Халькопирит - Chalcopyrite

Халькопирит
Халькопирит-199453.jpg
Общий
Категория Сульфидный минерал
Формула
(повторяющаяся единица) 		CuFeS 2
Классификация Струнца 2.CB.10a
Кристаллическая система Тетрагональный
Кристалл класс Чешуйноэдрический ( 4 2 м)
символ HM : ( 4 2 м)
Космическая группа Я 4 2д
Ячейка a = 5,289 Å,
c = 10,423 Å; Z = 4
Идентификация
Формула массы 183,54 г / моль
Цвет Латунно-желтый, может иметь переливающийся пурпурный налет.
Хрустальная привычка Преимущественно дисфеноид и напоминает тетраэдр, обычно массивный, а иногда и ботриоидный.
Twinning Проникновение близнецов
Расщепление Нечеткое на {011}
Перелом От неравномерного до неравномерного
Упорство Хрупкий
Твердость по шкале Мооса 3.5
Блеск Металлический
Полоса Зеленовато-черный
Прозрачность Непрозрачный
Удельный вес 4,1 - 4,3
Оптические свойства Непрозрачный
Растворимость Растворим в HNO 3
Другие характеристики магнитный при нагревании
Рекомендации

Халькопирит ( / ˌ к æ л . К ə р aɪ ˌ г aɪ т , - к oʊ - / КАЛ -kə- PY -ryte, -⁠koh- ) является меди железа сульфидного минерала , и наиболее распространенным медной руды минеральной. Он имеет химическую формулу CuFeS 2 и кристаллизуется в тетрагональной системе. Он имеет цвет от латунного до золотисто-желтого и твердость от 3,5 до 4 по шкале Мооса . Его полоса диагностируется как зеленый с черным оттенком.

На воздухе халькопирит тускнеет, образуя множество оксидов, гидроксидов и сульфатов. Связанные минералы меди включают сульфиды борнит (Cu 5 FeS 4 ), халькоцит (Cu 2 S), ковеллит (CuS), дигенит (Cu 9 S 5 ); карбонаты, такие как малахит и азурит , и редко оксиды, такие как куприт (Cu 2 O). Редко встречается в сочетании с самородной медью . Халькопирит - проводник электричества.

Этимология

Название халькопирит происходит от греческих слов chalkos , что означает медь, и pyrites ', что означает поражающий огонь. Иногда исторически его называли «желтой медью».

Идентификация

Халькопирит часто путают с пиритом и золотом, поскольку все три этих минерала имеют желтоватый цвет и металлический блеск. Некоторые важные минеральные характеристики, которые помогают отличить эти минералы, - это твердость и штриховатость. Халькопирит намного мягче пирита и его можно поцарапать ножом, в то время как пирит нельзя поцарапать ножом. Однако халькопирит тверже золота, которое в чистом виде может поцарапаться медью . Халькопирит имеет характерную черную полосу с зелеными пятнами на ней. Пирит имеет черную полосу, а золото - желтую.

Химия

Микроскопическая картина халькопирита

Природный халькопирит не имеет серии твердых растворов с другими сульфидными минералами. Существует ограниченное замещение Zn на Cu, несмотря на то, что халькопирит имеет ту же кристаллическую структуру, что и сфалерит .

Незначительные количества элементов, таких как Ag, Au, Cd, Co, Ni, Pb, Sn и Zn, могут быть измерены (на уровне частей на миллион), вероятно, заменяя Cu и Fe. Селен, Bi, Te и As могут заменять серу в незначительных количествах. Халькопирит может окисляться с образованием малахита, азурита и куприта.

Парагенезис

Кристаллы латунно-желтого халькопирита под крупными полосатыми кубиками пирита

Халькопирит присутствует во многих рудоносных средах посредством различных процессов рудообразования .

Халькопирит присутствует в вулканогенных месторождениях массивных сульфидных руд и осадочных отложениях , образованных отложениями меди во время гидротермальной циркуляции . Халькопирит концентрируется в этой среде за счет переноса жидкости.

Месторождения медно-порфировых руд образуются за счет концентрации меди в гранитной массе во время подъема и кристаллизации магмы. Халькопирит в этой среде образуется в результате концентрации в магматической системе.

Халькопирит - акцессорный минерал коматиитовых никелевых руд типа Камбалда , образованный из несмешивающейся сульфидной жидкости в сульфидонасыщенных ультраосновных лавах. В этой среде халькопирит образуется сульфидной жидкостью, отделяющей медь от несмешивающейся силикатной жидкости.

Халькопирит был самой важной рудой меди с бронзового века.

Вхождение

Несмотря на то, что халькопирит не содержит больше меди в своей структуре по сравнению с другими минералами, это самая важная медная руда, поскольку ее можно найти во многих местах. Халькопиритовые руды встречаются в различных типах руд , от огромных масс, как в Тимминсе, Онтарио , до неправильных жил и вкраплений, связанных с гранитными и диоритовыми интрузивами, как в медно-порфировых месторождениях Брокен-Хилла , американских кордильер и Анд . Крупнейшее месторождение почти чистого халькопирита, когда-либо обнаруженное в Канаде, находилось в южной части Зеленокаменного пояса Темагами, где на руднике Копперфилдс добывалась высококачественная медь.

Элементарная ячейка халькопирита. Медь показана розовым цветом, железо - синим, а сера - желтым.

Халькопирит присутствует в сверхгигантском месторождении Cu-Au-U Олимпийской плотины в Южной Австралии .

Халькопирит также можно найти в угольных пластах, связанных с конкрециями пирита, и в виде вкраплений в карбонатных осадочных породах.

Состав

Халькопирит является членом тетрагональной кристаллической системы. Кристаллографически структура халькопирита тесно связана со структурой цинковой обманки ZnS ( сфалерита ). Элементарная ячейка в два раза больше, что отражает чередование ионов Cu + и Fe 3+ , заменяющих ионы Zn 2+ в соседних ячейках. В отличие от структуры пирита, халькопирит имеет одиночные сульфидные анионы S 2–, а не дисульфидные пары. Другое отличие состоит в том, что катион железа не является диамагнитным низкоспиновым Fe (II), как в пирите.

В кристаллической структуре каждый ион металла тетраэдрически координирован с 4 анионами серы. Каждый анион серы связан с двумя атомами меди и двумя атомами железа.

Добыча меди

Металлическая медь может быть извлечена обжигом на открытом воздухе смеси халькопирита и кварцевого песка, как показано в следующей реакции:

2 куб.
2(s) + 5 O
2(г) + 2 SiO
2(т) ⇌ 2Cu (л) + 4 SO
2(г) + 2 FeSiO
3 (l)

Хотя при частичном обжаривании образуется Cu
2S и FeO .

Смотрите также

Рекомендации