шеелит

Шеелит — это вольфрамат кальция, который обычно встречается в различных геологических средах. Это важная руда вольфрам, который представляет собой металл, известный своей высокой температурой плавления, плотностью и прочностью. Шеелит назван в честь Карла Вильгельма Шееле, шведского химика, открывшего вольфрам в 1781 году.

Минерал обычно встречается в контактово-метаморфических депозиты связаны с гранитными интрузиями. Он также может встречаться в скарнах, гидротермальных жилах и грейзеновых отложениях. Шеелит известен своим отличительным цветом, который может варьироваться от белого до серого, коричневого или желтовато-коричневого. Он часто имеет блеск от стекловидного до алмазного и может флуоресцировать в ультрафиолетовом свете.

Шеелит имеет тетрагональную кристаллическую структуру, чаще встречаются призматические или таблитчатые кристаллы. Он имеет идеальную спайность по плоскостям {110} и высокий удельный вес, что делает его относительно тяжелым по сравнению со многими другими полезные ископаемые. Его твердость колеблется от 4.5 до 5.5 по шкале Мооса, что указывает на умеренную твердость.

Одним из примечательных свойств шеелита является его способность флуоресцировать в ультрафиолетовом свете. Это явление, известное как флуоресценция, может заставить минерал излучать яркое синее или желтое свечение, в зависимости от присутствующих примесей. Эта характеристика сделала шеелит популярным минералом среди коллекционеров.

С промышленной точки зрения шеелит является важным источником вольфрама. Вольфрам имеет различные применения, включая производство твердых металлов, сплавов, нитей для ламп накаливания и рентгеновских трубок. Минерал обычно перерабатывается методами флотации или гравитационного разделения для получения желаемого вольфрамового концентрата.

Таким образом, шеелит представляет собой минерал вольфрамата кальция, который служит важной рудой вольфрама. Он известен своим характерным цветом, флуоресценцией и появлением в различных геологических средах. Его экономическое значение связано с добычей вольфрама, металла с разнообразными промышленными применениями.

Химический состав и структура

Химический состав шеелита - вольфрамат кальция с химической формулой CaWO4. Он состоит из катионов кальция (Ca) и анионов вольфрамата (WO4). Анион вольфрамата содержит один атом вольфрама (W), связанный с четырьмя атомами кислорода (O). Катион кальция координирован с атомами кислорода в структуре.

Шеелит кристаллизуется в тетрагональной кристаллической системе, что означает, что он имеет четырехкратную вращательную симметрию вдоль оси с. Его кристаллическая структура классифицируется как структура типа шеелита или структура вольфрамата кальция. В этой структуре атомы вольфрама занимают центр элементарной ячейки, окруженные атомами кислорода, образуя искаженную октаэдрическую координацию. Атомы кальция расположены в междоузлиях между октаэдрами.

Расположение ионов вольфрамата и кальция в структуре придает шеелиту его характерную тетрагональную кристаллическую форму. Минерал обычно встречается в виде призматических или таблитчатых кристаллов, часто с квадратным или прямоугольным поперечным сечением. Он демонстрирует идеальную спайность по плоскостям {110}, то есть по плоскости, перпендикулярной оси с.

Кристаллическая структура шеелита относительно плотная, что способствует его высокому удельному весу. Минерал имеет удельный вес от 5.9 до 6.1, что делает его значительно тяжелее большинства распространенных минералов.

Важно отметить, что шеелит может иметь незначительные примеси и замещения, которые могут повлиять на его цвет и флуоресцентные свойства. Например, присутствие примесей молибдена может придавать шеелиту голубоватый оттенок, а замещения редкоземельными элементами могут способствовать его флуоресценции в ультрафиолетовом свете.

Таким образом, шеелит имеет химический состав вольфрамата кальция (CaWO4) и кристаллизуется в тетрагональной структуре, известной как структура типа шеелита. Расположение ионов вольфрамата и кальция в структуре обуславливает его характерный кристаллический вид и физические свойства.

Возникновение и добыча

Шеелит встречается в различных геологических средах и может быть найден в различных типах месторождений. Вот некоторые из распространенных случаев и методов добычи, связанных с шеелитом:

1. Контактово-метаморфические отложения: шеелит часто встречается в контактово-метаморфических отложениях, связанных с гранитными интрузиями. В этих месторождениях минерал образуется в результате гидротермальной деятельности и метасоматического замещения ранее существовавших горные породы. Минерализация обычно находится вблизи контактной зоны между гранит и окружающие деревенские скалы.
2. Скарновые Депозиты: Скарны есть метаморфических пород формируется в результате взаимодействия гидротермальные жидкости из интрузивных тел с карбонатными породами. Шеелит можно найти как важный минерал в скарновые месторождения. Скарны часто встречаются вблизи гранита или других интрузивных тел.
3. Гидротермальные жилы: шеелит также может встречаться в гидротермальных жилах, которые представляют собой разломы или трещины в горных породах, заполненных богатыми минералами флюидами. Эти жилы образуются в результате гидротермальной деятельности, связанной с магматическими процессами. Гидротермальные жилы могут быть обнаружены в различных геологических условиях и могут содержать шеелитовую минерализацию.
4. Месторождения грейзенового типа: Месторождения грейзенового типа связаны с гранитными интрузиями и характеризуются изменение окружающих горных пород гидротермальными флюидами. Шеелит может присутствовать в этих месторождениях в качестве акцессорного минерала наряду с другими минералами, такими как маленький и кварц.

Способы добычи шеелита различаются в зависимости от типа месторождения и его геологических характеристик. Некоторые из распространенных методов добычи шеелита включают:

а. Открытая добыча: В ситуациях, когда залежи шеелита находятся близко к поверхности, а рудное тело большое и легкодоступное, может применяться открытая добыча. Этот метод включает удаление вышележащих пород и почвы, чтобы обнажить руду, содержащую шеелит. Затем руда добывается с помощью машин и транспортируется для дальнейшей переработки.

б. Подземная добыча: когда залежи шеелита расположены на большей глубине, могут использоваться методы подземной добычи. Это включает в себя создание туннелей и шахт для доступа к рудному телу. Подземная добыча может быть более сложной и дорогой, чем открытая, но она необходима для извлечения шеелита из более глубоких месторождений.

в. Флотация: Флотация является распространенным методом, используемым для обогащения шеелитовой руды. Он включает использование химических веществ для селективного отделения шеелита от других минералов и примесей. Руда дробится и измельчается до мелких частиц, а затем смешивается с водой и флотореагентами. Пузырьки воздуха вводятся в смесь, и гидрофобные частицы шеелита прикрепляются к пузырькам, что позволяет их собирать и разделять.

д. Гравитационное разделение: Методы гравитационного разделения могут использоваться для отделения шеелита от пустой породы на основе различий в их плотности. Руда измельчается и подвергается различным процессам, таким как отсадка, скручивание по спирали или встряхивание, чтобы отделить более тяжелые частицы шеелита от более легких минералов пустой породы.

После процесса экстракции шеелитовый концентрат подвергается дальнейшей переработке для получения желаемого вольфрамового продукта, который можно использовать в различных промышленных целях.

Стоит отметить, что конкретные методы и методы добычи могут варьироваться в зависимости от характеристик месторождения, экономических соображений и факторов окружающей среды.

Физические свойства шеелита

Шеелит обладает несколькими отличительными физическими свойствами, в том числе следующими:

1. Цвет: Шеелит может иметь различные цвета, включая белый, серый, коричневый и желтовато-коричневый. На цвет могут влиять примеси, присутствующие в кристаллической решетке. Например, примеси молибдена могут придавать шеелиту голубоватый оттенок.
2. Блеск: Минерал обычно имеет блеск от стекловидного до адамантинового при свежем разрушении. Стекловидный блеск относится к стеклянному виду, а алмазный блеск описывает блестящий алмазоподобный блеск.
3. Прозрачность: шеелит, как правило, от полупрозрачного до непрозрачного, что означает, что свет может проходить через минерал в разной степени, но он недостаточно прозрачен, чтобы ясно видеть сквозь него.
4. Кристальные привычки: Шеелит обычно встречается в виде призматических или таблитчатых кристаллов, часто с квадратным или прямоугольным поперечным сечением. Кристаллы могут иметь правильную форму и иметь четкие грани и края. Другие формы кристаллов включают пластинчатые, столбчатые и зернистые формы.
5. Расщепление: Шеелит демонстрирует идеальную спайность по плоскостям {110}. Это означает, что если минерал осторожно расколоть или разрезать, он сломается по этим плоскостям, в результате чего получится гладкая плоская поверхность.
6. Твердость: шеелит имеет твердость от 4.5 до 5.5 по шкале Мооса. Это указывает на то, что его можно поцарапать более твердыми минералами, такими как ортоклаз или кварц, но может царапать минералы с меньшей твердостью.
7. Удельный вес: Шеелит имеет относительно высокий удельный вес от 5.9 до 6.1. Это означает, что он значительно плотнее и тяжелее большинства распространенных минералов.
8. Флуоресценции: Одной из примечательных характеристик шеелита является его способность флуоресцировать в ультрафиолетовом (УФ) свете. Под воздействием ультрафиолетового излучения шеелит может излучать ярко-синее или желтое свечение, в зависимости от присутствующих примесей. Это свойство флуоресценции сделало шеелит востребованным минералом среди коллекционеров.
9. Полоса: полоса шеелита белая. Это относится к цвету порошкообразной формы минерала, когда его царапают по шероховатой поверхности.

Эти физические свойства помогают идентифицировать и отличать шеелит от других минералов. Они также способствуют его эстетической привлекательности и научной значимости.

Геологическое образование

Шеелит обычно образуется в различных геологических условиях в результате гидротермальных процессов, связанных с взаимодействием горячих флюидов с определенными типами горных пород. Образование шеелита включает несколько стадий и условий. Вот общий обзор геологического образования шеелита:

1. Магматическая интрузия: начальная стадия образования шеелита часто связана с внедрением гранитной интрузии. Магма, богатая вольфрамом и другими элементами, поднимается к земной коре и внедряется в окружающие породы. Гранитная интрузия служит источником тепла и жидкости для последующей гидротермальной активности.
2. Гидротермальные флюиды: по мере остывания гранитной интрузии образуются гидротермальные флюиды. Эти жидкости состоят из горячей воды и различных растворенных минералов, включая вольфрам, кальций и другие элементы, необходимые для образования шеелита. Гидротермальные флюиды богаты комплексными ионами, такими как вольфрамат (WO42-), который имеет решающее значение для последующего осаждения шеелита.
3. Миграция флюидов: гидротермальные флюиды мигрируют через трещины, неисправности, и другие проницаемые пути в окружающих скалах. Жидкости могут приводиться в движение перепадами давления, гравитацией или другими геологическими процессами. По мере движения флюидов они взаимодействуют с вмещающими породами, обмениваясь ионами и минералами.
4. Метасоматоз и замещение: когда гидротермальные флюиды сталкиваются с подходящими вмещающими породами, происходит метасоматоз. Метасоматоз относится к изменению вмещающих пород из-за введения новых химических компонентов из гидротермальных флюидов. В случае шеелита флюиды, богатые вольфрамом, реагируют с кальцийсодержащими породами, такими как известняки или скарны, что приводит к замещению кальциевых минералов шеелитом.
5. Осаждение: при определенных условиях температуры, давления и химического состава шеелит начинает осаждаться из гидротермальных флюидов. Ионы вольфрамата соединяются с ионами кальция в жидкостях, образуя твердый минерал шеелит. Это осаждение происходит в открытых пространствах, трещинах или полостях во вмещающих породах, часто образуя характерные формы кристаллов и агрегаты.
6. Процессы после осадконакопления. После первоначального образования шеелит может подвергаться последующим геологическим процессам, таким как перекристаллизация, деформация и поднятие из-за тектонической активности. Эти процессы могут изменить внешний вид и распределение шеелита во вмещающих породах.

Важно отметить, что конкретные геологические формации и среды, в которых встречается шеелит, могут различаться. Шеелит обычно ассоциирует с контактово-метаморфическими месторождениями, скарнами, гидротермальными жилами и месторождениями грейзенового типа. Геологический контекст и условия во время образования играют важную роль в определении характеристик месторождений шеелита и их экономической целесообразности для добычи.

Мировое распространение месторождений шеелита

Месторождения шеелита можно найти в различных регионах мира. Хотя месторождения вольфрама существуют во многих странах, не все из них обладают значительными запасами шеелита. Вот некоторые известные регионы со значительными месторождениями шеелита:

1. Китай: Китай является крупнейшим производителем вольфрама и шеелита в мире. В стране есть несколько крупных месторождений шеелита, в том числе в провинциях Цзянси, Хунань и Юньнань. Рудник Шичжуань в провинции Хунань является одним из крупнейших шеелитовых рудников в мире.
2. Россия: Россия является еще одним крупным производителем шеелита. Основные месторождения шеелита расположены в Приморском и Красноярском краях. Тырныаузское месторождение в Кабардино-Балкарии — одно из крупнейших месторождений шеелита в России.
3. Боливия: Боливия имеет известные месторождения шеелита в департаментах Ла-Пас, Кочабамба и Оруро. Шахта Пасто Буэно в департаменте Потоси является одной из самых крупных шеелитовых шахт в Боливии.
4. Южная Корея: Южная Корея имеет месторождения шеелита в различных регионах, включая провинцию Канвондо и провинцию Северный Кёнсан. Рудник Сангдонг в провинции Канвондо является исторически важным месторождением шеелита.
5. Австралия: в Австралии есть месторождения шеелита в Западной Австралии, Квинсленде и Новом Южном Уэльсе. Шеелитовый рудник Кинг-Айленд в Тасмании был одним из крупнейших шеелитовых рудников в мире во время его эксплуатации.
6. Перу: Перу имеет месторождения шеелита в разных регионах, включая Паско, Хунин и Уанкавелика. Шахта Пасто Буэно, упомянутая ранее, расположена в Перу, но простирается до Боливии.
7. Канада: Канада имеет месторождения шеелита на Северо-Западных территориях и Юконе. Шахта Кантунг в Северо-Западных территориях является одним из крупнейших месторождений шеелита с самым высоким содержанием в Северной Америке.
8. Соединенные Штаты: Соединенные Штаты имеют месторождения шеелита в нескольких штатах, включая Калифорнию, Неваду, Колорадо и Аризону. Рудник Пайн-Крик в Калифорнии и шеелитовый рудник Кинг-Айленд в Тасмании находятся в ведении американской компании.
9. Другие страны: Месторождения шеелита также можно найти в других странах, включая Австрию, Португалию, Германию, Мьянму, Бразилию, Узбекистан и Таиланд. Однако уровни добычи и значимость этих месторождений могут различаться.

Важно отметить, что наличие и доступность месторождений шеелита может меняться со временем из-за таких факторов, как добыча полезных ископаемых, экономические соображения и геологическая разведка. Таким образом, распределение и важность месторождений шеелита могут меняться по мере открытия новых месторождений и продолжения добычи полезных ископаемых.

Промышленное использование шеелита

Шеелит в первую очередь ценится за высокое содержание вольфрама, а вольфрам находит широкое применение в промышленности благодаря своим исключительным физическим свойствам. Некоторые из ключевых промышленных применений шеелита и вольфрама, полученного из шеелита, включают:

1. Твердые металлы и сплавы: Вольфрам является важнейшим компонентом в производстве твердых металлов, таких как карбид вольфрама (WC). Карбид вольфрама исключительно твердый и износостойкий, что делает его идеальным для таких применений, как режущие инструменты, буровые долота, горнодобывающие инструменты и штампы для металлообработки. Шеелит служит жизненно важным источником вольфрама для производства этих материалов.
2. Сталь и сплавы: Вольфрам легируют сталью для повышения ее прочности, твердости и термостойкости. Сплавы вольфрамовой стали находят применение в производстве быстрорежущих, инструментальных и конструкционных сталей. Эти сплавы используются в режущих инструментах, деталях самолетов, бронебойных снарядах и в высокотемпературных приложениях.
3. Нити накала и электроды. Вольфрам широко используется в производстве нитей накаливания для ламп накаливания, люминесцентных ламп и электронных пушек в телевизионных и рентгеновских трубках. Высокая температура плавления и электропроводность вольфрама делают его подходящим для этих применений. Шеелит служит важным источником вольфрама для этих отраслей промышленности.
4. Электрические контакты: вольфрам, полученный из шеелита, используется в электрических контактах, особенно в виде вольфрамовых сплавов. Контактные материалы на основе вольфрама ценятся за их высокую электропроводность, низкое контактное сопротивление и превосходную стойкость к дуговому разряду и сварке. Эти материалы используются в переключателях, реле, автоматических выключателях и других электрических устройствах.
5. Защита от излучения: вольфрам обладает отличными свойствами защиты от излучения благодаря своей высокой плотности и атомному номеру. Вольфрам, полученный из шеелита, используется в производстве материалов для радиационной защиты, таких как коллиматоры, оборудование для лучевой терапии и компоненты ядерной защиты.
6. Применение в аэрокосмической и оборонной промышленности. Вольфрамовые сплавы, полученные из шеелита, находят применение в аэрокосмической и оборонной промышленности. Эти сплавы используются в производстве компонентов ракет, брони, лопаток турбин и высокотемпературных конструкций, где важны прочность и долговечность.
7. Катализаторы: соединения вольфрама, полученные из шеелита, используются в качестве катализаторов в различных химических процессах. Например, катализаторы на основе оксида вольфрама используются в производстве серной кислоты и в реакциях селективного окисления.

Это лишь некоторые из известных промышленных применений шеелита и вольфрама. Уникальные свойства вольфрама, полученного из шеелита, делают его незаменимым в нескольких ключевых отраслях промышленности, от производства и машиностроения до электроники и обороны.

Драгоценный камень Шеелит

Шеелит с его привлекательными цветами и уникальной флуоресценцией может использоваться в качестве драгоценный камень. Хотя он не так известен и широко не используется, как другие драгоценные камни, шеелит имеет свою привлекательность и красоту. Вот некоторые ключевые аспекты, связанные с шеелитом как драгоценным камнем:

1. Цвет и блеск: шеелит может иметь различные цвета, включая белый, серый, коричневый и желтовато-коричневый. Его блеск от стекловидного до алмазного придает ему ослепительный блеск при огранке и полировке.
2. Прозрачность: шеелит, как правило, от полупрозрачного до непрозрачного, что означает, что свет может проходить через минерал в разной степени, но он недостаточно прозрачен, чтобы ясно видеть сквозь него.
3. Флуоресценция. Одной из наиболее отличительных особенностей шеелита как драгоценного камня является его флуоресценция в ультрафиолетовом (УФ) свете. Шеелит может излучать яркое синее или желтое свечение при воздействии ультрафиолетового света. Это свойство флуоресценции может улучшить визуальную привлекательность шеелитовых драгоценных камней и сделать их особенно интригующими.
4. Огранка и форма: Драгоценные камни шеелита обычно разрезают на различные ограненные формы, чтобы усилить их блеск и отражение света. Драгоценные камни могут иметь традиционную огранку, такую ​​как круглая, овальная, грушевидная или изумруд порезы, а также более уникальные и индивидуальные формы.
5. Прочность: шеелит имеет твердость от 4.5 до 5.5 по шкале Мооса, что делает его относительно прочным для повседневного ношения. Однако по сравнению с драгоценными камнями с более высокой твердостью, такими как сапфиры или алмазы, шеелит может быть более восприимчив к царапинам и истиранию.
6. Редкость: Хотя шеелит не так редок, как некоторые другие драгоценные камни, высококачественные шеелитовые драгоценные камни желаемого цвета и флуоресценции все еще можно найти на рынке относительно редко. Эта редкость может добавить очарования и ценности шеелиту как драгоценному камню.

Важно отметить, что из-за меньшей твердости и чувствительности к определенным химическим веществам шеелит может потребовать особого ухода и мер предосторожности при очистке, хранении и ношении в качестве драгоценного камня. Консультация с профессиональным геммологом или ювелиром может дать конкретные рекомендации по уходу за драгоценными камнями из шеелита.

В целом, уникальные цвета, флуоресценция и относительная редкость шеелита способствуют его привлекательности в качестве драгоценного камня, предлагая отличительную и привлекательную альтернативу тем, кто ищет что-то менее традиционное в своей ювелирной коллекции.

Заключение

В заключение, шеелит — очаровательный минерал с рядом примечательных характеристик и областей применения. Его химический состав, в основном состоящий из вольфрамата кальция, придает ему высокое содержание вольфрама, что делает его важным источником этого ценного металла. Шеелит в первую очередь известен своим промышленным использованием, особенно в производстве твердых металлов, стальных сплавов, нитей накала, электрических контактов, радиационной защиты и катализаторов.

Помимо промышленного значения, шеелит также ценится как драгоценный камень. Благодаря своим разнообразным цветам, стекловидному блеску и уникальной флуоресценции в ультрафиолетовом свете шеелитовые драгоценные камни обладают собственной эстетической привлекательностью. Хотя шеелит не так широко известен, как другие драгоценные камни, редкость и отличительные особенности шеелита делают его интригующим вариантом для любителей ювелирных изделий, которые ищут что-то необычное.

Геологическое образование шеелита связано с гидротермальными процессами и взаимодействием горячих флюидов с определенными типами пород. Месторождения шеелита можно найти по всему миру, особенно в Китае, России, Боливии, Южной Корее, Австралии, Перу, Канаде и других странах.

Понимание химического состава, структуры, физических свойств, происхождения, добычи и промышленного использования шеелита дает всесторонний обзор этого минерала. Независимо от того, используется ли он в промышленности или считается драгоценным камнем, шеелит продолжает играть ценную роль в различных секторах и очаровывать тех, кто ценит его уникальные качества.

Часто задаваемые вопросы

Какова химическая формула шеелита?

Химическая формула шеелита — CaWO4, что указывает на то, что он состоит из кальция (Ca), вольфрама (W) и кислорода (O).

Можно ли использовать шеелит в ювелирных изделиях?

Да, шеелит можно использовать как драгоценный камень в ювелирных изделиях. Его привлекательные цвета и флуоресценция в ультрафиолетовом свете делают его интересным выбором для уникальных и привлекательных ювелирных изделий.

Как шеелит флуоресцирует?

Шеелит флуоресцирует при воздействии ультрафиолетового (УФ) света. Он излучает яркое синее или желтое свечение, в зависимости от примесей, присутствующих в кристаллической решетке.

Является ли шеелит редким минералом?

Хотя шеелит не так редок, как некоторые другие минералы, высококачественные образцы шеелита с желаемыми характеристиками встречаются относительно редко.

Каковы основные промышленные применения шеелита?

Шеелит в основном используется в качестве источника вольфрама, который важен в производстве твердых металлов, стальных сплавов, электрических контактов, нитей накала, радиационной защиты, катализаторов и различных других промышленных применений.

Где находятся самые большие залежи шеелита?

Крупнейшие месторождения шеелита находятся в Китае, особенно в провинциях Цзянси, Хунань и Юньнань. Китай является ведущим производителем шеелита в мире.

Как добывают шеелит?

Шеелит обычно добывают традиционными методами подземной или открытой добычи. Конкретный используемый метод добычи зависит от таких факторов, как размер месторождения, глубина и экономические соображения.

Какова твердость шеелита?

Шеелит имеет твердость от 4.5 до 5.5 по шкале Мооса. Это означает, что его можно поцарапать более твердыми минералами, но можно поцарапать минералы с меньшей твердостью.

Можно ли найти шеелит в США?

Да, месторождения шеелита можно найти в США. Некоторые известные случаи происходят в таких штатах, как Калифорния, Невада, Колорадо и Аризона.