Połysk ołowiu (galena) to główny rodzaj rudy, z której pozyskuje się czysty ołów. Wydobycie metalu odbywa się za pomocą flotacji. Pochodzenie minerału związane jest z hydrotermalnymi wodami gruntowymi. Złoża połysku ołowiu są rozsiane po całym świecie, ale najstarsze z nich zostały już prawie całkowicie zagospodarowane. Rudy naturalne zawierające galenę zawierają również inne cenne zanieczyszczenia. Głównym zakresem tego minerału jest hutnictwo metali nieżelaznych (wytop ołowiu).
Opis
Brokat ołowiany to stara nazwa mineralnej galeny. Słowo to pochodzi od łacińskiego galena, co oznacza „rudę ołowiu”. Minerał należy do klasy siarczków - związków siarki metali i niemetali i jest jednym z najczęstszych przedstawicieli tej grupy. Wzór chemiczny brokatu ołowiu to PbS (siarczek ołowiu).
Najczęściej nieprzezroczyste kryształy galeny mają postać sześcianów, prostopadłościanów, ośmiościanów o rozwartych rogach. Na ich twarzach mogą tworzyć się stopnie i rozpady. Połysk ołowiu z domieszką cynku daje spiekaniekonfiguracja. Złamanie jest stopniowane i kruche. Istnieje kilka odmian tej skały: selen galena (zawiera selenit), ołów (o gęstej drobnoziarnistej strukturze). Najpopularniejszą formą w przyrodzie jest stała masa ziarnista.
Kolor minerału to stal, z niebieskawym odcieniem, czasami jest wielokolorowy. Ma metaliczny połysk.
Skład
Skład chemiczny ołowiowej substancji nabłyszczającej zawiera 86,6% ołowiu, reszta to siarka. Spośród zanieczyszczeń najczęściej odnotowuje się następujące:
- srebrny;
- miedź;
- kadm;
- cynk;
- selen;
- bizmut;
- żelazko;
- arszenik;
- cyna;
- molibden.
W rzadkich przypadkach mangan, uran i inne pierwiastki chemiczne są obecne w składzie minerału. Obecność zanieczyszczeń wiąże się z mikroskopijnymi wtrąceniami innych skał.
Właściwości chemiczne
Minerał o połysku ołowiu ma następujące podstawowe właściwości chemiczne:
- reakcja z sodą powoduje powstanie chrząszcza ołowianego;
- po rozpuszczeniu w kwasie azotowym uwalniana jest siarka i siarczan ołowiu, który wytrąca się w postaci białego osadu;
- Tłumienie flotacji galeny odbywa się za pomocą chromianów i dwuchromianów, podczas gdy hydrofilowe związki chromianu ołowiu tworzą się na powierzchni minerału;
- w kontakcie z tlenem atmosferycznym szybko utlenia się, ciemnieje, traci swój metaliczny połysk;
- podczas utlenienia powstają cenne rudy ołowiu: cerusyt, anglezyt, piromorfit.
Cechy fizyczne
Główne cechy fizyczne ołowianego połysku obejmują:
- Twardość Mohsa - 2-3 (kruche);
- przewodność jest słaba;
- wysoka gęstość - 7400-7600 kg/m3;
- dekolt - idealny w sześciennym pokroju.
Pochodzenie
Złoża, w których występuje połysk ołowiu charakteryzują dwa rodzaje formacji skalnych:
- Hydrotermiczne. Minerały powstają w wyniku opadów atmosferycznych z roztworów hydrotermalnych krążących we wnętrzu Ziemi. Ten rodzaj złóż, do których ograniczone są złoża galeny, jest najczęstszy. Występuje w postaci żył lub osadów w skałach wapiennych.
- Metasomatyczny. Pojawienie się rud następuje pod wpływem gorących wód mineralnych, z jednoczesnym rozpuszczaniem się skał i odkładaniem się ich nowych rodzajów.
Dzięki naturalnemu wietrzeniu erozyjnemu i wpływowi wód gruntowych z galeny tworzy się skorupa kątowa, która przechodzi głęboko w ceruzyt. Są to trudno rozpuszczalne minerały, które tworzą gęstą warstwę wokół ołowianego połysku, zapobiegając jego dalszemu utlenianiu. Rzadziej piromorfit, wulfenit i krokoit są identyfikowane jako produkty przemian.
Spośród towarzyszących minerałów, najczęściejsfaleryt (siarczek cynku) i kilka innych:
- piryt;
- chalkopiryt;
- fahlore (siarczki miedzi, arsenu, antymonu z zanieczyszczeniami innych pierwiastków);
- sulfosole Ag, Pb, Cu;
- piryt arsenowy;
- kwarc;
- kalcyt;
- węglany;
- baryt;
- fluoryt.
Czasami połysk ołowiu występuje w postaci nalotu na siarkowy i promienny piryt (złoża węgla i fosforytu).
Dystrybucja
Największe złoża galeny wydobywane są w następujących krajach:
- USA (Leadville, Kolorado);
- Rosja (Sadon, Kaukaz; Leninogorsk, Ałtaj; Dalnegorsk, Primorye; Nerchinsk, region Czyta);
- Australia (Broken Hill, Nowa Południowa Walia);
- Kanada;
- Meksyk.
Złoża połysku ołowiu można znaleźć wszędzie, ale najstarsze z nich, znajdujące się w Europie, są prawie całkowicie wyczerpane. W krajach WNP można zauważyć złoża Altyn-Topkan (Tadżykistan), Karatau, Akczagyl (Kazachstan), Filizchayskoye (Azerbejdżan).
Sztuczne przejęcie
Połysk ołowiu można łatwo uzyskać sztucznie na kilka sposobów:
- pod wpływem roztworu siarkowodoru ołowiu w obecności kwasu azotowego;
- gdy PbSO4 rozkłada się na wodór lub tlenek węgla;
- podczas przepuszczania strumienia wysuszonego siarkowodoru przez związki chlorku ołowiu;
- podczas powolnego schładzania kalcynowanej pokruszonej mieszaniny PbSO4 ikreda.
Aplikacja
Głównym zastosowaniem galeny jest źródło ołowiu do wytapiania. Ten metal jest używany głównie do produkcji następujących produktów:
- baterie;
- blachy ołowiane i stopy;
- amunicja;
- osłony na kable elektryczne;
- dodatki technologiczne do benzyny.
Oprócz wytopu ołowiu, galena jest wykorzystywana do produkcji wapieni, farb (czerwony ołów, korony) i glazur. Srebro, bizmut, cynk i selen są pozyskiwane z bogatych rud.
Połysk ołowiu to półprzewodnik. Czasami jest używany do produkcji kontaktowych detektorów kryształowych.
Zawartość ołowiu w rudach wynosi około 5-6%. Ich wzbogacanie odbywa się za pomocą prostych technologii, których dobór uzależniony jest od wielkości wtrąceń mineralnych w skałach oraz równomierności ich rozmieszczenia. Jeśli ziarna połysku ołowiu są duże, ruda jest przerabiana według schematów grawitacyjno-flotacyjnych. Najpierw otrzymuje się koncentrat, który jest następnie kruszony i flotowany w środowisku alkalicznym. W obecności pirytu siarkowego w rudzie, jego wydobycie jest tłumione za pomocą cyjanku. Rudy zawierające dużo tlenków i siarczków (utlenione siarczkiem) wzbogaca się na dwa sposoby:
- oddzielna flotacja składników siarczkowych i niesiarczkowych;
- siarczkowanie tlenków, a następnie flotacja galeny. Proces polega na dodaniu różnych odczynników (np. siarczku sodu), co powoduje wzrost hydrofobowości powierzchnirasa.
Minerały zawarte w rudzie są podzielone na 3 grupy w zależności od ich zdolności do siarczkowania:
- łatwe siarczkowanie (biała i żółta ruda ołowiu, witriol ołowiu);
- słabe siarczkowanie (chlorofosforan ołowiu);
- nie podlega zasiarczeniu (plumboyarozite).
