Сфалерит

Сфалерит - ZnS. Название происходит от греческого слова "сфалерос" - обманчивый, очевидно, потому, что по внешним признакам сфалерит 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 (Zn, Cd) S.

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 (FeS) как продукта распада твердого раствора. Нередко в виде изоморфной примеси присутствуют: Cd (обычно до десятых долей процента), In (до сотых долей процента), Ga, Mn, Hg и др.

Сингония кубическая. Облик кристаллов. Часто встречается в виде хорошо образованных кристаллов в друзовых пустотах. Облик чаще всего тетраэдрический. Грани часто характеризуются не одинаковым блеском и фигурами травления (рисунок).

Рисунок. Тетраэдрические кристаллы сфалерита с фигурами травления на гранях

Двойники не редки. 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 черной (марматит), реже желтой, красной и зеленоватой окраски. Известны совершенно бесцветные прозрачные разности (клейофан). Черта белая или светло окрашенная в желтые и бурые оттенки. Разности, богатые железом, дают коричневую черту. Блеск алмазный. Твердость 3-4. Довольно хрупок. Спайность весьма совершенная. Удельный вес 3,5-4. 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 ромбическому додекаэдру, т. е. по шести направлениям, отвечающим плоским сеткам в решетке, 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.

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

В экзогенных условиях образуется крайне редко. Сфалерит был встречен в некоторых осадочных месторождениях угля.

При процессах окисления сфалерит разлагается сравнительно быстро с образованием сульфата цинка, легко растворимого в воде, вследствие чего зоны окисления бывают сильно обеднены цинком. Если боковые породы месторождения представлены известняками, то в них образуются скопления карбоната цинка - смитсонита.

Применение. Сфалерит является главной рудой цинка. Попутно с цинком из сфалеритовых руд извлекаются ценные редкие металлы: Cd, In и Ga.

При обжиге и плавке полиметаллических руд ZnS, окисляясь в ZnO, в значительной мере улетучивается с отходящими газами. Поэтому обычно прибегают к предварительному обогащению руд с разделением их на свинцовый и цинковый концентраты. Цинковый концентрат после предварительного обжига в особых печах с целью окисления цинка, в дальнейшем подвергается восстановительной плавке в закрытых ретортах с перегонкой цинка.

Металлический цинк, получаемый возгонкой, не обладает чистотой и употребляется для изготовления оцинкованного железа. Очистка сырого цинка производится путем электролиза. Электролитический цинк употребляется для изготовления латуни, бронзы и других сплавов.

Кроме того, сфалерит в небольших количествах непосредственно употребляется для изготовления цинковых белил, а также флюоресцирующих экранов и др.

Кадмий, в главной своей массе добываемый попутно из сфалеритовых руд, находит применение: - в гальванопластике при покрытии изделий из стали и железа с целью борьбы с коррозией металла; - для получения легкоплавких сплавов, более прочных и обладающих большей сопротивляемостью высоким температурам и истиранию, чем баббитовые, в состав которых в значительном количестве входит дефицитное олово; - в производстве аккумуляторов; - для автоматических противопожарных аппаратов и др.

Галлий представляет собой металл, по свойствам во многом напоминающий алюминий. Галлий плавится при 29°, а с алюминием образует сплав, при обыкновенной температуре жидкий. Температура кипения галлия, в отличие от ртути, очень высокая (1700-2300°), что позволяет его применять в ряде случаев вместо ртути для наполнения термометров и других точных приборов. Галлиевые лампы дают свет, близкий к солнечному.

Индий как антикоррозионный металл употребляется для покрытий металлических изделий, а также в производстве рефлекторов для прожекторов и автомобильных фар.