方铅矿是一种具有历史和地质意义的矿物, 硫化物矿物,化学式为PbS。 它以其独特的金属光泽和立方晶体结构而引人注目,通常呈闪亮的立方或八面体晶体。 方铅矿作为铅的主要来源在人类历史上发挥了至关重要的作用,其用途广泛,从管道和子弹到颜料和铅酸电池。 虽然方铅矿的应用随着时间的推移而不断发展,但方铅矿仍然是一种迷人的矿物,因其晶体之美和对我们理解的贡献而备受推崇。 矿物学 和地质学。

名称:该名称源自拉丁语方铅矿,最初是指铅矿石。

结晶学。 等距; 六面体。 最常见的形式是立方体。 八面体有时以立方体的截断形式存在。十二面体和三八面体很少见。

组成成分。 硫化铅,PbS。 铅=8 6 。 6%,S = 13.4%。 分析几乎总是表明存在 。 它还可能含有少量的硒, , , , .

诊断功能: 解理好、比重高、柔软、有黑色条纹,容易识别

改造:通过氧化方铅矿转化为硫酸盐角矿和碳酸盐 白铅矿

方铅矿化学、物理和光学性质

方铅矿是一种主要由硫化铅 (PbS) 组成的矿物。 数千年来,它一直被用作铅、银的来源,有时也用作半宝石。 以下是一些化学、物理和 光学特性 方铅矿:

化学性质:

  1. 化学式: PbS(硫化铅)
  2. 分子量: X克/摩尔
  3. 水晶系统: 立方体
  4. 硬度: 莫氏硬度为2.5,这意味着它相对较软,很容易被划伤。
  5. 颜色: 方铅矿的颜色通常为蓝灰色至银色,但可能会变色为暗灰色。
  6. 条纹: 方铅矿条痕呈灰黑色。
  7. 乳沟: 方铅矿在三个方向上表现出完美的立方解理,这意味着它会沿着彼此垂直的光滑平坦表面破裂。
  8. 光泽: 这种矿物具有金属光泽,这意味着它看起来像金属一样闪亮和反光。
  9. 透明度: 它是不透明的,这意味着光线无法穿过它。

物理特性:

  1. 密度: 方铅矿的密度约为 7.4 至 7.6 g/cmXNUMX,使其非常致密。
  2. 比重: 方铅矿的比重(相对密度)约为 7.2 至 7.6,具体取决于杂质。
  3. 熔点: 方铅矿的熔点相对较低,约为 1,114°C (2,037°F)。
  4. 沸点: 它没有明显的沸点,因为它在达到铅的沸点之前就分解了。
  5. 溶解性: 方铅矿不溶于水,但能被硝酸(HNO3)溶解,生成硝酸铅(II) 二氧化碳。

光学特性:

  1. 折光率: 方铅矿是不透明的,因此它没有折射率。
  2. 双折射: 它不表现出双折射,因为它是各向同性的(意味着它在所有方向上具有相同的属性)。
  3. 分散: 方铅矿不显示色散,色散是将光分离成其组成颜色,如某些宝石中所见。
  4. 多色性: 它不是多向色性的,因为从不同角度观察时它不会显示不同的颜色。

方铅矿主要因其作为铅和银来源的历史意义而闻名。 它已被用于多种应用,包括作为颜料来源、作为制造铅弹和子弹的材料以及作为珠宝中的半宝石。 然而,由于铅的毒性,其使用在现代已经减少,并且不再广泛用于这些应用。

方铅矿的产状和形成

方铅矿 (PbS) 是一种常见矿物,在各种地质环境中形成。 它的发生和形成受到特定条件和过程的影响。 以下概述了方铅矿的常见方式和地点:

发生:

  1. 热液矿床: 方铅矿最常见和最重要的来源是热液 存款。 这些沉积物是在富含矿物质的热流体(通常与火山或岩浆活动有关)循环通过时形成的。 岩石 和存款 矿物质 当它们冷却时。 方铅矿可以从这些中沉淀出来 热液 当它们接触到含有硫的岩石时。
  2. 沉积岩: 方铅矿也可以在沉积岩中发现,通常是由于 风化 和原生热液矿床的侵蚀。 随着时间的推移,含方铅矿的矿物可以被水输送并沉积在沉积盆地中。
  3. 变质岩: 在某些情况下,方铅矿可以在富含铅的岩石或矿物的变质过程中形成。 高温和高压会引起化学反应,从而形成方铅矿。
  4. 二次浓缩: 二次富集过程可以在某些区域富集方铅矿。 当水从原生矿体中浸出铅,然后在不同的化学条件下将其运输并沉积到次要地点时,就会发生这种情况。

培训:

方铅矿的形成涉及多种因素,包括铅、硫的存在和合适的地质条件。 以下是方铅矿形成方式的简单概述:

  1. 铅的存在: 方铅矿的形成需要铅源。 这可能来自多种来源,包括将含铅矿物带入地壳的岩浆侵入或富含铅岩石的存在。
  2. 硫: 硫是另一个关键成分。 硫可以来源于各种地质过程,例如火山活动,火山活动会向大气中释放二氧化硫 (SO2)。 然后,这种硫可以在特定条件下与铅结合形成方铅矿。
  3. 热液活动: 热液的循环是方铅矿形成的常见机制。 这些流体通常源自地球深处,并携带溶解的矿物质,包括铅和硫。 当这些流体遇到合适的母岩时,它们会冷却并沉积方铅矿和其他矿物。
  4. 化学反应: 在热液系统内,铅、硫和周围岩石中存在的其他元素之间会发生化学反应。 随着流体冷却和条件变化,这些反应导致方铅矿沉淀。
  5. 结晶: 当方铅矿从热液中沉淀出来时,它会形成不同的晶体。 方铅矿晶体通常表现出立方解理,并且通常被发现为独特、闪亮的立方体。

特定的地质环境和条件极大地影响方铅矿矿床的规模和质量。 方铅矿可以作为铅矿的原生矿石或作为其他矿物开采的副产品出现。 此外,它还与各种其他矿物质相关,包括 闪锌矿 (硫化锌)和 黄铜矿 ( 硫化物),多金属 矿床.

采矿资源

方铅矿的开采来源主要涉及发现铅矿石的地点。 方铅矿是最常见和最重要的铅矿石,通常是铅生产的主要来源。 这些挖矿来源可以分为以下几类:

  1. 主要铅矿: 这些矿山专门用于开采铅矿石,其中方铅矿是主要目标。 它们通常位于地质条件有利于形成铅矿床的地区,例如热液或沉积环境。 一些著名的原生铅矿包括:
    • 幸运星期五矿, 美国: 该矿位于爱达荷州,是铅和银的重要生产地,其中方铅矿是主要矿石矿物。
    • 澳大利亚布罗肯希尔矿: 历史上是世界上最大的铅锌矿之一,以其高品位方铅矿矿床而闻名。
    • 瑞典莱斯瓦尔矿: 该矿是从富含方铅矿的矿石中提取铅和银的来源。
  2. 多金属矿: 方铅矿通常与锌(闪锌矿)、铜和银等其他有价值的矿物一起存在于多金属矿床中。 这些矿山以多种金属为目标,方铅矿是其中之一 矿石矿物。 提取方铅矿的一些著名多金属矿包括:
    • 加拿大沙利文矿: 该矿位于不列颠哥伦比亚省,以其丰富的多金属矿藏而闻名,其中包括方铅矿(铅)、闪锌矿(锌)和其他矿物。
    • 加拿大基德溪矿: 另一个加拿大矿山,生产多种金属,包括铅(来自方铅矿)和锌。
  3. 历史矿区: 世界上许多地区都有铅矿开采历史,方铅矿是主要来源。 虽然其中一些矿山已经停止运营,但它们仍然是重要的历史铅来源。 示例包括:
    • 英国峰区: 该地区拥有悠久的铅开采历史,可以追溯到罗马时代,方铅矿是主要矿石。
    • 美国密苏里州: 密苏里州,特别是荚莲树趋势,一直是铅矿石(主要是方铅矿)的重要历史来源。
  4. 次要来源: 在某些情况下,方铅矿作为其他矿物采矿作业的副产品被回收。 例如,当开采锌、铜或银时,方铅矿可能作为次生矿石矿物存在,并且可以与主要目标矿物一起提取。

值得注意的是,由于市场需求、经济因素和技术进步,采矿活动和地点可能会随着时间而变化。 此外,环境法规和可持续发展问题也影响了采矿业,导致采矿实践的变化以及铅和其他金属新来源的探索。 因此,方铅矿的具体开采来源可能会因地区和时间段的不同而有所不同。

应用和使用领域

方铅矿(硫化铅,PbS)的应用和用途随着时间的推移而不断发展,可分为历史应用和现代应用。 值得注意的是,由于与铅相关的健康和环境问题,方铅矿的许多传统用途已经减少,其应用现在也受到限制。 以下是方铅矿的一些历史和现代应用领域:

历史应用:

  1. 金属冶炼: 自古以来方铅矿就是铅的重要来源。 它主要用于通过熔炼过程提取铅。 铅对于制造管道、硬币和各种其他金属制品至关重要。
  2. 铅酸电池: 历史上,方铅矿用于生产铅酸电池,常见于车辆和工业应用。 然而,由于技术的改进,现代铅酸电池通常使用二氧化铅和海绵铅代替方铅矿来生产。
  3. 颜料: 铅基颜料,如铅白(碱式碳酸铅)和铅锡黄,是由方铅矿中的铅制成的。 这些颜料用于绘画、陶瓷和化妆品。 然而,由于铅毒性问题,它们的使用已经减少。
  4. 弹药: 过去,从方铅矿中获得的铅被用来制造子弹和枪械弹药。

现代应用:

  1. 半导体材料: 方铅矿是一种天然存在的半导体材料,尽管由于更高效的合成半导体材料的开发,它在现代电子产品中的用途有限。 历史上,它被用于早期的晶体无线电接收器。
  2. 矿物标本: 方铅矿独特的立方晶体和金属光泽使其成为收藏家和教育目的的流行矿物标本。
  3. 辐射屏蔽: 铅,包括从方铅矿中提取的铅,仍然用于制造屏蔽材料,以防止医疗设施、核反应堆和工业射线照相等应用中的电离辐射。
  4. 历史文物: 方铅矿仍可能存在于历史文物和物品中,例如古董珠宝、铅雕像和装饰品。 然而,这些文物通常被认为是收藏品或历史珍品,而不是日常用品。

需要强调的是,由于与铅暴露相关的健康风险有据可查,方铅矿在许多传统应用中的使用量已大幅下降。 铅对人类和环境有毒,其在油漆、汽油和水管等产品中的使用在世界许多地方都受到严格监管或逐步淘汰。

虽然方铅矿本身的现代工业应用有限,但它仍然是科学兴趣和矿物学研究的主题。 研究人员研究方铅矿的晶体学特性,这在材料科学和矿物学中具有重要意义。 此外,一些历史上有铅矿开采活动的地区可能仍将方铅矿作为其地质和文化遗产的一部分。

参考资料

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• 达纳,JD (1864)。 矿物学手册……威利。
• Handbookofmineralogy.org。 (2019)。 矿物学手册。 [在线] 网址:http://www.handbookofmineralogy.org [访问日期:4 年 2019 月 XNUMX 日]。
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