Что такое пирит в химии
Что такое пирит? Свойства, добыча, применение и цена пирита
Однако скупщики металла лишь посмеивались над горемыками и обзывали дураками. К золоту пирит не имеет отношения. Тогда к чему же имеет?
Что такое пирит?
Соответственно, с формулой FeS2 камень является сульфидом, точнее, дисульфидом, ведь атома серы два. На железо приходятся 46,6% состава.
С точки зрения геологов пирит – минерал, то есть, твердое, однородное, кристаллическое тело. Камень самодостаточен, но может присоединяться к горным породам, в основном, магматическим.
Свойства пирита
Масса пирита меняется, так же, при контакте с подземными водами. Итог тот же – гетит и лимонит. В них переходит не весь железный колчедан, а лишь его поверхностная часть.
В стекле же значительна примесь кварца с твердостью в 7 баллов. Будучи разбавленным прочими компонентами, кремнезем немного теряет «силу». В итоге, твердость стекла по шкале Мооса составляет около 6-ти баллов.
Отличает пирит и плотность. Она выше среднего, достигает 5,10 грамма на кубический сантиметр руды. Соответственно, герой статьи увесист.
Однако, до тяжести золота камню далеко. Плотность самородного аурума составляет 19 граммов на каждый сантиметр в кубе.
У пирита нет плоскостей спайности. Соответственно камень не склонен раскалываться в определенных направлениях, прочен.
Добыча и месторождения пирита
Будучи самым распространенным сульфидом на земле, пирит встречается и в магматических, и в метаморфических, и в осадочных слоях. В первых руда становится эпигенетическим элементом.
Он стоит над изначальной «генетикой» камня. Проще говоря, сначала образовались магматические породы, а потом поры в них заполнил пирит. Серы и железа пласты «хлебнули» из гидротермальных вод, сочащихся из-под земли.
Получается, герой статьи рождается в процессе контактного метаморфизма – преобразования пород на контакте друг с другом по средствам горячих, напитанных минералами вод, или давления.
Чаще всего, пирит встречается на границе магматических и осадочных пород. К последним относится и каменный уголь. Это полезное ископаемое и железная руда представляет практический интерес.
Однако, добывать уголь и пирит вместе чревато пожарами. Рядом с топливом, получая через выработки доступ к кислороду, герой статьи самовоспламеняется.
Обжиг пирита приводит к выбросу в атмосферу вредных примесей, содержащихся в колчедане, к примеру, мышьяка. Рабочие травятся.
Поэтому в шахтах с колчеданом распыляют известковый порошок. Он тормозит окисление пирита, а следовательно и воспламенение.
Свойство проводника в названии героя статьи не отражено. Между тем, в минерале есть запас свободно перемещающихся частиц.
Они несут не только заряд, но и передают по цепи ток. Хотя, знатоки фэн шуй утверждают, что железный колчедан проводит, так же, богатство и благополучие.
О магических свойствах пирита, его применении в эзотерике и за ее пределами поговорим в следующей главе.
Применение пирита
Золото податливо, а пирит сложно обрабатывается. Драгоценный металл химически инертен, не склонен вступать в реакции с прочими элементами и веществами, а колчедан «тянет» на взаимодействия.
На фото бусы из пирита
На производство побочного биопродукта тратится в разы меньше, чем на извлечение элемента из пирита. Чаще, из него извлекается серная кислота. Из пирита ее получают реакцией с кислородом.
В прошлые века кристаллы железного колчедана измельчали и в паре со сталью закладывали в кремниевые ружья. Трение компонентов давало искры, необходимые для выстрелов.
В 21-ом веке купить пирит для кремниевых ружий желают только киношники, восстанавливающие реалии исторических событий.
Вне съемочных площадок кремниевых стволов уже не существует. А вот ювелирные украшения – явление постоянное. Меняются лишь камни-фавориты.
На пирит первыми взглянули мастера Древней Греции. Они оценили красоту камня и его магические свойства. Кубические, блестящие, словно отполированные, кристаллы минерала можно не обрабатывать.
На фото кольцо с пиритом
Исчезла Греция, утихла и слава пирита. Вне контекста золотой лихорадки и запалов кремниевых ружий на него взглянули лишь в 20-ом веке.
Энергетика пирита притягивает финансы, усиливая влияние статуэток на жизнь их владельцев. Правда, бесплатно денежный талисман не достается. Поговорим о расценках.
Цена пирита
39-сантиметровая нить пиритовых бусин для рукоделия из них стоит около 900-от рублей. Это при условии, что диаметр бусин составляет 5-7 миллиметров.
Для коллекции фэн шуй присмотрим Будду из пирита. Статуэтка высотой 15 и шириной 8 сантиметров оценивается в 13 000-15 000 рублей. Получение пирита за такие деньги понятно не всем.
Но, китайцы уверены, что игра стоит свеч. Именно в Поднебесной железный колчедан провозгласили символом богатства и за несколько веков не разочаровались в своих убеждениях.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
А вот посмотрите на кристаллы пирита.
Пирит — это серный, или железный, колчедан.
Название пирита — этого сульфида железа (FeS2) — происходит or греческого слова «пир» — огонь. Древние греки называли его — огнеподобный — за огненно-желтый цвет и способность высекать искры при ударе твердыми (стальными, кремневыми) предметами.
Второе название — «серный колчедан» — пришло из Средних веков: так рудокопы и естествоиспытатели называли сульфиды меди, железа, мышьяка и других химических элементов, обладающие ярким металлическим блеском.
Чаще всего кристаллы представлены кубическим, пентагон-додекаэдрическим и октаэдрическим габитусом
Кристаллы пирита — совершенной формы во вмещающей массе кварца.
Fe S2
Сингония кубическая
Твердость 6,5 по I0-бальной шкале твердости Мооса
Удельный вес 5
Спайность отсутствует
Излом раковистый
Цвет желтый
Цвет в порошке серый
Блеск металлический
В древней Индии был широко распространен обычай носить при себе в качестве амулета кристаллы пирита, чтобы оградить себя от нападения крокодила.
Древние египтяне, заметив, что пирит хорошо полируется, использовали его для изготовления украшений и зеркал.
В Средние века минерал пользовался широкой популярностью в Европе под названием «Алмаз Альпийский». Мода на украшения из пирита была особенно распространена во Франции. Им украшали пряжки туфель, подвязки, браслеты, корпуса часов и даже зонтики от солнца. Но украшения быстро темнели, а во влажной среде окисление пирита приводило к образованию бурого, рыхлого минерала лимонита — того, что мы в обиходе называем «ржавчиной».
Испанцы — первые исследователи Америки — называли пирит «камнем инков», поскольку пирит был в особой чести у индейцев. В захоронениях индейских вождей часто находили полированные таблички пирита, вероятно, служившие зеркалами (вопрос спорный).
В природе пирит распространен очень широко. Он встречается в виде крупных мелкозернистых масс и хорошо кристаллизованных форм. В большинстве рудных месторождений минерал извлекается попутно с другими минералами.
Используется пирит как сырьё для производства серной кислоты. На некоторых месторождениях из него извлекают примеси: золото, серебро, кобальт и другие химические элементы. Из пирита получают железо и серу. При сжигании получают оксид железа, из которого извлекают металл. Серу после сгорания восстанавливают и получают серную кислоту.
В минералогических музейных коллекциях пириту часто посвящают целые витрины. Он всгда привлекал внимание людей.
Когда непосвященный человек видит образцы пирита из месторождения Акчатау в Казахстане или месторождения Навахун в Испании, он очень долго не может поверить в то, что идеально образованные кубы с абсолютно зеркальными гранями не вырезаны и не отполированы человеком, а созданы самой природой.
Своеобразную форму имеют кристаллы пирита из Астафьевского хрусталеносного месторождения на Южном Урале. Это октаэдр. «Окта» — восемь, «эдра» — грань: пириты Астафьевского месторождения имеют форму восьмигранника.
Кроме традиционного кубав берёзовском пирите всегда присутствует так называемый «пентагондодекаэдр». «Пента» — пять, «гонион» — угол, «додека» — двенадцать, «эдра» — грань. В переводе на понятный русский язык 🙂 «пентагондодекаэдр» означает «кристалл с двенадцатью гранями, имеющими форму пятиугольника». Грани кубических кристаллов пирита из Березовского месторождения всегда покрыты тонкой штриховкой, причём штрихи одной грани всегда строго перпендикулярны штрихам соседней грани.
В штате Иллинойс (США) можно найти образцы пирита радиально-лучистого строения, напоминающие небольшие «солнца», где каждый луч образует сильно вытянутый кристалл. Сами американцы называют такие образования «пиритовый доллар».
В осадочных породах пирит часто замещает растительные и животные остатки, образуя эффектные окаменелости: пиритизированные раковины аммонитов, куски древесины и даже фрагменты стволов и других частей деревьев. Такие процессы могут идти очень быстро. Известен случай, когда тело рудокопа, погибшего в глубокой шахте, полностью заместилось пиритом всего за 60 лет. Это произошло в Швеции в 13 веке.
Пирит может образоваться:
1) В ликвационно-магматических месторождениях (а также в связанных с ними пневматолитовых и гидротермальных образованиях) в самых различных изверженных породах;
2) гидротермальным путем в скарновых рудах в жильных месторождениях с галенитом, пирротином, сфалеритом, халькопиритом, золотом и другими минералами;
3) в вулканических эксгаляциях, субвулканических породах и гидротермальных пиритовых залежах (совместо с халькопиритом и др.);
4) в разнообразных осадочных породах вместе с другими минералами. Часто красивые кристаллы пирита встречаются в глинах и глинистых сланцах.
Наиболее замечательные по совершенству огранки и размерам кристаллы встречаются в гидротермальных и метасоматических месторождениях. На Урале — Безезовское золоторудное месторождение, Центральный Казахстан — Акчаутское.
Большие залежи Пирита сосредоточены в месторождениях гидротермального происхождения, особенно в серноколчеданных залежах, осадочных и метаморфических породах. В осадочных породах пирит образуется в закрытых морских бассейнах, подобных Чёрному морю, в результате осаждения сероводорода. Кроме того, пирит в небольших количествах образуется при магматических процессах. Он часто образует псевдоморфозы по органическим остаткам (по древесине и различным остаткам организмов).
На земной поверхности неустойчив, и со временем кристаллы пирита разрушаются, окисляясь до лимонита.
Минералы спутники: самородные элементы (золото, висмут), окислы (кварц, касситерит, магнетит), силикаты, сульфиды (особенно марказит), фториды (флюорит). В осадочных породах — опал, сидерит, барит, марказит.
Основные месторождения: Россия, Норвегия, Швеция, Франция, Германия Азербайджан, США.
Иногда Пирит образуется в виде радиально-лучистых сростков, которые получили название — Пиритовое Солнце или Пиритовый Доллар. Единственное месторождение, где образуется пирит такой морфологии шт. Иллинойс (США).
Пирит формула, свойства минерала
Синонимы: Серный колчедан, железный колчедан.
Название пирита греческого происхождения (пирос — огонь) и связано со способностью давать искры при ударе.
Фото сростка кубических кристаллов пирита Урал, Березовское месторождение
Формула пирита
Химический состав пиритов
Смешанные кристаллы или разновидности: бравоит или никель-пирит (Ni, Fe, Со) S2, а0 = 5,50 — 5,58*3; вилламанинит (Си, Ni, Со, Fe) (S,Se)2, а 0 = 5,66
Ауерит обнаруживает сильный неметаллический характер, вероятно, вследствие алмазоподобного вида связи.
Кристаллографическая характеристика
Сингония
кубическая; дидодекаэдрический в. с. 3L24L3 63PC. Пространственная группа Ра3 (Т 6 h). а0 = 5,4066 7A, Z = 4.
Кристаллическая структура минерала пирит
Структура типа NaCl. Атомы железа образуют гранецентрированную кубическую решетку (соответственно атомам натрия в структуре NaCl. Сдвоенные атомы серы занимают место атомов хлора, также образуя гранецентрированную кубическую решетку, но смещенную на a0/2 по отношению к катионной решетке. Оси сдвоенных атомов серы ориентированы вдоль непересекающихся диагоналей кубической пространственной решетки. Расстояние между атомами серы, связанными в каждой паре ковалентной связью, равно 2,05 А
Пирит широко распространен в виде хорошо образованных кристаллов. Главные формы наряду с а <100>, о < 111>и е <210>представлены также n <211>, р <221>, s <321>, t <421>, d <110>, m (311>, h <410>, f <310>и g <320>. В зависимости от преобладания тех или иных граней находится и габитус кристалов: кубический, пентагондодекаэдрический, реже октаэдрический.
Форма нахождения в природе
В многочисленных горных породах и рудах пирит наблюдается в виде вкрапленных кристалликов или округлых зерен. Широким развитием пользуются также сплошные агрегатного строения пиритовые массы. Иногда образует друзы.
Облик кристаллов. Широко распространены кристаллы, главным образом кубы, пентагондодекаэдры или октаэдры.
Форма кристаллов пирита:
Размеры кристаллов иногда достигают нескольких десятков сантиметров в поперечнике.
Для пирита очень характерны двойники прорастания по <110>, редко по (320).
Известны закономерные срастания между пиритом и марказитом, тетраэдритом, галенитом, пирротином, арсенопиритом и др.
Кристаллы пирита, образовавшиеся при высоких температурах, как правило, бедны простыми формами. Последние обычно представлены кубами, октаэдрами или <210>. То же самое справедливо для низкотемпературных образований, тогда как кристаллы, возникающие при промежуточных температурах и глубинах, богаче простыми формами. В подобных месторождениях встречаются кристаллы размером до 10 см. Согласно Санагава, кристаллический габитус пирита зависит от величины кристаллов. Меньшие по величине кристаллы преимущественно кубические, большие — пентагон-додекаэдрические. Подробные исследования, проведенные тем же автором на многочисленных месторождениях Японии, показали, что в метасоматических месторождениях кубические кристаллы пирита характерны для наиболее высоко- и низкотемпературных зон.
Пентагондодекаэдры типичны для низкотемпературных, но интенсивно минерализованных зон. Кристаллы пентагондодекаэдрического габитуса образуются при промеуточных ситуациях. Это согласуется с последовательностью развития главных типов габитуса пирита. Кубический габитус типичен для слабых пересыщений, пентагондодекаэдрический — для больших пересыщений, октаэдрический — для промежуточных. Нахождение кристаллов пентагон-додекаэдрического и октаэдрического габитуса в жильных месторождениях и кубического габитуса в коренных породах, обычно в виде вкраплений, может быть интерпретировано с точки зрения пересыщения. Определенной зависимости соотношений между габитусом кристалла и примесями не установлено. В восстановительных условиях часто образуются конкреции или вкрапленность пирита в осадочных породах
Агрегаты. Наиболее распространенными являются плотные, сливные и зернистые массы, а также почковидные, жедвакообразные выделения; грубоволокнистые, тонкостебельчатые, радиально-лучистые образования, чаасто пиритизированные слои породы.
В осадочных породах часто встречаются шаровидные конкреции пирита, нередко радиально-лучистого строения, а также секреции в полостях раковин. Часты гроздевидные или почковидные образования в ассоциации с другими сульфидами.
Физические свойства
Оптические
Пирит имеет сильный металлический блеск.
Механические
Нередко наблюдается также отдельность по <010>.
Химические свойства
С трудом растворяется в HNO3, разлагается с трудом (в порошке легко), выделяя серу. В разбавленной НСl не растворяется.
Пирит электричество проводит слабо. Относится к парамагнитным минералам. Термоэлектричен. Некоторые разности обладают детекторными свойствами.
Диагностические признаки
Хорошо распознаётся по цвету, формам кристаллов и штриховатости граней, высокой твердости (единственный из широко распространенных сульфидов, который царапает стекло). По совокупности этих признаков он легко отличается от несколько похожих на него по цвету марказита, халькопирита, пирротина, арсенопирит, золото и миллерита.
Сопутствующие минералы. Спутниками являются кварц, кальцит, халькопирит, галенит, сфалерит, золото, теллуриды золота, арсенопирит, пирротин, вольфрамит, антимонит.
Галенит, пирит. Друза кристаллов
Происхождение и нахождение минерала
Пирит является наиболее распространенным в земной коре сульфидом и образуется в самых различных геологических процессах: магматическом, гидротермальном, осадочном, при метаморфизме и т.д.
1. В виде мельчайших вкраплений он наблюдается во многих магматических горных породах. Формируется при ликвационных явлениях
В большинстве случаев является эпигенетическим минералом по отношению к силикатам и связан с наложением гидротермальных проявлений.
2. В контактово-метасоматических месторождениях является почти постоянным спутником сульфидов в скарнах и магнетитовых залежах. В ряде случаев оказывается кобальтоносным. Образование его, так же как и других сульфидов, связано с гидротермальной стадией контактово-метаморфических процессов.
3. Как спутник широко распространен в гидротермальных месторождениях различных по составу руд почти всех типов и встречается в парагенезисе с самыми различными минералами. При этом он часто наблюдается не только в рудных телах, но и в боковых породах в виде вкраплений хорошо образованных кристаллов, возникших метасоматическим путем (метакристаллов).
4. Не менее часто пирит встречается и в осадочных породах и рудах. Широко известны конкреции пирита и марказита в песчано-глинистых отложениях (часто красивые кристаллы), месторождениях угля, железа, марганца, бокситов и др. Его образование в этих породах и рудах связывается с разложением органических остатков без доступа свободного кислорода в более глубоких участках водных бассейнов. В парагенезисе с ним чаще всего в таких условиях встречаются: марказит, мельниковит (черная порошковатая разность дисульфида железа), сидерит (Fe[CO3]) и др.
В зоне окисления пирит, как и большинство сульфидов, неустойчив, подвергаясь окислению до сульфата закиси железа, который при наличии свободного кислорода легко переходит в сульфат окиси железа. Последний, гидролизуясь, разлагается на нерастворимую гидроокись железа (лимонит) и свободную серную кислоту, переходящую в раствор. Этим путем образуются широко наблюдаемые в природе псевдоморфозы лимонита по пириту.
Сам же пирит часто образует псевдоморфозы по органическим остаткам (по древесине и различным остаткам организмов), а в эндогенных образованиях встречаются псевдоморфозы пирита по пирротину, магнетиту (FeFe2O4), гематиту (Fe2O3) и другим железосодержащим минералам. Эти псевдоморфозы, очевидно, образуются при воздействии H2S на минералы.
5. Пирит может возникать при метаморфизме из глинистых отложений, обогащенных органическим материалом.
6. В вулканических эксгаляциях, субвулканических породах и гидротермальных пиритовых залежах (совместо с халькопиритом и др.).
С экономической точки зрения важны гидротермальные жилы и метасоматические залежи.
Применение
Пиритовые руды являются одним из основных видов сырья, используемого для получения серной кислоты. Среднее содержание серы в эксплуатируемых для этой цели рудах колеблется от 40 до 50 %. Обработка руды производится путем обжига в специальных печах. Получающийся при этом сернистый газ SO2 подвергается окислению с помощью окислов азота в присутствии водяного пара до H2SO4. Нежелательной примесью в рудах, идущих на сернокислотное производство, является мышьяк.
Часто содержащиеся в пиритовых рудах медь, цинк, иногда золото селен и другие, могут быть получены побочными способами. Получаемые в результате обжига так называемые железные огарки в зависимости от их чистоты могут быть использованы для изготовления красок или как железная руда. Руды, содержащие кобальтистый пирит, служат источником приблизительно половины потребляемого в мире кобальта, несмотря на низкое содержание в них этого элемента (до 0,5–1 % в минерале)
Из пирита Березовского месторождения на Урале изготавливают вставки для ювелирных изделий.
Пирит в основном ограняется в виде кабошонов.
Физические методы исследования
Дифференциальный термический анализ
Дифференциальный термический анализ. Кривая ДТА
Главные линии на рентгенограммах пирита:
Старинные методы. Под паяльной трубкой питит растрескиваясь, на угле плавится в магнитный шарик, при этом возникает язычок голубоватого пламени и выделяется дым. Легко теряет часть серы, которая горит голубым пламенем. В запаянной трубке возгоняется часть серы — остается моносульфид FeS.
Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)
В полированных шлифах пирит кремово-белый, изотропный, но иногда анизотропный вследствие замещения атомов серы атомами железа (согласно Гордон-Смиту). По данным того же автора, пирит, образовавшийся при температуре выше 135°, изотропен и характеризуется статистическим распределением атомов железа на месте атомов серы. (Ниже этой температуры образуются анизотропные пириты.) Это свойство может быть использовано в геологической термометрии.