ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2020
Просмотров: 13826
Скачиваний: 112
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
451
ление пены на поверхности выплавляемого олова. Вольфрам как элемент
был открыт позднее; название его происходит от названия минерала.
Химический состав.
Содержание WO
3
около 75%. Из примесей уста
навливаются: Mg (до 0,5%), иногда CaO, Та
2
О
5
, Nb
2
O
5
, SnO
2
и др.
Сингония
моноклинная; призматический в. с.
L
2
РС.
Пр. гр.
P
2/
c
(
C
4
2h
).
а
0
= 4,78;
b
0
= 5,73;
с
0
= 4,98;
β
= 90°26'.
Кристаллическая структура
близка
к структуре брукита (точнее к
α
PbO
2
), катионы металлов обеих пози
ций имеют шестерную координацию; они образуют в гексагональной
плотнейшей упаковке (плоскость (100)) цепочки реберно связанных ок
таэдров, вытянутые вдоль оси
с
и соединяющиеся через общие вершины.
Двухвалентные металлы и вольфрам размещены послойно, чередуясь
через один слой. Такие особенности структуры позволяют рассматривать
минералы группы вольфрамита особняком от такого типичного вольф
рамата, как шеелит (см. ниже); их можно вполне правомерно считать близ
кими к сложным оксидам, таким как колумбит и др.
Нередко встречающиеся кристаллы вольфрамита
имеют толстотаблитчатый или призматический облик
(рис. 251), иногда уплощенный по {100}. Отдельные ин
дивиды в некоторых месторождениях достигают круп
ных размеров (до 20 см
и больше). Вертикальные грани
часто бывают исштрихованы вдоль оси
с.
Двойники на
блюдаются по (100), иногда по (001). Встречается также
в сплошном виде в крупнозернистых агрегатах.
Цвет
гюбнерита от желтооранжевого до коричневого, обычно имеет
красноватый или фиолетовый оттенок; ферберит — черный.
Черта
у гюб
нерита светлая до желтоватокоричневой и даже желтой. У ферберита бо
лее темная бурая до черной.
Блеск
на плоскостях спайности зеркальный,
алмазный, а в других направлениях жирный. Гюбнерит в тонких оскол
ках просвечивает. Показатели преломления для гюбнерита:
Ng = 2,32,
Nm = 2,22
и
Np
= 2,17. По мере увеличения содержания железа возраста
ют:
Nm у
малопрозрачного ферберита 2,40 (для Liсвета).
Твердость
4,5—5,5. Хрупкий.
Спайность
по {010} совершенная.
Уд. вес
6,7—7,5. Железистые разности обладают относительно большим удель
ным весом. Богатые железом разности слабомагнитны.
Диагностические признаки.
Для вольфрамита характерны: бурова
точерный цвет, темнобурая черта, высокий удельный вес, совершенная
спайность в одном направлении (отличие от черного сфалерита, у кото
рого спайность в нескольких направлениях, а также от колумбита, танта
лита, касситерита, не обладающих совершенной спайностью).
П. п. тр. на угле при сильном дутье сплавляется в магнитный королек.
При кипячении сплава вольфрамита с содой в воде, подкисленной HCl,
с оловом получается голубое окрашивание (реакция на W). С бурой реа
гирует на Mn и Fe. В HCl не растворим.
Рис. 251.
Кристалл
вольфрамита
Описательная часть
452
Происхождение и месторождения.
Встречается главным образом
в кварцевых,
гидротермальных кварцевых
жилах, нередко приуроченных
к массивам гранитов. В ассоциации с ним иногда наблюдаются кассите
рит, молибденит, арсенопирит, пирит, халькопирит и др.
В
грейзенах
гранитных массивов вольфрамит ассоциирует с такими
минералами, как слюды, топаз, флюорит, турмалин, иногда берилл, кас
ситерит, молибденит и др.
Известны
сульфидные
жилы, содержащие вольфрамит в парагенезисе
с халькопиритом, молибденитом, пиритом, висмутином, сфалеритом и др.
Реже и обычно в небольших количествах он встречается в
пегмати
товых
жилах среди гранитов.
В минералогическом отношении интересны не раз наблюдавшиеся
случаи эндогенного замещения вольфрамитом кристаллов шеелита как с
периферии, так и вдоль трещин. В свою очередь, нередко устанавливают
ся явления замещения вольфрамита шеелитом.
В зоне окисления при выветривании хотя и не легко, но подвергается
изменению, превращаясь в так называемую вольфрамовую охру. При этом
двухвалентное железо окисляется до трехвалентного. Под влиянием это
го в процессе разрушения кристаллической решетки образуются землис
тые массы желтобурого или бурого цвета, состоящие главным образом
из гидровольфрамата трехвалентного железа (ферритунгстит). Иногда
образуются желтоватозеленые окислы вольфрама — тунгстит (H
2
WO
4
).
Гюбнерит, разрушаясь, аналогичным образом дает черные «псиломе
лановые» скопления, содержащие WO
3
. Характерно, что находимые в
элювии желваки псиломелана даже в удалении от месторождения содер
жат WO
3
до единиц процентов.
Обычно же в районе месторождений вольфрамит, как относительно
устойчивый минерал, переходит в россыпи. Однако характерно, что по
мере удаления от коренных месторождений обломки минералов группы
вольфрамита сравнительно быстро уменьшаются в размерах и затем ис
чезают. Объясняется это относительной хрупкостью этих минералов, уси
ливающейся к тому же их совершенной спайностью.
В России известны гидротермальные месторождения Забайкалья (
Джи
да, Букука
); Алтая (
Калгуты
). Из иностранных отметим крупнейшие в мире
месторождения Южного Китая в провинциях Юньнань и Цзянси (Сихуа
шань), а также на севере Вьетнама, в Южной Бирме и на полуострове Ма
лакка. В западных штатах США ряд месторождений разрабатывается в Ко
лорадо, Южной Дакоте, Неваде и других местах. Из европейских объектов
заслуживают упоминания месторождения Португалии и Испании.
Практическое значение.
Минералы рассматриваемой группы являются
главнейшим источником вольфрама, используемого для различных целей.
1. Главным потребителем этого металла является черная металлургия,
использующая вольфрам (до 85–90 % всей добычи) для производства осо
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
453
бых сортов твердой стали, обладающих свойствами самозакалки. Такая
сталь употребляется для изготовления быстрорежущих инструментов.
2. Кроме того, он входит в состав «стеллитов» — сплавов вольфрама
с Cr, Со и другими металлами,— используемых для особых инструмен
тов, а также сверхтвердых сплавов: «победит», «видна», «сталинит», «во
ломит» и др.
г
обладающих весьма высокой твердостью и потому приме
няемых для изготовления специальных коронок для бурения скважин.
3. В электротехнике вольфрам идет на изготовление нитей для элект
рических лампочек, антикатодов в рентгеновских трубках и пр.
4. Соединения вольфрама используются также в химической промыш
ленности, в керамике для окраски стекла и фарфора и для других целей.
2. Группа шеелита
К этой группе относятся как вольфраматы, так и молибдаты Са и Pb,
кристаллизующиеся в тетрагональной сингонии; лишь для вольфрамата
свинца известна также моноклинная модификация.
ПОВЕЛЛИТ
— Са[МоО
4
].
Химический состав.
СаО — 28 %, МоО
3
—
72 %. Встречаются разности с изоморфной примесью WO
3
(до 8 %).
Сингония
тетрагональная; дипирамидальный в. с.
L
4
PC
. Пр. гр.
I
4
1
/
a
(
C
6
4h
).
a
0
= 5,23;
с
0
= 11,44. Кристаллическая структура аналогична
структуре шеелита (см. ниже). Встречается в землистолистоватых псев
доморфозах по молибдениту. Самостоятельные кристаллы имеют дипи
рамидальный облик, иногда таблитчатый по {001}. Грани {112} часто по
крыты косой штриховкой.
Цвет
повеллита бледножелтый, желтоватозеленый (для кристаллов).
Черта
светлая с желтоватым или зеленоватым оттенком.
Блеск
алмаз
ный.
N
g = 1,984 и
Nm =
1,974.
Твердость
3,5. Хрупкий.
Спайность
отсутствует.
Уд. вес
4,25–4,52.
Диагностические признаки.
В псевдоморфозах по молибдениту легко
узнается по реликтовым пластинчатым формам и бледножелтому цвету. Для
кристаллов характерны бипирамидальный облик и реакции на Мо и Са.
П. п. тр. сплавляется в полупрозрачную массу. С фосфорной солью
в окислительном пламени дает желтоватозеленое, а в восстановитель
ном — темнозеленое стекло. Растворяется в HCl. Разбавленный соляно
кислый раствор в присутствии NH
3
(в избытке) с щавелевокислым аммо
нием дает осадок щавелевокислого кальция.
Происхождение и месторождения.
Как уже указано, часто наблю
дается в виде псевдоморфоз по молибдениту в
зонах окисления
молиб
деновых месторождений. Очевидно, образуется в результате реакции
молибденовой кислоты, возникающей в результате окисления, с каль
цийсодержащими поверхностными водами. С течением времени по
степенно выщелачивается с образованием пустот в кварце на месте кри
сталлов молибденита.
Описательная часть
454
Экзогенный повеллит часто встречается почти во всех зонах окисле
ния молибденитовых месторождений. Эндогенный же повеллит доволь
но редок.
В России повеллит известен в виде псевдоморфоз по молибдениту
в пегматите одной из копей
Ильменских
гор (Ю. Урал).
Практическое значение.
По сравнению с молибденитом имеет вто
ростепенное значение, тем более что в значительных массах встречается
сравнительно редко.
ШЕЕЛИТ
— Ca[WО
4
]. Назван по фамилии шведского химика Шееле
(1742–1786), впервые открывшего вольфрамовую кислоту именно в этом
минерале (в вольфрамите вольфрам был открыт позднее).
Химический состав.
CaO — 19,4 %, WO
3
— 80,6 %. В виде изоморфной
примеси иногда устанавливается MoO
3
(до 10 %). Известна также медьсо
держащая разновидность — Cuшеелит — с содержанием CuO до 7 %. Иног
да устанавливаются редкие земли (преимущественно цериевая группа).
Сингония
тетрагональная; дипирамидальный в. с.
L
4
PC
. Пр. гр.
I
4
1
/a(C
6
4
).
a
0
= 5,246;
с
0
= 11,349.
Кристаллическая структура
изображена
на рис. 252. Элементарная ячейка пред
ставляет собой центрированную тетраго
нальную призму. Кальций занимает пози
ции в высокосимметричной подрешетке,
имеющей ячейку, как бы составленную из
двух кубических гранецентрированных
ячеек. Расположение анионных тетраэдри
ческих групп WO
4
и 8координированных
катионов Са хорошо видно из рисунка:
кислород и вольфрам занимают позиции,
близкие к положению атомов фтора в плот
ноупакованной подрешетке кальция во
флюорите.
Облик кристаллов
псевдоокта
эдрический (рис. 253), иногда таблитчатый
по {001}. На гранях (112) иногда наблюда
ется косая штриховка.
Двойники срастания по (110) и (001)
встречаются нередко.
Агрегаты.
Чаще наблю
дается в виде неправильной формы включе
ний и зерен, реже в виде сплошных масс.
Цвет.
Редко бывает бесцветен, обыч
но окрашен в серый, желтый, зеленова
тожелтый, бурый, оранжевый и даже
красный цвет.
Черта
белая.
Блеск
жир
новатый, на плоскостях спайности — ал
мазный.
Ng =
1,937 и
Nm =
1,920.
Рис. 252.
Кристаллическая
структура шеелита
Рис. 253.
Кристаллы шеелита
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
455
Твердость
4,5. Хрупкий.
Спайность
по {111} ясная. Излом неровный
до ступенчатого.
Уд. вес
5,8–6,2.
Прочие свойства.
В катодных лучах
обычно сильно светится голубым цветом.
Диагностические признаки.
В силикатных породах шеелит иногда
трудно заметить. Необходим большой опыт для диагностики его на глаз.
В кристаллах узнается по псевдооктаэдрическому облику, а в изломе и в
агрегатах — по жирноватому относительно сильному блеску при относитель
но невысокой твердости, довольно ясной спайности, большому удельному
весу и реакции на вольфрам. Весьма характерно для него свечение голубым
цветом в катодных лучах. Этим свойством широко пользуются для обнару
жения его в забоях и даже для примерной оценки содержания в рудах.
П. п. тр. плавится трудно. В HCl и HNO
3
разлагается, выделяя жел
тую вольфрамовую кислоту (H
2
WO
4
.
Н
2
О), растворимую в аммиаке. Ра
створ в HCl при кипячении с оловом принимает красивый синий цвет.
Происхождение и месторождения.
Шеелит сравнительно часто
встречается как
гидротермальный
минерал в различных по составу руд
месторождениях.
В небольших количествах он иногда устанавливается в пегматитах.
Однако наиболее крупными являются
контактовометасоматические
месторождения, где шеелит ассоциирует с силикатами (гранатами, пиро
ксенами и др.), кварцем и нередко с сульфидами, в частности с молибде
нитом. Часты его находки в вольфрамитоносных, золоторудных и других
жильных месторождениях.
В зоне окисления не вполне устойчив. С поверхности в кварцевых
жилах на месте шеелита иногда устанавливаются пустоты выщелачива
ния. Тем не менее шеелит довольно часто обнаруживается в шлихах
(в тяжелой фракции).
В России известными являются скарновое месторождение
Тырныауз
(КабардиноБалкария, Северный Кавказ),
Бурановское
(Челябинская обл.,
Южный Урал) и
Боевское
(Екатеринбургская обл., Ср. Урал) месторож
дения. Присутствует в кварцевых жилах месторождений
Восток2
(При
морье) и
Букука
(Восточное Забайкалье) и в др. Отмечен в скарнах и
в кварцевых жилах в
Хепоселькя
близ Питкяранты (Северное Приладо
жье). Крупные кристаллы встречены в
Тэнкергыне
(Чукотка).
Из иностранных месторождений упомянем шеелитоносные скарны
Май
хуры
(Таджикистан). Следует указать также на ряд месторождений контак
тового происхождения в западных штатах США, крупнейшее месторожде
ние
КраматПулай
в Малайе, где шеелит нередко встречается в ассоциации
с касситеритом в метаморфизованных известняках и сланцах, а также в квар
цевых жилах, затем в северной части о.
Тасмания
и во многих других местах.
Практическое значение.
Шеелитовые руды, как и вольфрамитовые,
служат источником получения вольфрама. О применении этого металла
см. выше (вольфрамит).