Минеральный состав полиметаллических руд

    Российский  Университет Дружбы Народов

    Инженерный  Факультет 
 
 
 
 
 
 

    Курсовая  работа по минералогии:

    «Минеральный  состав полиметаллических руд» 
 
 
 
 

    Студент:          Огадерова Е.А.         

    Группа  ИГБ-201

    Преподаватель:  Рогова О. Ю.   
 
 
 

    г. Москва

    2011 г.   

    Содержание

    Введение____________________________________________________3

    Галенит_____________________________________________________4

    Сфалерит____________________________________________________6

    Пирит_______________________________________________________8

    Халькопирит_________________________________________________11

    Арсенопирит_________________________________________________13

    Касситерит  __________________________________________________15

    Блеклые руды________________________________________________18

    Источники и литература_______________________________________18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

    Полиметаллические руды – комплексные руды, содержащие ряд химических элементов, среди  которых важнейшими являются свинец Pb и цинк Zn. Кроме этого полиметаллические руды могут содержать медь Cu, золото Au, серебро Ag, кадмий Cd, иногда висмут Bi, олово Sn, индий In и галлий Ga. Основными минералами, формирующими полиметаллические руды, являются галенит PbS, сфалерит ZnS, часто присутствуют пирит FeS₂, халькопирит CuFeS₂. иногда блёклые руды, арсенопирит FeAsS и касситерит SnO₂.

    Медь  входит в состав полиметаллических  руд обычно в виде халькопирита. Серебро и висмут связаны часто  с галенитом. Золото в полиметаллических  рудах находится в свободном  состоянии или в виде тонкой примеси  в пирите и халькопирите. Кадмий содержится преимущественно в сфалерите.

    Полиметаллические руды (первичные) формировались в  различные эпохи (от кембрия до кайнозоя) путем кристаллизации из гидротермальных  растворов. Большей частью они приурочены к геосинклинальным прогибам, наложенным на срединные массивы и, как правило, залегают среди вулканогенных пород  кислого состава. При отсутствии заметных количеств меди полиметаллические  руды обычно локализуются в геоантиклинальных  поднятиях, среди карбонатных пород.

    Породы, вмещающие полиметаллические руды, обычно интенсивно изменены гидротермальными процессами: хлоритизацией (метасоматический процесс, при котором темноцветные минералы горных пород, а иногда и основная масса породы замещаются хлоритами), серицитизацией (процесс замещения плагиоклазов и других минералов серицитом при воздействии на горные породы низкотемпературных гидротермальных растворов) и окварцеванием.

    Кроме  гидротермальных месторождений некоторое значение имеют окисленные (вторичные) полиметаллические руды, образующиеся в результате процессов выветривания приповерхностных частей рудных тел (до глубины 100-200м); они обычно представлены гидроокислами железа, содержащими церуссит PbCO₃, англезит PbSO₄, смитсонит ZnCO₃, каламин Zn₄[Si₂O₇][OH]₂*H₂O, малахит Cu₂[CO₃](OH)₂, азурит Cu₂[CO₃]₂(OH)₂.

    В зависимости от концентрации рудных металлов различают сплошные и вкрапленные  полиметаллические руды.

    Рудные  тела п. р. отличаются разнообразием размеров, имея длину от нескольких м до км, морфологией (пластообразные и линзообразные залежи, штоки, жилы, гнезда, сложные трубообразные тела) и условиями залегания (пологие, крутые, согласные, секущие и т.д.).

    Полиметаллические руды преимущественно добывают в  Канаде, Австралии, США, Бразилии, России, Казахстане, Индии и Ирландии.

    Месторождения п. руд разрабатываются подземным и открытым способами.

    При переработке полиметаллических  руд получают два основных вида концентратов, содержащих соответственно 40-70% Pb и 40-60% Zn и Cu. В процессе механического обогащения серебро уходит в свинцовый концентрат. При металлургическом переделе, кроме основных извлекаются остальные (попутные ) компоненты.

    Месторождения п. р. в Росси известны на Рудном Алтае, в Восточной Сибири, Северном Кавказе, Западной Сибири и Приморском крае.

    Так как тема курсовой работы затрагивает  минералы полиметаллических руд, был  сделан акцент на описании главным  образом гидротермального происхождения  минералов, хотя  многие из них также  могут образовываться и при других условиях.

    Галенит

    ГАЛЕНИТ — PbS. Название происходит от лат. galaena — свинцовая руда. Синоним: свинцовый блеск. Разновидность: селенистый галенит. Физическая разновидность, известная под названием «свинчак», представляет собой плотную матовую тонкозернистую массу.

    Химический  состав. Рb — 86,6 %, S — 13,4 %. Из примесей чаще всего присутствуют: Ag до десятых долей процента, Сu, Zn, иногда Se (селенистый галенит в составе непрерывного изоморфного ряда до клаусталлита PbSe), Bi, Fe, As, Sb, Mo, изредка Mn, U и др. В большинстве случаев эти элементы бывают связаны с микроскопически мелкими включениями посторонних минералов. Содержание серебра часто положительно коррелирует с содержанием висмута.

    Сингония кубическая. Облик кристаллов большей частью кубический, иногда с гранями октаэдра, реже октаэдрический. Кристаллы галенита встречаются только в друзовых пустотах. Обычно же он наблюдается в виде зернистых масс или вкрапленных выделений неправильной формы.

    Цвет галенита свинцово-серый. Черта серовато-черная. Блеск металлический.

    Твердость 2–3. Хрупок. Спайность совершенная по кубу. Удельный вес 7,4–7,6. Прочие свойства. Обладает слабой электропроводностью и хорошими детекторными свойствами (падение проводимости при облучении светом).

    Диагностические признаки. Легко узнается по цвету, блеску, характерной спайности по кубу, проявляющейся в ступенчатом изломе, низкой твердости и высокому удельному весу. В скрытокристаллических массах, носящих название свинчака, отличается от похожих на него сурьмянистых и мышьяковистых соединений по удельному весу и поведению перед паяльной трубкой (далее п. п. тр.).

    П. п. тр. легко плавится. С содой  дает королек свинца. Легко растворяется в HNO₃, давая серу и белый осадок PbSO₄ вследствие частичного окисления его при растворении.

    Происхождение и месторождения. Галенит почти исключительно распространен в гидротермальных месторождениях. Нередко образует богатые скопления. Весьма характерно, что он почти всегда встречается в парагенезисе со сфалеритом ZnS, по отношению к которому находится обычно в подчиненных количествах. Гидротермальные свинцовооцинковые месторождения образуются либо в виде типичных жил, либо в виде неправильных метасоматических залежей в известняках, либо, наконец, в виде вкрапленников.

    Из  других минералов в ассоциации с  галенитом встречаются: пирит, халькопирит, блеклые руды, сульфосоли серебра, свинца, меди, арсенопирит и др. Из нерудных минералов в этих рудах, кроме кварца и кальцита, встречаются также различные карбонаты, барит (Ba(SO₄)), флюорит (CaF₂) и др.

    При окислении в процессе выветривания месторождений галенит покрывается коркой англезита (Pb(SO₄)), переходящего с поверхности в церуссит (Рb(СО₃)). Эти труднорастворимые соединения образуют как бы плотную рубашку вокруг центральных, не тронутых разрушением участков галенита, прекращая доступ окисляющих агентов внутрь. Поэтому неудивительно, что сплошные массы галенита в виде желваков с такой рубашкой встречаются в зоне накопления глинистых наносов и даже в россыпях. В отличие от сфалерита за счет галенита в зоне окисления, кроме англезита и церуссита, возникает и ряд других труднорастворимых кислородных соединений: фосфаты, арсенаты, ванадаты, молибдаты и др. Вследствие этого зоны окисления свинцово-цинковых месторождений, как правило, обогащены свинцом.

    Из  многочисленных месторождений галенитсодержащих руд на территории России отметим лишь некоторые. Наиболее известны: Садонское жильное (Северный Кавказ); Алтайские месторождения (Риддер-Сокольное, Змеиногорское) так называемых полиметаллических руд, представленных очень тонкозернистыми массами пирита, сфалерита, халькопирита, галенита и блеклых руд; Дальнегорское месторождение (Приморье) с сульфидным оруденением, вмещаемым волластонит-геденбергитовыми скарнами; Нерчинские в Забайкалье и др.

    Разведаны многочисленные полиметаллические месторождения в Средней Азии (Карамазарские горы и др.). Из иностранных отметим также крупнейшие месторождения США, такие как Джоплин (штат Миссури), в виде вкрапленности и рассеянных гнезд в известняках и глинистых сланцах на обширной территории, Ледвилл («Свинцовый город») в Колорадо и др.

    Практическое  значение. Галенит представляет собой важнейшую свинцовую руду. Почти все мировое производство свинца связано с добычей этого минерала.

    Помимо  выплавки металла, применение которого общеизвестно, небольшая часть галенитовых руд перерабатывается на глет PbO с целью получения свинцовых препаратов, в частности красок (белил, сурика, крона и др.) и глазури.

    При плавке попутно со свинцом извлекаются значительные количества серебра, которое в виде серебросодержащих минералов связано с галенитом, а иногда и висмута.

    Сфалерит

    СФАЛЕРИТ  — ZnS. Название происходит от греч. сфалерос — обманчивый, очевидно потому, что по внешним признакам он совершенно не похож на обычные сульфиды металлов. Синоним: цинковая обманка. Разновидности: клейофан — светлоокрашенная или бесцветная разновидность (почти без примесей); марматит — черная железистая разновидность сфалерита; пршибрамит — богатая кадмием (Cd до 5 %) разновидность.

    Химический  состав. Zn — 67,1 %, S — 32,9 %. В качестве примесей чаще всего присутствует Fe (до 20 %); такие разновидности под микроскопом обнаруживают мельчайшие включения пирротина (Fe1–XS) как продукта распада твердого раствора. Иногда в виде таких же включений присут ствует халькопирит (CuFeS₂) и изредка станнин (Cu₂FeSnS₄), чем и объясняется примесь в сфалерите меди и олова. Нередко в виде изоморфной примеси присутствуют: Cd (обычно до десятых долей процента), In (до сотых долей процента), Сo, Mn, Hg и др.

    Сингония кубическая. Облик кристаллов. Часто встречается в виде хорошо образованных кристаллов в друзовых пустотах. Облик чаще всего тетраэдрический. Агрегаты. Сплошные массы характеризуются явнозернистой структурой, легко распознаваемой благодаря резко проявленной спайности в отдельных зернах. Реже встречаются почковидные формы образований.

    Цвет сфалерита обычно бурый или коричневый; часто черный (марматит), реже желтой, красной и зеленоватой окраски. Известны совершенно бесцветные до желтых прозрачные разновидности (клейофан). Черта белая или светлоокрашенная в оттенки желтого и коричневого до серого, всегда светлее цвета самого минерала. Разности, богатые железом, дают бурую черту. Блеск алмазный. От практически непрозрачного (марматит) до хорошо просвечивающего

    Твердость 3–4. Довольно хрупок. Спайность весьма совершенная. Уд. вес 3,9–4. Прочие свойства. Электричества не проводит. Обладает полярным термоэлектричеством. Некоторые разновидности при трении или раскалывании фосфоресцируют.

    Диагностические признаки. Характерны изометрической формы кристаллические зерна, обладающие спайностью по ромбододекаэдру, т. е. по шести направлениям, отвечающим плоским сеткам в структуре, сложенным атомами цинка и серы. Этим железистые разности сфалерита легко отличаются от весьма похожих на них по цвету, твердости, блеску и другим признакам вольфрамита — (Fe,Mn)WO₄ и энаргита — Cu₃AsS₄, которые обладают призматическим обликом зерен и спайностью в одном направлении.

    П. п. тр. растрескивается, но почти не плавится. В окислительном пламени на угле дает белый налет окиси цинка. В концентрированной HNO₃ растворяется с выделением серы. При реакции с HCl в порошке выделяет H₂S.

    Происхождение и месторождения. Главная масса месторождений сфалерита, так же как и галенита, с которым он почти постоянно ассоциирует,принадлежит к гидротермальным месторождениям (см. галенит). В некоторых сульфидных месторождениях бывает связан с халькопиритом.