Ванадинит минералы: құрамы, қасиеттері және кездесу орындары
Vanadinite
Ванадинит – қорғасын және ванадийдің маңызды кені. Химиялық формуласы Pb5(VO4)3Cl. Қызыл гексагонды кристалдар түрінде кездеседі, пайда болуы галенаның тотығуымен байланысты.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Апатит супертобы, ванадат минералы
Apatite supergroup, vanadate mineral
Ванадинит – фосфаттардың апатит тобына жататын минерал, химиялық формуласы Pb5(VO4)3Cl. Ол ванадий металлының негізгі өнеркәсіптік кені және қорғасынның шағын көзі болып табылады. Тығыз, морт минерал, көбінесе қызыл түсті алтыбұрышты кристалдар түрінде кездеседі. Галена сияқты қорғасын кендерінің тотығу нәтижесінде пайда болатын сирек кездесетін минерал. 1801 жылы Мексикада алғаш рет табылған, содан бері Оңтүстік Америка, Еуропа, Африка және Солтүстік Америкада ванадинит кен орындары табылды.
Vanadinite is a mineral belonging to the apatite group of phosphates, with the chemical formula Pb5(VO4)3Cl. It is one of the main industrial ores of the metal vanadium and a minor source of lead. A dense, brittle mineral, it is usually found in the form of red hexagonal crystals. It is an uncommon mineral, formed by the oxidation of lead ore deposits such as galena. First discovered in 1801 in Mexico, vanadinite deposits have since been unearthed in South America, Europe, Africa, and North America.
Шығу тегі
Вандинит - сирек кездесетін минерал, ол тек алдын ала бар материалдың химиялық өзгеруі нәтижесінде ғана пайда болады. Сондықтан ол екіншілік минерал деп аталады. Ол құрғақ климат аймақтарында кездеседі және бастапқы қорғасын минералдарының тотығу процесі арқылы түзіледі. Вандинит көбінесе қорғасын сульфиді – галенамен бірге табылады. Басқа байланысты минералдарға вульфенит, лимонит және барит жатады.
Vanadinite is an uncommon mineral, only occurring as the result of chemical alterations to a pre existing material. It is therefore known as a secondary mineral. It is found in arid climates and forms by oxidation of primary lead minerals. Vanadinite is especially found in association with the lead sulfide, galena. Other associated minerals include wulfenite, limonite, and barite.
Пайда болуы
Вандинит қорғасын кені бар кен орындарының тотығу белдемінде екіншілік минерал ретінде кездеседі; ванадий қабырға тау жынысының силикаттарынан ерітіледі. Оның ілеспе минералдарына миметит, пироморфит, десклоизит, мотрамит, вульфенит, церуссит, англезит, кальцит, барит және әртүрлі темір оксидтері жатады.
Vanadinite occurs as a secondary mineral in the oxidized zone of lead bearing deposits; the vanadium is leached from wall rock silicates. Associated minerals include mimetite, pyromorphite, descloizite, mottramite, wulfenite, cerussite, anglesite, calcite, barite, and various iron oxide minerals.
Құрылымы
Вандинит – химиялық формуласы Pb5(VO4)3Cl болатын қорғасын хлорванадаты. Оның құрамында (салмағы бойынша) 73,15% қорғасын, 10,79% ванадий, 13,56% оттегі және 2,50% хлор бар. Вандиниттің әрбір құрылымдық бірлігінде дұрыс октаэдрдің төбелерінде орналасқан алты еківалентті қорғасын ионымен қоршалған хлор ионы болады, ал қорғасын иондарының бірі басқа вандинит молекуласымен байланысқан. Әрбір қорғасын және хлор ионының арақашықтығы 317 пикометрге тең. Әрбір қорғасын ионының арасындағы ең қысқа қашықтық 4,48 Å. Октаэдр көршілес вандинит бірліктерімен екі қарама-қарсы жағын бөліседі, нәтижесінде октаэдрлердің үздіксіз тізбегі пайда болады. Әр ванадий атомы төрт оттегі атомымен қоршалған, олар бұрыс тетраэдрдің төбелерінде орналасқан. Әрбір оттегі және ванадий атомының арасындағы қашықтық 1,72 немесе 1,76 Å құрайды. Тізбек бойындағы әрбір қорғасын октаэдріне үш оттегі тетраэдрі іргелес жатыр. Вандиниттің кристалдары гексагондық симметрия жүйесіне сәйкес келеді. Бұл ішкі құрылым көбінесе кристалдардың гексагондық сыртқы пішінінде көрінеді. Кристаллдар әдетте қысқа гексагондық призмалар түрінде болады, бірақ гексагондық пирамидалар, дөңгелек массалар немесе қабықшалар түрінде де кездесуі мүмкін. Вандиниттің элементар жасушасы – бұл ең кішкентай бөлінетін бірлік, ол бірдей симметрия мен қасиеттерге ие, және ол гексагондық призма пішіндес. Вандиниттің элементар жасушасы оның екі молекуласынан тұрады және өлшемдері a = 10.331 Å және c = 7.343 Å, мұнда a – гексагонның әр қабырғасының ұзындығы, ал c – призманың биіктігі. V = a2c sin(60°) формуласымен есептелген вандиниттің әрбір элементар жасушасының көлемі 678.72 Å3 құрайды. Вандинит әдетте жарқыраған қызыл немесе қызғылт-сары түсті, бірақ кейде қоңыр, қызыл-қоңыр, сұр, сары немесе түссіз болуы мүмкін. Оның ерекше түсі минералдарды жинаушылардың арасында оны танымал етеді. Оның сызығы ақшыл сары немесе қоңыр сары болуы мүмкін. Вандинит мөлдір, жартылай мөлдір немесе мөлдір емес болуы мүмкін, ал оның жылтырлығы шайырдан адамантинге дейін өзгеруі мүмкін. Вандинит анизотроптық, яғни оның кейбір қасиеттері әртүрлі бағыттар бойынша өлшенгенде өзгеше болады. Анизотропия осіне перпендикуляр және параллель өлшенгенде оның жарық сыну көрсеткіштері тиісінше 2.350 және 2.416 құрайды. Бұл 0.066-ға тең екі қырлылыққа (birefringence) әкеледі.
Vanadinite is a lead chlorovanadate with the chemical formula Pb5(VO4)3Cl. It is composed (by weight) of 73.15% lead, 10.79% vanadium, 13.56% oxygen, and 2.50% chlorine. Each structural unit of vanadinite contains a chlorine ion surrounded by six divalent lead ions at the corners of a regular octahedron, with one of the lead ions provided by an adjoining vanadinite molecule. The distance between each lead and chlorine ion is 317 picometres. The shortest distance between each lead ion is 4.48 Å. The octahedron shares two of its opposite faces with that of neighbouring vanadinite units, forming a continuous chain of octahedrons. Each vanadium atom is surrounded by four oxygen atoms at the corners of an irregular tetrahedron. The distance between each oxygen and vanadium atom is either 1.72 or 1.76 Å. Three oxygen tetrahedrons adjoin each of the lead octahedrons along the chain. Crystals of vanadinite conform to a hexagonal system of symmetry. This internal structure is often reflected in the hexagonal external shape of the crystals. The crystals are usually in the form of short hexagonal prisms, but can also be found as hexagonal pyramids, rounded masses or crusts. A unit cell of vanadinite, the smallest divisible unit that possesses the same symmetry and properties, is in the form of a hexagonal prism. The unit cell of vanadinite is composed of two of its molecules and has the dimensions a = 10.331 Å and c = 7.343 Å, where a is the length of each side of the hexagon and c is the height of the prism. The volume of each unit cell of vanadinite, given by the formula V = a2c sin(60°), is 678.72 Å3. Vanadinite is usually bright red or orange red in colour, although sometimes brown, red brown, grey, yellow, or colourless. Its distinctive colour makes it popular among mineral collectors. Its streak can be either pale yellow or brownish yellow. Vanadinite may be transparent, translucent or opaque, and its lustre can range from resinous to adamantine. Vanadinite is anisotropic, meaning that some of its properties differ when measured along different axes. When measured perpendicular and parallel to its axis of anisotropy, its refractive indices are 2.350 and 2.416 respectively. This gives it a birefringence of 0.066.
Қолданылуы
Карнотит пен роскоэлитпен қатар, ванадинит – ванадий элементінің маңызды өнеркәсіптік кендерінің бірі болып табылады, оны қыздыру және қорыту арқылы өндіруге болады. Ванадинит кейде қорғасынның көзі ретінде де қолданылады. Ванадийді өндірудің әдеттегі процесі ванадинитті тұз (NaCl) немесе натрий карбонаты (Na2CO3) 850 °C температурасында қыздырудан басталады, нәтижесінде натрий ванадаты (NaVO3) алынады. Бұл суда ерітіліп, содан кейін аммоний хлоридімен өңделеді, осылайша қызғылт сары түсті аммоний метаванадатының тұнбасы түзіледі. Осы тұнба балқытылып, ванадий пентоксидінің (V2O5) қара шикі түріне айналады. Ванадий пентоксидін кальциймен тотығудан таза ванадий алынады.
Along with carnotite and roscoelite, vanadinite is one of the main industrial ores of the element vanadium, which can be extracted by roasting and smelting. Vanadinite is also occasionally used as a source of lead. A common process for extracting the vanadium begins with the heating of vanadinite with salt (NaCl) or sodium carbonate (Na2CO3) at about 850 °C to produce sodium vanadate (NaVO3). This is dissolved in water and then treated with ammonium chloride to give an orange coloured precipitate of ammonium metavanadate. This is then melted to form a crude form of vanadium pentoxide (V2O5). Reduction of vanadium pentoxide with calcium gives pure vanadium.