جالينا، معدن ذو أهمية تاريخية وجيولوجية، هو أ قيادة معدن كبريتيد له الصيغة الكيميائية PbS. ويتميز ببريقه المعدني المميز وبنيته البلورية المكعبة، والتي تظهر غالبًا على شكل بلورات لامعة أو مكعبة أو ثماني السطوح. لعبت جالينا دورًا حاسمًا في تاريخ البشرية كمصدر رئيسي للرصاص، والذي تم استخدامه في تطبيقات مختلفة تتراوح من الأنابيب والرصاص إلى الأصباغ وبطاريات الرصاص الحمضية. على الرغم من أن تطبيقاته تطورت مع مرور الوقت، إلا أن الجالينا يظل معدنًا رائعًا، ويحظى بالإعجاب لجماله البلوري ومساهماته في فهمنا للطبيعة. علم المعادن والجيولوجيا.

الاسم: الاسم مشتق من اللاتينية galena ، وهو الاسم الذي أطلق في الأصل على خام الرصاص.

علم البلوريات. متساوي القياس. سداسي الاوكتاهدرا. الشكل الأكثر شيوعًا هو المكعب. أحيانًا ما يكون الثماني الوجوه موجودًا على شكل اقتطاعات للمكعب .. ثنائي الوجوه وثلاثي الوجوه نادر.

التركيب. كبريتيد الرصاص ، PbS. الرصاص = 8 6. 6 في المائة ، S = 13.4 في المائة. تظهر التحليلات دائمًا وجود فضي. قد تحتوي أيضًا على كميات صغيرة من السيلينيوم ، zinc , الكادميوم, الأنتيمون, البزموت عنصر فلزي و copper.

ميزات التشخيص: يمكن التعرف عليه بسهولة من خلال انقسامه الجيد ، والجاذبية النوعية العالية ، والنعومة ، والخط الأسود

تغيير: عن طريق الأكسدة يتم تحويل غالينا إلى الزاوي الكبريتات ، ونيت الكربوهيدرات سيروسيت

الخصائص الكيميائية والفيزيائية والبصرية لجالينا

جالينا هو معدن يتكون بشكل أساسي من كبريتيد الرصاص (II) (PbS). لقد تم استخدامه منذ آلاف السنين كمصدر للرصاص والفضة وأحيانًا كحجر شبه كريم. وهنا بعض من المواد الكيميائية والفيزيائية، و الخواص البصرية من جالينا:

الخواص الكيميائية:

  1. الصيغة الكيميائية: PbS (كبريتيد الرصاص)
  2. الوزن الجزيئي الغرامي: X
  3. نظام الكريستال: مكعب
  4. صلابة: 2.5 على مقياس موس، مما يعني أنها ناعمة نسبيًا ويمكن خدشها بسهولة.
  5. اللون: عادةً ما يكون لون جالينا رماديًا مزرقًا إلى فضي ولكن يمكن أن يتحول إلى اللون الرمادي الباهت.
  6. أثَر: خط الجالينا رمادي-أسود.
  7. انقسام: يُظهر جالينا انقسامًا مكعبًا مثاليًا في ثلاثة اتجاهات، مما يعني أنه ينكسر على طول الأسطح الملساء والمسطحة المتعامدة مع بعضها البعض.
  8. بريق: يمتلك المعدن بريقًا معدنيًا، مما يعني أنه يبدو لامعًا وعاكسًا مثل المعدن.
  9. الشفافية: وهي معتمة، أي لا يمر الضوء من خلالها.

الخصائص الفيزيائية:

  1. الكثافة: تبلغ كثافة الجالينا حوالي 7.4 إلى 7.6 جم/سمXNUMX، مما يجعلها كثيفة بشكل ملحوظ.
  2. جاذبية معينة: تمتلك جالينا جاذبية نوعية (كثافة نسبية) تبلغ حوالي 7.2 إلى 7.6، اعتمادًا على الشوائب.
  3. نقطة الانصهار: تمتلك جالينا نقطة انصهار منخفضة نسبيًا تبلغ حوالي 1,114 درجة مئوية (2,037 درجة فهرنهايت).
  4. نقطة الغليان: ليس له درجة غليان مميزة، فهو يتحلل قبل الوصول إلى درجة غليان الرصاص.
  5. الذوبان: الجالينا غير قابل للذوبان في الماء، ولكن يمكن إذابته بواسطة حمض النيتريك (HNO3) لتكوين نترات الرصاص الثنائي و كبريت ثاني أكسيد.

الخواص البصرية:

  1. معامل الانكسار: غالينا معتم، لذلك لا يحتوي على معامل انكسار.
  2. الانكسار: لا يُظهر انكسارًا مزدوجًا لأنه متناحٍ (بمعنى أن له نفس الخصائص في جميع الاتجاهات).
  3. تشتت: لا يظهر جالينا التشتت، وهو فصل الضوء إلى الألوان المكونة له كما يظهر في بعض الأحجار الكريمة.
  4. تعدد التلاون: إنها ليست متعددة الألوان لأنها لا تظهر ألوانًا مختلفة عند النظر إليها من زوايا مختلفة.

تشتهر جالينا في المقام الأول بأهميتها التاريخية كمصدر للرصاص والفضة. وقد تم استخدامه في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك كمصدر للأصباغ، وكمادة لصنع الرصاص والرصاص، وكحجر شبه كريم في المجوهرات. ومع ذلك، بسبب الطبيعة السامة للرصاص، فقد انخفض استخدامه في العصر الحديث، ولم يعد يستخدم على نطاق واسع في هذه التطبيقات.

حدوث وتشكيل جالينا

جالينا (PbS) هو معدن شائع يتشكل في مجموعة متنوعة من البيئات الجيولوجية. يتأثر حدوثه وتكوينه بظروف وعمليات محددة. فيما يلي نظرة عامة على كيفية ومكان العثور على الجالينا بشكل شائع:

حادثة:

  1. الرواسب المائية الحرارية: المصدر الأكثر شيوعًا والأكثر أهمية للجالينا هو الطاقة الحرارية المائية الودائع. تتشكل هذه الرواسب عندما تنتشر السوائل الساخنة الغنية بالمعادن، والتي ترتبط غالبًا بالنشاط البركاني أو الصهارة، عبر الصخور وديعة المعادن كما أنها تبرد. غالينا يمكن أن يترسب من هذه السوائل الحرارية المائية عندما تتلامس مع الصخور التي تحتوي على الكبريت.
  2. صخور رسوبية: يمكن أيضًا العثور على الجالينا في الصخور الرسوبية، وغالبًا ما يكون ذلك نتيجة ل التجوية وتآكل الرواسب الحرارية المائية الأولية. مع مرور الوقت، يمكن نقل المعادن الحاملة للجالينا عن طريق الماء وترسبها في الأحواض الرسوبية.
  3. الصخور المتحولة: في بعض الحالات، يمكن أن يتشكل الجالينا أثناء تحول الصخور أو المعادن الغنية بالرصاص. يمكن أن تسبب درجات الحرارة والضغط المرتفعة تفاعلات كيميائية تؤدي إلى تكوين الجالينا.
  4. الإثراء الثانوي: يمكن لعمليات التخصيب الثانوي تركيز الجالينا في مناطق معينة. يحدث هذا عندما يتسرب الماء من أجسام الخام الأولية ثم ينقله وترسبه في مواقع ثانوية تحت ظروف كيميائية مختلفة.

انعقاد:

يتضمن تكوين الجالينا مجموعة من العوامل، بما في ذلك وجود الرصاص والكبريت والظروف الجيولوجية المناسبة. فيما يلي نظرة عامة مبسطة حول كيفية تشكل الجالينا:

  1. وجود الرصاص: يتطلب تكوين جالينا مصدرًا للرصاص. يمكن أن يأتي ذلك من مصادر مختلفة، بما في ذلك التطفلات الصهارية التي تجلب المعادن الحاملة للرصاص إلى القشرة الأرضية أو وجود الصخور الغنية بالرصاص.
  2. الكبريت: الكبريت هو عنصر حاسم آخر. يمكن الحصول على الكبريت من عمليات جيولوجية مختلفة، مثل النشاط البركاني، الذي يطلق ثاني أكسيد الكبريت (SO2) في الغلاف الجوي. يمكن بعد ذلك أن يتحد هذا الكبريت مع الرصاص لتكوين الجالينا في ظل ظروف محددة.
  3. النشاط المائي الحراري: يعد تداول السوائل الحرارية المائية الساخنة آلية شائعة لتكوين الجالينا. غالبًا ما تنشأ هذه السوائل من أعماق الأرض وتحمل معادن ذائبة، بما في ذلك الرصاص والكبريت. عندما تواجه هذه السوائل صخورًا مضيفة مناسبة، فإنها تبرد وتترسب الجالينا والمعادن الأخرى.
  4. التفاعلات الكيميائية: داخل النظام الحراري المائي، تحدث تفاعلات كيميائية بين الرصاص والكبريت والعناصر الأخرى الموجودة في الصخور المحيطة. تؤدي هذه التفاعلات إلى ترسيب الجالينا مع تبريد السائل وتغير الظروف.
  5. بلورة: عندما يترسب الجالينا من السائل الحراري المائي، فإنه يشكل بلورات متميزة. تظهر بلورات الجالينا عادةً انقسامًا مكعبًا، وغالبًا ما توجد على شكل مكعبات مميزة ولامعة.

تؤثر البيئة والظروف الجيولوجية المحددة بشكل كبير على حجم ونوعية رواسب الجالينا. يمكن أن يحدث الجالينا كخام أساسي في مناجم الرصاص أو كمنتج ثانوي في تعدين المعادن الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، فهو يرتبط بالعديد من المعادن الأخرى، بما في ذلك سفاليرايت (كبريتيد الزنك) و الكالكوبرايت (copper حديد كبريتيد)، في متعدد المعادن رواسب خام.

مصادر التعدين

تتضمن مصادر التعدين للجالينا في المقام الأول المواقع التي توجد بها خامات الرصاص. جالينا هو خام الرصاص الأكثر شيوعًا والأكثر أهمية، وغالبًا ما يكون بمثابة المصدر الرئيسي لإنتاج الرصاص. ويمكن تصنيف مصادر التعدين هذه إلى الأنواع التالية:

  1. مناجم الرصاص الأولية: هذه المناجم مخصصة لاستخراج خام الرصاص، مع اعتبار الجالينا الهدف الأساسي. وهي تقع غالبًا في مناطق تكون فيها الظروف الجيولوجية مواتية لتكوين رواسب الرصاص، مثل البيئات الحرارية المائية أو الرسوبية. تشمل بعض مناجم الرصاص الأولية المعروفة ما يلي:
    • منجم الجمعة المحظوظ بالولايات المتحدة الأمريكية: يقع هذا المنجم في ولاية أيداهو، وكان منتجًا مهمًا للرصاص والفضة، حيث يعتبر الجالينا المعدن الخام الأساسي.
    • منجم بروكن هيل في أستراليا: يعتبر تاريخيًا أحد أكبر مناجم الرصاص والزنك في العالم، وهو معروف برواسب الجالينا عالية الجودة.
    • منجم ليسفال، السويد: كان هذا المنجم مصدرًا للرصاص والفضة من الخامات الغنية بالجالينا.
  2. مناجم متعددة المعادن: غالبًا ما يتم العثور على الجالينا جنبًا إلى جنب مع المعادن الثمينة الأخرى مثل الزنك (السفالريت) والنحاس والفضة في رواسب خام متعددة المعادن. تستهدف هذه المناجم معادن متعددة، ومن بينها الجالينا معادن خام. بعض المناجم المتعددة المعادن البارزة حيث يتم استخراج الجالينا تشمل:
    • منجم سوليفان، كندا: يشتهر هذا المنجم الواقع في كولومبيا البريطانية باحتوائه على رواسب متعددة المعادن، بما في ذلك الجالينا (الرصاص) والسفاليريت (الزنك) ومعادن أخرى.
    • منجم كيد كريك، كندا: منجم كندي آخر ينتج مجموعة متنوعة من المعادن، بما في ذلك الرصاص (من الجالينا) والزنك.
  3. مناطق التعدين التاريخية: تتمتع العديد من المناطق حول العالم بتاريخ من تعدين الرصاص، حيث يعتبر الجالينا هو المصدر الرئيسي. وفي حين توقفت بعض هذه المناجم عن العمل، إلا أنها تظل مصادر تاريخية مهمة للرصاص. الامثله تشمل:
    • منطقة بيك، المملكة المتحدة: تتمتع هذه المنطقة بتاريخ طويل من تعدين الرصاص الذي يعود تاريخه إلى العصر الروماني، حيث يعتبر الجالينا هو الخام الأساسي.
    • ميسوري، الولايات المتحدة الأمريكية: كانت ولاية ميسوري، ولا سيما اتجاه الويبرنوم، مصدرًا تاريخيًا مهمًا لخام الرصاص، وفي الغالب الجالينا.
  4. مصادر ثانوية: في بعض الحالات، يتم استرداد الجالينا كمنتج ثانوي لعمليات التعدين التي تستهدف معادن أخرى. على سبيل المثال، عند التعدين للزنك أو النحاس أو الفضة، قد يكون الجالينا موجودًا كمعدن خام ثانوي، ويمكن استخراجه مع المعادن المستهدفة الأولية.

من المهم ملاحظة أن أنشطة ومواقع التعدين يمكن أن تتغير بمرور الوقت بسبب طلب السوق والعوامل الاقتصادية والتقدم التكنولوجي. بالإضافة إلى ذلك، أثرت اللوائح البيئية ومخاوف الاستدامة على صناعة التعدين، مما أدى إلى تغييرات في ممارسات التعدين واستكشاف مصادر جديدة للرصاص والمعادن الأخرى. لذلك، يمكن أن تختلف مصادر التعدين المحددة للجالينا حسب المنطقة والفترة الزمنية.

منطقة التطبيقات والاستخدامات

تطورت تطبيقات واستخدامات الجالينا (كبريتيد الرصاص، PbS) مع مرور الوقت، ويمكن تصنيفها إلى تطبيقات تاريخية وحديثة. من الضروري ملاحظة أنه نظرًا للمخاوف الصحية والبيئية المتعلقة بالرصاص، فقد تضاءلت العديد من الاستخدامات التقليدية للجالينا، وأصبحت تطبيقاته محدودة الآن. فيما يلي بعض مجالات التطبيق التاريخية والحديثة لجالينا:

التطبيقات التاريخية:

  1. صهر المعادن: لقد كانت جالينا مصدرًا مهمًا للرصاص منذ العصور القديمة. تم استخدامه في المقام الأول لاستخراج الرصاص من خلال عملية الصهر. كان الرصاص ضروريًا لصنع الأنابيب والعملات المعدنية ومختلف المنتجات المعدنية الأخرى.
  2. بطاريات الرصاص الحمضية: تاريخيًا، تم استخدام الجالينا في إنتاج بطاريات الرصاص الحمضية، والتي توجد عادة في المركبات والتطبيقات الصناعية. ومع ذلك، يتم إنتاج بطاريات الرصاص الحمضية الحديثة عادةً باستخدام ثاني أكسيد الرصاص والرصاص الإسفنجي بدلاً من الجالينا بسبب التكنولوجيا المحسنة.
  3. أصباغ: صُنعت الأصباغ التي تحتوي على الرصاص، مثل الرصاص الأبيض (كربونات الرصاص الأساسية) وأصفر الرصاص والقصدير، من الرصاص المشتق من الجالينا. تم استخدام هذه الأصباغ في اللوحات والسيراميك ومستحضرات التجميل. ومع ذلك، فقد انخفض استخدامها بسبب المخاوف من سمية الرصاص.
  4. الذخيرة: في الماضي، تم استخدام الرصاص الذي يتم الحصول عليه من نبات الجالينا في صنع الرصاص وإطلاق النار على الأسلحة النارية والذخيرة.

التطبيقات الحديثة:

  1. مادة أشباه الموصلات: غالينا هي مادة شبه موصلة تحدث بشكل طبيعي، على الرغم من أن استخدامها محدود في الإلكترونيات الحديثة بسبب تطوير مواد شبه موصلة اصطناعية أكثر كفاءة. تاريخيًا، تم استخدامه في أجهزة استقبال الراديو الكريستالية المبكرة.
  2. العينات المعدنية: إن بلورات غالينا المكعبة المميزة وبريقها المعدني تجعلها عينة معدنية مشهورة لهواة الجمع والأغراض التعليمية.
  3. الحماية من الإشعاع: لا يزال الرصاص، بما في ذلك الرصاص المشتق من الجالينا، يستخدم في بناء مواد الحماية للحماية من الإشعاع المؤين في تطبيقات مثل المرافق الطبية والمفاعلات النووية والتصوير الشعاعي الصناعي.
  4. التحف التاريخية: لا يزال من الممكن العثور على جالينا في التحف والأشياء التاريخية مثل المجوهرات العتيقة والتماثيل الرصاصية والعناصر الزخرفية. ومع ذلك، عادةً ما تُعتبر هذه القطع الأثرية مقتنيات أو فضولًا تاريخيًا وليست عناصر يومية.

من المهم تسليط الضوء على أن استخدام الجالينا في العديد من التطبيقات التقليدية قد انخفض بشكل كبير بسبب المخاطر الصحية الموثقة جيدًا المرتبطة بالتعرض للرصاص. يعتبر الرصاص سامًا للإنسان والبيئة، وقد تم تنظيم استخدامه في منتجات مثل الدهانات والبنزين وأنابيب المياه بشكل كبير أو تم التخلص منه تدريجيًا في أجزاء كثيرة من العالم.

في حين أن الجالينا نفسها لها تطبيقات صناعية حديثة محدودة، إلا أنها تظل موضوعًا للاهتمام العلمي والدراسة المعدنية. يدرس الباحثون نبات الجالينا لخصائصه البلورية، والتي لها أهمية في علوم المواد وعلم المعادن. بالإضافة إلى ذلك، قد لا تزال بعض المناطق ذات أنشطة تعدين الرصاص التاريخية تحتوي على الجالينا كجزء من تراثها الجيولوجي والثقافي.

مراجع حسابات

• بونويتز ، ر. (2012). الصخور والمعادن. الطبعة الثانية. لندن: DK Publishing.
• دانا دينار (1864). دليل علم المعادن ... وايلي.
• Handbookofmineralogy.org. (2019). كتيب علم المعادن. [عبر الإنترنت] متوفر على: http://www.handbookofmineralogy.org [تم الدخول 4 مارس 2019].
• Mindat.org. (2019): المعلومات المعدنية والبيانات والمحليات .. [أونلاين] متوفر على: https://www.mindat.org/ [تم الوصول إليه. 2019].