Hidrogenul sulfurat este una dintre principalele componente volatile ale magmei. Interacționând activ cu metalele, formează mulți compuși. Derivații hidrogenului sulfurat sunt reprezentați în scoarța terestră de peste 200 de minerale - sulfuri, care, nefiind formatoare de roci, însoțesc de obicei anumite roci, fiind o sursă de materii prime valoroase. Mai jos vom lua în considerare principalele proprietăți ale sulfurilor și compușilor apropiati acestora și, de asemenea, vom acorda atenție zonelor de utilizare a acestora.
Caracteristici generale ale compoziției și structurii
Peste 40 de elemente ale tabelului periodic (de obicei metale) formează compuși cu sulful. Uneori, în loc de acesta, în astfel de compuși sunt prezente arsenul, antimoniul, seleniul, bismutul sau telurul. În consecință, astfel de minerale sunt numite arsenide, antimonide, selenide, bismutid și telururi. Împreună cu derivații de hidrogen sulfurat, toți sunt incluși în clasa sulfurilor datorită asemănării proprietăților.
Caracteristică pentru mineralele din această clasă legătura chimică este covalentă, cucomponenta metalica. Cele mai comune structuri sunt coordonarea, insulă (cluster), uneori stratificată sau în lanț.
Proprietățile fizice ale sulfurilor
Practic toate sulfurile sunt caracterizate printr-o greutate specifică ridicată. Valoarea durității pe scara Mohs pentru diferiți membri ai grupului variază foarte mult și poate varia de la 1 (molibdenit) la 6,5 (pirită). Cu toate acestea, majoritatea sulfurilor sunt destul de moi.
Cu câteva excepții, cleofanul este un fel de blende sau sfalerite de zinc, mineralele din această clasă sunt opace, adesea întunecate, uneori strălucitoare, ceea ce servește ca o caracteristică importantă de diagnostic (precum și strălucire). Reflectivitatea poate varia de la medie la mare.
Majoritatea sulfurilor sunt minerale cu conductivitate electrică semiconductoare.
Clasificare tradițională
În ciuda caracterului comun al proprietăților fizice de bază, sulfurile, desigur, au diferențe de diagnostic extern, conform cărora sunt împărțite în trei tipuri.
- Pyrites. Acesta este denumirea colectivă pentru mineralele din grupul sulfurilor, care au un luciu metalic și o culoare care are nuanțe de galben sau galben. Cel mai faimos reprezentant al piritei este pirita FeS2, cunoscută și sub numele de sulf sau pirita de fier. Acestea includ, de asemenea, calcopirită CuFeS2 (pirită de cupru), arsenopirită FeAsS (pirită de arsenic, alias talheimit sau mispikel), pirotita Fe7S8 (pirită magnetică, magnetopirită) și altele.
- Sclipici. Acesta este numele dat sulfurilor cu un luciu metalic și o culoare de la gri la negru. Exemple tipice de astfel de minerale sunt galena PbS (luciu de plumb), calcocitul Cu2S (luciu de cupru), molibdenit MoS2, antimonitul Sb2S3 (lucire de antimoniu).
- Falsuri. Acesta este numele mineralelor din grupul sulfurilor, caracterizate prin luciu nemetalic. Exemple tipice de astfel de sulfuri sunt sfalerita ZnS (amestec de zinc) sau cinabru HgS (amestec de mercur). Cunoscuți, de asemenea, realgar As4S4 - blendă roșie de arsenic și orpiment As2S3 - amestec galben de arsenic.
Diferențe în caracteristicile chimice
O clasificare mai modernă se bazează pe caracteristicile compoziției chimice și include următoarele subclase:
- Sulfurile simple sunt compuși ai unui ion metalic (cation) și sulf (anion). Exemple de astfel de minerale includ galena, sfalerita și cinabru. Toți sunt derivați simpli ai hidrogenului sulfurat.
- Sulfurile duble diferă prin faptul că mai mulți (doi sau mai mulți) cationi metalici se leagă de anionul sulf. Acestea sunt calcopirită, bornită („minereu de cupru pestriț”) Cu5FeS4, stannin (pirită de staniu) Cu2FeSnS4 și alți compuși similari.
- Disulfurile sunt compuși în care cationii sunt legați de grupa anionica S2 sau AsS. Acestea includ minerale din grupul de sulfuri și arsenide (sulfoarsenide), cum ar fi pirita,cel mai comun, sau arsenpirită arsenopirită. De asemenea, în această subclasă este inclusă CoAsS de cob altin.
- Sulfuri complexe sau sulfosaruri. Acesta este numele mineralelor din grupa sulfurilor, arsenidelor și compușilor apropiati acestora ca compoziție și proprietăți, care sunt săruri ale tioacizilor, precum tioarsenic H3AsS 3, tiobismut H3BiS3 sau tioantimoniu H3SbS 3. Astfel, subclasa de sulfosăruri (tiosăruri) include mineralul lillianit Pb3Bi2S6 sau așa-numitul Fahlore Cu3(Sb, As)S3.
Caracteristici morfologice
Sulfurile si disulfurile pot forma cristale mari: cubice (galena), prismatice (antimonitul), sub forma de tetraedre (sfalerita) si alte configuratii. Ele formează, de asemenea, agregate cristaline dense, granulare sau fenocriste. Sulfurile cu o structură stratificată au cristale tabulare sau foliate aplatizate, cum ar fi orpimentul sau molibdenitul.
Clivarea sulfurilor poate fi diferită. Variază de la foarte imperfect în pirit și imperfect în calcopirită la foarte perfect într-o direcție (orpiment) sau mai multe (sphalerită, galenă). De asemenea, tipul de fractură nu este același pentru diferite minerale.
Geneza mineralelor sulfurate
Majoritatea sulfurilor se formează prin cristalizare din soluții hidrotermale. Uneori, mineralele acestui grup au un magmaticsau de origine skarn (metasomatică) și se poate forma și în timpul proceselor exogene - în condiții reducătoare în zone de îmbogățire secundară, în unele cazuri în roci sedimentare, cum ar fi pirita sau sfalerita.
În condiții de suprafață, toate sulfurile, cu excepția cinabrului, lauritul (sulfura de ruteniu) și sperrilitul (arseniura de platină), sunt foarte instabile și supuse oxidării, ceea ce duce la formarea de sulfați. Rezultatul proceselor de schimbare a sulfurilor sunt tipuri de minerale precum oxizi, halogenuri, carbonați. În plus, datorită descompunerii lor, este posibilă formarea de metale native - argint sau cupru.
Caracteristici ale apariției
Sulfurile sunt minerale care formează acumulări de minereu de natură diferită în funcție de raportul lor cu alte minerale. Dacă asupra lor predomină sulfurile, se obișnuiește să se vorbească de minereuri sulfurate masive sau continue. În caz contrar, minereurile se numesc diseminate sau veinlet.
Foarte des se depun sulfuri împreună, formând depozite de minereuri polimetalice. Astfel, de exemplu, sunt minereurile sulfurate de cupru-zinc-plumb. În plus, diferite sulfuri ale unui metal formează adesea depozitele sale complexe. De exemplu, calcopirita, cuprita și bornita sunt minerale purtătoare de cupru care apar împreună.
Cel mai adesea, corpurile de minereu ale zăcămintelor de sulfuri sunt sub formă de filoane. Dar există și forme de apariție lenticulare, stoc, rezervor.
Utilizarea sulfurilor
Minereurile sulfurate sunt extrem de importante ca sursă demetale rare, prețioase și neferoase. Din sulfuri se obtin cuprul, argintul, zincul, plumbul, molibdenul. Din astfel de minereuri se extrag și bismut, cob alt, nichel, precum și mercur, cadmiu, reniu și alte elemente rare.
Pe langa aceasta, unele sulfuri sunt folosite in productia de vopsele (cinabru, orpiment) si in industria chimica (pirita, marcazita, pirotita - pentru producerea acidului sulfuric). Molibdenitul, pe lângă faptul că este folosit ca minereu, este folosit ca lubrifiant special uscat, rezistent la căldură.
Sulfurile sunt minerale de interes datorită proprietăților lor electrofizice. Cu toate acestea, pentru nevoile tehnologiei semiconductoare, electro-optice, infraroșu-optice, nu se folosesc compuși naturali, ci analogii lor cultivați artificial sub formă de monocristale.
O altă zonă în care sulfurile își găsesc aplicație este datarea geocronologică cu radioizotop a anumitor roci minereu, folosind metoda samariu-neodim. Astfel de studii folosesc calcopirită, pentlandită și alte minerale care conțin elemente de pământuri rare - neodim și samariu.
Aceste exemple arată că domeniul de aplicare al sulfurilor este foarte larg. Ele joacă un rol esențial în diverse tehnologii atât ca materii prime, cât și ca materiale independente.
