Wulfenite - Wulfenite
| Wulfenite | |
|---|---|
 | |
| Allmän | |
| Kategori | Molybdat mineral |
|
Formel (upprepande enhet) |
PbMoO 4 |
| Strunz klassificering | 7.GA.05 |
| Kristallsystem | Tetragonal |
| Kristallklass | Dipyramidal (4 / m) HM-symbol : (4 / m) |
| Rymdgrupp | I 4 1 / a |
| Enhetscell | a = 5,433, c = 12,110 [Å]; Z = 4 |
| Identifiering | |
| Färg | Orange-gul, gul, honung-gul, röd-orange, sällan färglös, grå, brun, olivgrön och till och med svart |
| Crystal vana | Tunn tabellformad till pyramidal |
| Vänskapssamarbete | Tvillingar på [001] vanligt |
| Klyvning | Den {011}, distinkt; den {001}, {013}, otydlig |
| Fraktur | Oregelbunden till subkonchoid |
| Envishet | Spröd |
| Mohs skala hårdhet | 3 |
| Lyster | Adamantin, hartsartad |
| Strimma | Vit |
| Diaphaneity | Transparent till ogenomskinligt |
| Specifik gravitation | 6.5-7.0 |
| Optiska egenskaper | Uniaxial (-), kan vara avvikande biaxiell |
| Brytningsindex | n ω = 2.405 n ε = 2.283 |
| Dubbelbrytning | 5 = 0,122 |
| Pleokroism | Svag; orange och gul |
| Ultraviolett fluorescens | Ingen |
| Andra egenskaper | Prover kan vara piezoelektriska |
| Referenser | |
Wulfenite är en bly molybdat mineral med formeln Pb Mo O 4 . Det kan oftast hittas som tunna formkristaller med en ljus orange-röd till gul-orange färg, ibland brun, även om färgen kan vara mycket varierande. I sin gula form kallas det ibland "gul blymalm".
Det kristalliserar sig i det tetragonala systemet och förekommer ofta som stubbiga, pyramid- eller tabellkristaller. Det förekommer också som jordnära, granulära massor. Det finns i många orter, associerad med bly malmer som en sekundär mineral associerad med den oxiderade zon av bly insättningar. Det är också en sekundär malm av molybden och eftersträvas av samlare.
Upptäckt och förekomst
Wulfenite beskrivs först 1845 för en förekomst i Bad Bleiberg , Kärnten , Österrike . Det namngavs efter Franz Xavier von Wulfen (1728–1805), en österrikisk mineralog.
Det förekommer som ett sekundärt mineral i oxiderade hydrotermiska blyavlagringar. Det förekommer med cerussit , anglesit , smithsonite , hemimorfit , vanadinit , pyromorfit , mimetit , descloizite , plattnerite och olika järn- och manganoxider.
En känd lokalitet för wulfenit är Red Cloud Mine i Arizona. Kristaller är djupröda och oftast mycket välformade. Los Lamentos-platsen i Mexiko producerade mycket tjocka apelsinkristaller.
En annan ort är Mount Peca i Slovenien. Kristallerna är gula, ofta med välutvecklade pyramider och bipyramider . 1997 avbildades kristallen på en stämpel av Posten i Slovenien .
Mindre kända lokaliteter av wulfenit inkluderar: Sherman Tunnel, St. Peter's Dome , Tincup-Tomichi-Moncarch gruvdistrikt, Pride of America gruvan och Bandora gruvan i Colorado .
Små kristaller förekommer också i Bulwell och Kirkby-in-Ashfield , England. Dessa kristaller förekommer i en galena- wulfenit-uranifer asfaltithorisont i en magnesisk kalksten . Wulfeniten som finns i detta område har liknande egenskaper (paragenetisk sekvens, lågt silver- och antimoninnehåll i galenorna och frånvaron av pyromorfit) som wulfeniterna i Alperna och kan ha samma ursprung.
Kristallografi
Wulfenit kristalliserar i det tetragonala systemet och har nästan lika axiella förhållanden; som ett resultat anses det vara kristallografiskt lik scheelit (CaWO 4 ). Wulfenite klassas genom en pyramid-hemihedral ( tetragonal dipyramidal ) (C 4 h) kristallsymmetri. Därför enhetscellen är bildad genom att placera punkter vid hörnen och centra av ansikten av romboider med fyrkantiga baser och de kristallografiska axlarna sammanfaller i riktningar med kanterna av romboider. Två av dessa galler tränger in så att en punkt på den första är diagonal mot det andra och en fjärdedel avståndet mellan de två sekunderna.
En omfattande fast lösning existerar mellan de två änddelarna wulfenite och stolzite (PbWO 4 ), så att volframian-wulfenite-kompositioner sträcker sig från 90% wulfenite och 10% stolzite till chillagit (64% wulfenite, 36% stolzite) och så vidare. Icke desto mindre har kommissionen för nya mineraler och mineralnamn i International Mineralogical Association bedömt att de solida lösningarna inte kräver nya namn. Den korrekta nomenklaturen för 90:10 fast tillstånd är wulfenite- I 4 1 / a och 64:36 solid state är wulfenite- I 4. Wulfenite- I 4 1 / a- strukturen kan beskrivas som en tät packning av tetraedrisk MoO 4 2- anjoner och Pb 2+ katjoner. I gitteret är MoO 4 2− anjonerna något förvrängda, även om bindningslängderna förblir lika och oxygenerna är kopplade genom Pb-O-bindningar. Varje blyatom har en 8-koordination med syre och två något olika Pb-O-bindningsavstånd. Denna struktur liknar den hos ren wulfenit.
Strukturen för wulfenite- jag 4 är också mycket liknande den hos wulfenite- I 4 1 / a men har en ojämn fördelning av volfram och molybden, som kan förklara den observerade hemihedrism .
Det hävdas att det inte finns något blandbarhetsgap i den fasta lösningen av wulfenit-stolzit vid rumstemperatur på grund av den nästan identiska storleken och formen på MoO 4 2− och WO 4 2− jonerna, men argument har dock framförts för förekomsten av en blandbarhetsgapet vid högre temperaturer.
Hememiism
Kristallerna av wulfenit är vanligtvis mer tabellformade och tunnare än de för scheelit , men de mer pyramidala och prismatiska kristallerna visar tydlig hemimorfism .
Termodynamik och reaktivitet
Den värmekapacitet , entropi och entalpi av wulfenite bestämdes med hänsyn till förekomsten av fasta lösningar och införandet av föroreningar . De rapporterade värdena är som följer: Cp ° (298,15) = 119,41 ± 0,13 J / molK, S ° (298,15) = (168,33 ± 2,06) J / molK, Ah ° = (23095 ± 50) J / mol.
När wulfenit tvingas genom ett rör in i en flamma , upplöses det hörbart och smälter lätt. Med saltet av fosfor ger det molybdenpärlor. Med soda på kol ger det en blykula. När det pulverformiga mineralet avdunstas med HCl bildas molybdoxid .
Molybden kan extraheras från wulfenite genom krossning malmen till 60-80 mesh, blanda malm med NaNOs 3 eller NaOH, upphettning av blandningen till ca 700 ° C (sönderdelning), urlakning med vatten, filtrering, uppsamling av de olösliga rester som kan innefatta fe , Al , Zn , Cu , Mn , Pb , Au och Ag , då den NaMoO 4 lösningen omröres med en lösning av MgCl 2 , filtrerades, CaCl 2 eller FeCl 2 eller andra klorider sättes till Mo -lösning och upphettades och omröres, filtreras och den önskade produkten uppsamlas. Den fullständiga processen är patenterad av Union Carbide och Carbon Corp .
Syntes
Wulfenit har visat sig bildas syntetiskt genom sintring av molybdit med cerussit såväl som molybdite med blyoxid. I det följande beskrivs båda metoderna för syntes.
Syntes från molybdit och cerussit:
Termisk analys av 1: 1-blandningen av molybdit och cerussit visade först de karakteristiska topparna för cerussit. Det finns en skarp endoterm topp vid 300 ° C, som inträffar under uttorkningen av hydrocerussit associerad med cerussit. En andra topp vid 350 ° C är det första steget av cerussit s dissociation till PbO * PbCO 3 . Senare vid 400 ° C representerar en medium endoterm topp det andra steget av dissociationen i blyoxid. Dessa övergångar innebär en minskning av massan, vilket sker i steg. Först markeras uttorkningen av hydrocerussit genom dess förlust av konstitutionell OH och senare frigörs koldioxid under cerussit-dissociationen. Bildningen av wulfenit sker vid 520 ° C, vilket observerades i den exoterma toppen. Reaktionen mellan blyoxider och molybden sker vid 500-600 ° C, tillsammans med bildandet av blymolybdat.
De endotermiska topparna vid 880 och 995 ° C betecknar kanske förångning och smältning av oreagerade bly- och molybdenoxider. En liten topp vid 1050 ° C representerar smältningen av själva wulfenitprodukten, medan en ännu mindre topp vid 680 ° C kan indikera en viss förångning av molybdit då molybdenoxiden försvinner vid 600-650 ° C.
Denna reaktion inträffar enligt följande:
350 ° C: 2PbCO 3 → PbO * PbCO 3 + CO 2
400 ° C: PbO * PbCO 3 → 2PbO + CO 2
500-520 ° C: MoO 3 + PbO → PbMoO 4 (wulfenite)
Syntes från molybdit och blyoxid:
Termisk analys för molybdit- och blyoxidblandningar i förhållandet 1: 1 antyder att bildandet av wulfenit sker vid 500 ° C, vilket kan ses av en exoterm topp vid denna temperatur. Mikroskopisk undersökning av produkterna visar att vid 500 ° C är wulfenit huvudprodukten, medan vid 950 ° C är wulfenite den enda beståndsdelen i produkten, eftersom molybdit- och blyoxidkorn smälter och genomgår förångning. En liten endoterm topp vid 640 ° C kan representera förångningens början, och en skarp och stor endoterm topp vid 980 ° C indikerar smältning och förångning av oreagerade bly- och molybdenoxider.
Egenskaper hos syntetisk wulfenit:
Syntetiskt framställd wulfenit kommer att ha följande sammansättning: 61,38% PbO och 38,6% MoO 3 . Denna syntes ger dig prover av wulfenit som är ljusgult i tunna sektioner och är optiskt negativt. Det kristalliserar sig i det tetragonala systemet, i form av fyrkantiga tabellkristaller och med distinkt klyvning på {011}. Det kristaller visar också transparens och adamantin lyster. Röntgendiffraktionsdata, beräknade celldimensioner, konstanter och optiska axiella vinklar för den syntetiska wulfeniten överensstämmer med de för det naturliga mineralet.
Färgsättning
Ren wulfenit är färglös, men mest alla prover visar färger som sträcker sig från en krämig gul till en skarp, intensiv röd. Vissa prover visar till och med blues, browns och black. Den gula och röda färgen på wulfeniter orsakas av små spår av krom. Andra har föreslagit att medan blyet ger lite färger, kanske molybdat bidrar till wulfenitens gula färg.
Nyare studier tyder på att även om källan till stark färgning är närvaron av yttre föroreningar, spelar icke-stökiometri i både katjoniska och anjoniska undergaller också en viktig roll i färgningen av kristallerna. Tyagi et al. (2010) fann att en orsak till färgning i wulfenit är yttre föroreningar, eftersom de kunde odla kristaller som visade rött, grönt och olika nyanser av gult helt enkelt genom att ändra startladdningarnas renhet. De föreslog också att närvaron av Pb 3+ inte är orsaken till färgning. Eftersom kristallerna de växte i en Ar-omgivning är ljusgula, föreslår de att den interstitiella syrekoncentrationen kan vara en annan orsak i färgningen av wulfenit. Tyagi et al. Observera dock att Mo är i ett lägre valensläge när det är i Ar ambient, vilket betyder att det är Mo 5+ snarare än Mo 6+ . Detta antyder att koncentrationen av Mo 5+ platser också är en orsak till färgningen.
Talla et al. (2013) menar att spårmängder krom faktiskt spelar en roll för att bestämma färgningen av wulfenit. Här, CrO 4 2- anjon grupp substitut för MoO 4 2- grupp i tetraedrisk ställning. De fann att så lite som 0,002 atomer per formel enhet (apfu) av Cr 6+ som ersätter Mo 6+ är tillräcklig för att resultera i ett orangefärgat prov. Cr 6+ apfu-värden på 0,01 kunde resultera i en röd färg. Talla et al. fortsatte med att betona att färgerna härrör från en förändring av absorptionsintensiteten snarare än en förändring av spektral position.
Galleri
Kluster av genomskinliga, butterscotch-färgade wulfenitblad från handskgruvan, Arizona, USA
En tallrik med mycket skarpa, chokladbruna kristaller av wulfenit till 1,5 cm på kanten
Wulfenite från Mexiko
En rik virvel av tabellformade, rödbruna wulfenitkristaller fyller vuggen i den geodliknande gossanmatrisen på detta prov
Wulfenitprov från Mina Ojuela, Mapimi, Durango, Mexiko
Prov från Mina Ojuela, Mapimí, Durango, Mexiko
Intensivt färgade kristaller till 1,7 cm, från Los Lamentos Mts (Sierra de Los Lamentos), Municipio de Ahumada, Chihuahua, Mexiko
En gul kristall långsträckt på sidorna, med en liten fäst cerussit framför
Ett klassiskt kluster av butterscotch-färgade wulfenitblad rikt dammat med olivgröna mimetit botryoids
Wulfenite från Jianshan Mine, Xinjiang, Kina
Wulfenit från Tsumeb Mine (Tsumcorp Mine), Tsumeb, Otjikoto (Oshikoto) Region, Namibia
Röda kristaller av wulfenit
