ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 109
Скачиваний: 3
Г. Б. Поповой, В. В. Ершовым и В. А. Кузнецовым [145] опуб ликованы результаты проведенного ими экспериментального пентландита. В качестве исходной шихты был использован пентландитовый концентрат из жильной руды Норильского месторождения с содержанием пентландита—70,75%, халь копирита— 13,24% и силикатных минералов—16,01% (по весу). Состав пентландита в концентрате отвечал формуле Feg^Nig.eSie (содержание Со не приводится), а0 минерала — 10,08±0,1 Â; удельный вес (вычисленный) — 4,97±0,01 .
Для предотвращения значительного улетучивания серы и окис ления сульфидов плавки проводили под давлением азота. Экспе рименты проводились на установке для выращивания монокри сталлов из расплава при давлении от 160 до 185 ат и темпера
туре |
от 920 до |
1120° С с последующим |
охлаждением расплава в |
двух |
интервалах |
температур 25—30° С и |
150—200° С. При плавке |
в результате процессов ликвации произошло разделение на суль фидный и силикатный расплавы. Полученный пентландит имел формулу от Fe9.4Ni8,6Si6 до Fen.3Ni7,oSi6; а0 для состава Fe,fl2Ni7,9Si6= 10,244А*; удельный вес равен 4,885±0,055.
В результате проведенных исследований было установлено, что природный пентландит плавится инконгруэнтно с разложением на пирротин, содержащий некоторые количества никеля, и на обога щенный никелем остаточный расплав (существенно пентландито вый). Несмотря на то, что использованный для экспериментов ма териал представлял собой сульфидный концентрат, содержащий лишь 71% пентландита, результаты опытов вполне объясняют об
разование |
обычно наблюдаемых |
в |
сульфидных медно-никелевых |
|||
рудах двух |
разновидностей |
пентландита — кристаллов |
пентланди |
|||
та в окружении |
пирротина |
и мелких пластинок и линз |
пентланди |
|||
та в пирротине |
(продуктов |
распада |
твердого раствора |
пентландита |
||
в пирротине). |
|
|
|
|
|
|
Отношение |
металлов к |
сере |
в |
синтезированных пентландитах |
всегда близко к 9 : 8, а величина отношения Ni : Fe изменяется в
пределах 1 : 1,2—1 : 1,3, |
повышаясь |
иногда до 1 : 1,6 [145]. |
В последнее время M . Н. Годлевским и др. [55] проведен гид |
||
ротермальный синтез |
пентландита |
в автоклаве при давлении |
600 ат и температуре 400—500° С. |
|
Пирротин
Пирротин (Fei_x S) является одним из главных минералов всех кобальтсодержащих сульфидных медно-никелевых и некоторых
медноколчеданных |
и скарново-железорудных |
месторождений. |
||
В нем постоянно отмечается |
присутствие |
кобальта. |
||
Полученные нами |
данные |
[161] по |
определению содержания |
никеля и кобальта в различных структурных модификациях пир
ротина из сплошных |
руд сульфидных медно-никелевых месторож- |
* Личное сообщение |
Г, Б, Поповой и Б. В, Ершова, |
40
дений Талнахского рудного узла (Норильский район) позволяют считать, что от 0,01 до 0,92% никеля и от 0,03 до 0,08% кобальта (табл. 7) находится в кристаллической решетке минерала, изо морфно замещая железо. Определение проводилось на рентгенов ском микроанализаторе «Камека» MS-46. Ошибка определения + 2 относительных процента.
Содержание никеля закономерно |
возрастает от троилита |
(сред |
||
нее 0,03%) |
к гексагональному (среднее 0,22%) и моноклинному |
|||
пирротину |
(среднее |
0,035%)- В содержании кобальта (в троилите |
||
среднее — 0,07%, в |
гексагональном |
пирротине — 0,04%, в |
моно |
клинном— 0,06%) такой закономерности не устанавливается.
В рудах месторождений других генетических типов, в которых пентландит и другие никелевые минералы отсутствуют, содержа ние кобальта в пирротине достигает, по данным химического ана-
Т а б л и ц а 7
Содержание никеля и кобальта в пирротине из сплошных руд сульфидных медно-никелевых месторождений Талнахского рудного узла (Норильский район)
|
|
Содержание, |
вес. % |
Минераинерал |
Количест |
|
Отноше |
во анали |
|
ние |
|
|
зов |
Ni |
N i : C o |
|
|
Со |
|
Троилит (FeS) I |
|
4 |
0,01—0,05 |
0,06—0,08 |
0,4:1 |
|
|
0,03 |
0,07 |
|||
|
|
|
|
|
||
|
Гексагональный |
(Fe^o — |
8 |
0,14—0,32 |
0,03—0,06 |
5:1 |
Пир |
F e u S i 2 ) I |
|
|
0,24 |
0,05 |
|
|
|
|
|
0,03—0,06 |
|
|
ротин |
» |
II |
4 |
0,15—0,33 |
4,4:1 |
|
|
0,22 |
0,05 |
||||
|
|
|
|
|
||
|
» |
III |
4 |
0,15—0,40 |
0,04 |
4,5:1 |
|
0,18 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
» |
I + I I + I I I |
16 |
0,14—0,33 |
0,03—0,06 |
5,5:1 |
|
0,22 |
0,04 |
||||
|
|
|
|
|
||
|
Моноклинный (Fe7 S8 ) I |
13 |
0,19—0,92 |
0,03—0,08 |
6,8:1 |
|
|
0,41 |
0,06 |
||||
|
|
|
|
|
||
|
» |
II |
12 |
0,18—0,90 |
0,05—0,07 |
6,5:1 |
|
0,39 |
0,06 |
||||
|
|
|
|
|
||
|
// |
ITT |
Q |
0,13—0,23 |
0,05—0,07 |
3:1 |
|
|
|
||||
|
« |
Ш |
О |
0,18 |
0,06 |
|
|
|
|
|
|
||
|
» |
I + I I + I I I |
33 |
0,13—0,92 |
0,03—0,08 |
5,8:1 |
|
0,35 |
0,06 |
||||
|
|
|
|
|
П р и м е ч а н и я : 1. Римскими цифрами обозначены генерации минералов. 2. В числителе приведены пределы колебаний, в знаменателе — средние значения, 3. Анализ выполнен А . Ф . Сидоровым и Н . С. Рудашевским
лиза, 0,3—0,4% |
|
(железорудное |
Ковдорское, |
Кольский |
полу |
|||||||||
остров) |
спектрального |
— 0,9% |
(железорудное |
Теченское, |
Юж |
|||||||||
ный Урал [172] ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Изоморфный |
|
ряд |
пирит |
— кобальтистый |
|
пирит |
— |
|
||||||
|
|
кобальтпирит |
|
— |
каттьерит |
|
|
|
|
|||||
Из |
минералов, |
образующих |
этот ряд |
после |
пирита |
|
(FeS2), |
|||||||
встречающегося |
повсеместно, |
наиболее |
распространен |
кобальти |
||||||||||
стый пирит [(Fe, Co)S2], содержащий до 7% кобальта |
[222], |
но |
||||||||||||
чаще — десятые |
доли процента |
(до 1%)- Он является |
главным ко- |
|||||||||||
бальтсодержащим |
минералом |
скарново-железорудных, |
медно- |
и |
||||||||||
серноколчеданных |
и колчеданно-полиметаллических |
месторожде- |
||||||||||||
|
Химический |
состав |
и а0 |
кобальтистого пирита |
Т а б л и ц а |
8 |
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Анализы |
|
|
|
|
|
|
Компоненты |
|
1 |
|
2 |
3 |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Вес • |
% |
|
|
|
|
|
|
Fe |
|
46,20 |
|
47,47 |
46,55 |
44,50 |
48,85 |
|
43,65 |
||||
|
Со |
|
0,009 |
0,02 |
0,12 |
0,79 |
|
1,08 |
|
1,54 |
||||
|
Ni |
|
0,023 |
Не обн. |
0,10 |
0,05 |
|
0,06 |
|
0,31 |
||||
|
S |
|
53,56 |
|
52,10 |
50,00 |
52,31 |
53,00 |
|
52,62 |
||||
|
Si0 2 |
|
Не обн. |
Не опр. |
2,86 |
0,16 |
Не опр. |
1,60 |
||||||
|
|
|
99,79 |
|
99,59 |
99,63 |
98,81 |
98,98 |
|
99,72 |
||||
о |
|
|
5,4179 |
5,4183 5,4185 |
5,4187 |
5,4194 |
5,4225 |
|||||||
а0, А |
|
|
||||||||||||
П р и м е ч а н и е . |
1 — Боровичское м е с т о р о ж д е н и е |
каменного |
угля |
(куб . |
почковидные |
скопления). Спектральным анализом определено (вес. % ) : As0,03—0,1, РЬО.ООЗ—0,01, CuO.OOl—
0,003, |
MnO.OOl. |
2 — С а я к с к о е |
скарново - медное |
м е с т о р о ж д е н и е , |
К а з а х с т а н |
(куб . ) . |
Спектраль |
||||||||||
ным анализом |
определено |
(вес. %) : Ві 0,0025, Se 0,001, Те 0,001, As не о б н а р у ж е н . |
3 — В л а д и м и - |
||||||||||||||
ровское кобальтовое месторождение, Горный Алтай |
(куб . ) . |
ЭіОг — примесь |
кварца. |
Спект |
|||||||||||||
ральным |
анализом |
определено |
(%): As |
0,3—1.0, Си, |
Мп, Ті |
0,003—0.01, |
Pb 0,001—0,003. 4 — |
||||||||||
Чайское |
медно -никелевое |
м е с т о р о ж д е н и е . |
Северное |
П р и б а й к а л ь е |
( к у б о - о к т а э д р ) . |
S i 0 2 |
— п р и |
||||||||||
месь |
кварца. |
Спектральным |
анализом |
определено |
(вес. %) : Си 0.01—0,03, |
Sb 0,01—0,03, |
|||||||||||
Zn 0,003—0,01, |
Pb 0,003—0,01, |
Ag |
0,0001—0,0003, As не |
о б н а р у ж е н . |
5 — То же , м е с т о р о ж д е н и е , |
||||||||||||
( к у б ) . |
Спектральным анализом |
о п р е д е л е н о (вес. % ) : Си и Мп 0,001—0,003. As |
не |
о б н а р у ж е н . |
|||||||||||||
6 — Ховуаксинское |
кобальтовое |
м е с т о р о ж д е н и е , |
Тува |
(кубо - октаэдр) . S i 0 2 — примесь |
кварца. |
Спектральным анализом о п р е д е л е н о (вес. % ) : As 0,1—0,3, Си и Мп 0,001—0,003.
Условия съемки: УРС-55, Fe антикатод, камера |
Р К У - П 4 М (с применением |
щелевой д и а ф |
||||||||||||
рагмы, |
соответствующего |
фильтра |
при |
обратной |
з а к л а д к е |
планки, |
с |
вращением |
о б р а з ц а ) , |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
10 часов, 30 кв. 12 ма . В |
качестве |
внутреннего |
стандарта был выбран |
свинец |
(а 0 =4,950 |
А) , |
||||||||
так как |
ячейка |
его |
известна достаточно |
точно, а главное |
он д а е т |
отлично |
р а з р е ш а е м ы й |
|||||||
д у б л е т , |
н а х о д я щ и й с я |
в непосредственной |
близости |
от та к ж е хорошо |
р а з р е ш а е м о г о |
д у б л е т а |
||||||||
пирита. |
Дл я определения эффективного радиуса |
пленки |
пользовались о т р а ж е н и е м |
(422) |
||||||||||
линии свинца, |
что соответствует углу дифракции |
73°42'28". М е ж п л о с к о с т н о е расстояние |
этой |
|||||||||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
£ а Р Ь - л и н и и составляет 1,007 А. Д л я расчета а 0 |
о б р а з ц а использовалась |
линия |
(432) А а - п и р и - |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
о |
|
о |
|
|
|
|
|
|
та с межплоскостным расстоянием 1,005 А. Аа 0 =0,00018 А. Исполнитель М. А. Немойтин .
1 Из материалов О. М. Римской-Корсаковой.
42
ний широко |
распространен |
в осадочных метаморфизованных ко |
|||||||
бальт-медных, встречается в других типах |
месторождений. |
||||||||
Каттьерит |
(C0S2), содержащий |
до 41,4% |
кобальта, |
и |
кобальт- |
||||
пирит [(Со, Fe)S2 ], содержащий 19,4—21,3% |
кобальта, |
встречены |
|||||||
в осадочных |
метаморфизованных |
кобальт-медных месторожде |
|||||||
ниях, каттьерит — в месторождениях |
Заира |
[124, |
222], |
кобальт- |
|||||
пирит— в |
месторождениях |
Замбии |
[222, |
228]. |
Кобальтпирит |
||||
установлен |
также в месторождении |
Гладхаммер (Швеция), кото |
|||||||
рое относят к типу кобальтовых фальбандов |
[103]. |
|
|
||||||
Все рассматриваемые минералы относятся к группе пирита. |
|||||||||
Структура |
пирита FeS2 |
сходна |
со |
структурой |
галита |
(NaCl), |
|||
в которой Fe занимает место Na, а центры тяжести |
гантелей S2 — |
||||||||
места Cl [124]. |
|
|
|
|
|
|
|
о
Рис. 3. График зависимости изменения пара метра элементарной ячейки кобальтистого пирита от содержания в нем кобальта
Проведенное автором химическое и рентгенометрическое иссле дование кобальтистого пирита [195] показало прямую зависимость параметра элементарной ячейки минерала от содержания кобаль та в нем (табл. 8).
В большей |
части исследованных образцов кобальтистого пири |
та (см. табл. |
8) кобальт значительно преобладает над никелем. |
Поэтому есть основание утверждать, что влияние никеля на изме нение а0 минерала исключено или почти исключено.
Зависимость |
параметра |
элементарной |
ячейки |
пирита (ао, А) от |
|
содержания в нем кобальта |
(х, вес. %) |
представлена на рис. 3 и |
|||
характеризуется |
уравнением |
|
|
|
|
а0 = |
5,4165 + |
°;°0 °_2 4 5 , + Ю1 |
- |
4,62. |
43
Сравнение результатов, полученных по этому уравнению с эк спериментальными данными, показывает, что ошибка (т. е. рас хождение между вычисленным и экспериментально полученным значением а0) не превышает ±0,0001.
Объяснение изменения параметра решетки пирита по мере уве личения кобальта в его составе дано Н. В. Беловым и Г. П. Литвинской [15], которые считают, что для пирита характерно малое количество примесей. Практически это кобальт, никель и мышьяк.
«Первый строит структуру, |
аналогичную пириту, |
из катионов |
С о 3 + |
||
и гантелей |
S A s 3 _ = [ : S : A s : ] 3 _ , второй — из |
Ni4 + |
(щелочные |
акку |
|
муляторы!) |
и [:Äs : A s : ] 4 - . |
В обоих случаях |
выдержан принцип 10 |
(собственных) ' + 8 (донорских), но вхождение в пиритовую матри
цу одного крупного осуществляется легче, чем двух, |
и потому си |
||||||||||
стематически (с изоморфным монотонным изменением |
параметра |
||||||||||
решетки) в пирит входит именно Со» [15, стр. 26]. |
|
|
|
|
|||||||
Следовательно, Н. В. Белов и Г. П. Литвинская |
связывают при |
||||||||||
сутствие кобальта в пирите с непременным присутствием |
в нем |
||||||||||
мышьяка, что согласуется с мнением |
|
К- Такимото |
и др. |
[264]. |
|||||||
Вместе с тем иногда при содержании |
кобальта |
в |
пирите |
0,8— |
|||||||
1,0% |
мышьяк не обнаруживается |
(см. табл. 7 и примечание |
к ней |
||||||||
для |
обр. 4 и 5). Это позволяет |
предположить, что увеличение ûo |
|||||||||
пирита с увеличением в нем содержания кобальта |
может |
быть объ |
|||||||||
яснено тем, что ионно-атомный радиус |
Со2 + для уровней |
d—s, ха |
|||||||||
рактеризующих |
атомные |
связи, |
несколько |
больше, |
чем у |
Fe2 + |
|||||
(1,25 А и 1,227 А соответственно; см. табл. 2). |
|
|
|
|
|
||||||
Наиболее высокое содержание кобальта |
установлено в |
пирите |
|||||||||
из кобальт-медных метаморфизованных осадочных |
(до 7%), же |
||||||||||
лезорудных магнетитовых |
(до 1,5%) |
и сульфидных |
медно-никеле- |
||||||||
вых |
(до 1,8%) |
месторождений. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г. А. Крутов [103], Л. П. Кочуров |
[98] и другие |
исследователи |
|||||||||
отмечали, что |
ранние высокотемпературные |
генерации |
кобальти- |
||||||||
стого пирита в скарново-железорудных |
месторождениях |
более обо |
гащены кобальтом, чем поздние средне- и низкотемпературные.
Так, |
например, в Высокогорском |
месторождении |
(Средний Урал) |
||||||||||||
среднее содержание кобальта |
в |
пирите |
I |
составляет |
0,73% |
(по |
|||||||||
17 анализам), в пирите I I — 0,47% |
(по |
11 |
анализам), в |
пирите |
|||||||||||
I I I — 0,41% |
(по 3 анализам)2 . В |
Шерегешевском |
месторождении |
||||||||||||
Горной Шории [96] среднее содержание кобальта в |
пирите |
I — |
|||||||||||||
0,93% (по 12 анализам), |
в |
пирите |
I I — 0,34% |
(по 34 |
анализам), |
||||||||||
в пирите I I I — 0,061% |
(по |
3 |
анализам). То |
же |
отмечается |
и в |
|||||||||
медно- и серноколчеданных |
месторождениях. В пирите |
I из серно- |
|||||||||||||
колчеданных |
руд Худесского |
месторождения |
(Северный |
Кавказ) |
|||||||||||
содержание |
кобальта |
изменяется |
от 0,016 до 0,33%, |
составляя в |
|||||||||||
среднем 0,1%, а в пирите |
I I из медноколчеданных руд — 0,001 — |
||||||||||||||
1 |
Электронов. (Примечание |
автора.) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2 |
Из материалов Л. П. Кочурова. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44