасти с халькопиритом, блеклыми рудами, борнитом, из жильных минералов — с кварцем, кальцитом или баритом (в России — месторождения Рудного Алтая, Забайкалья, Кавказа, и др.).

Широко развит сфалерит также в колчеданных месторождениях, где сопровождается халькопиритом, пиритом и др. (колчеданные месторождения Свердловской обл.).

Частично выделяется в виде гелей, дающих характерные оолитовые и колломорфные образования со сферолитовой структурой или порошковатые агрегаты (брункит) (в месторождении Трускавец в Украине и в месторождениях Польши). Так называемая «скорлуповатая цинковая обманка» некоторых низкотемпературных месторождений обычно представляет смесь сфалерита и вюртцита; как правило, в значительной части последний замещен сфалеритом. Для колломорфных руд характерно более позднее по сравнению с галенитом выделение сфалерита.

По-видимому, иногда сфалерит может образовываться в процессе диагенеза осадочных пород, обогащенных сернистыми соединениями — Боровичский р-н Новгородской обл., девонские отложения Башкирии (Россия), стяжения сидерита девонских отложений, фосфоритовые конкреции силура Подолии (Украина).

Гипергенный сфалерит иногда наблюдается также в виде налетов на деревянных крепях заброшенных рудников, где, видимо, выделялся в восстановительной обстановке в результате взаимодействия цинксодержащих растворов с органическим веществом.

В некоторых месторождениях встречаются друзы хорошо образованных кристаллов сфалерита с кальцитом, кварцем и другими минералами, например, в Дальнегорском месторождении (Приморье); в месторождениях Нагольного кряжа (Украина) и в Мадане (Родопы, Болгария).
В ряде пунктов встречены очень интересные колломорфные образования сфалерита в виде концентрически-полосчатых почковидных выделений в пустотах среди известняков в ассоциации с галенитом, пиритом, марказитом, халькопиритом, кальцитом или доломитом.

В тесной ассоциации с халькопиритом (почти без галенита) наблюдается в ряде так называемых колчеданных залежей Урала: месторождения Карпушинское, им. III Интернационала и др.

Из наиболее интересных в минералогическом отношении иностранных месторождений отметим следующие: Пршибрам (Чехия); прекрасные кристаллы в пустотах среди доломита в Биннентале (Швейцария), замечательные по прозрачности кристаллы сфалерита из месторождений района Сантандер (Северная Испания).

Практическое применение

Сфалерит является главным минералом Zn; одновременно служит и для полученияуадмия Cd, индия In и Ge, которые извлекаются из сфалеритовых руд попутно с получением Zn. В небольшом количестве идет на изготовление цинковых белил, флуоресцирующих экранов и др.

Физические методы исследования

Старинные методы. Под паяльной трубкой растрескивается, но почти не плавится. В окислительном пламени минерал на угле дает белый налет ZnO, в случае содержания Cd — с коричневой каймой CdO.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах в проходящем свете сфалерит изотропен, n = 2,36—2,47; с увеличением содержания Fe показатель преломления возрастает: для разностей, бедных железом, n — 2,369, при FeS 7—8% составляет 2,39—2,40.

В отраженном свете серый, иногда со слегка голубоватым оттенком. Отражательная способность. (в %): для зеленых лучей 18,5, для оранжевых — 18,5, для красных — 18. Изотропен. Цвет и густота внутренних рефлексов меняются от бесцветных до густых бурых, реже обнаруживаются зеленоватые и красноватые внутренние рефлексы.

Для многих кристаллов характерно зональное строение, которое выявляется травлением в полированных шлифов, иногда также различием в люминесценции. Нередки полисинтетические двойники, особенно заметные в полированных шлифах после травления. Часто наблюдается эмульсионная вкрапленность халькопирита, кубанита, пирротина или станнина, являющихся продуктами распада твердых растворов. В мелкозернистых агрегатах полируется хорошо, в крупнозернистых — иногда плохо (вследствие выкрашивания по спайности).

Источник: natural-museum.ru