Vanadinit

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Vanadinit
Vanadidit trên pyrolusit
Thông tin chung
Thể loại Khoáng vật vanadat
Công thức hóa học Pb5(VO4)3Cl
Phân loại Strunz 08.BN.05
Tính đối xứng tinh thể Sáu phương 6/m – tháp đôi
Phân tử gam 1416.27 g/mol
Dạng thường tinh thể Lăng trụ hoặc cục; có thể hình kim, dạng tóc, sơi, hiếm khi tròn, cầu
Hệ tinh thể Tháp đôi sáu phương 6/m
Cát khai không
Vết vỡ không rõ đến vỏ sò
Độ bền Giòn
Độ cứng Mohs 3–4
Ánh Nhựa đến ánh bán adamantin
Màu vết vạch vàng nâu
Tính trong mờ trong suốt, đục
Tỷ trọng riêng 6.8–7.1 (đo) 6.95 (tính)
Thuộc tính quang Một trục (-)
Chiết suất nω = 2.416, nε = 2.350
Khúc xạ kép δ = 0.066
Huỳnh quang Không
Tham chiếu [1][2][3]

Vanadinit là một khoáng vật trong nhóm khoáng vật phốt phát apatit với công thức hóa học Pb5(VO4)3Cl. Nó là một tron những quặng công nghiệp của vanadi và ít hơn là chì. Khoáng vật giòn nặng thường được tìm thấy ở dạng tinh thể sáu phương màu đỏ. Nó là một khoáng vật không phổ biến được hình thành do sự ôxy hóa của các quặng chì như galen. Nó được phát hiện đầu tiên năm 1801 ở Mexico, các mỏ này được khai thác ở Nam Mỹ, châu Âu, châu Phi, và những nơi khác ở Bắc Mỹ.

Nguồn gốc[sửa | sửa mã nguồn]

Vanadinit là một khoáng vật không phổ biến, chỉ hình thành khi bị thay thế hóa học từ các khoáng vật có trước. Vì thế nó được gọi là khoáng vật thứ sinh. Nó được tìm thấy trong các vùng có khí hậu khô và tạo thành bởi sự ôxy hóa các khoáng vật chì nguyên sinh. Vanadinit đặc biệt được tìm thấy cộng sinh với chì sunfua là galena. Các khoáng vật cộng sinh khác bao gồm wulfenit, limonit, và barit.[2][4][5]

Ban đầu nó được nhà khoáng vật học người Tây Ban Nha tên Andrés Manuel del Río tìm thấy ở Mexico năm 1801. Ông gọi nó là "chì nâu" và khẳng định rằng nó chứa một nguyên tố mới mà ban đầu ông đặt tên nó là pancromium và sau này là erythronium. Tuy nhiên, sau đó ông tin rằng nó không phải nguyên tố mới mà là một dạng không tin khiết của crôm. năm 1830, Nils Gabriel Sefström đã phát hiện ra một nguyên tố mới mà ông ta đặt là vanadium. Sau đó sự thật hé mở rằng kim loại này giống hệt như đã được Andrés Manuel del Río phát hiện trước kia. "Chì nâu" của Del Río cũng đã được tái phát hiện năm 1838 ở Zimapan, Hidalgo, Mexico, và được đặt tên là vanadinit do nó có chứa hàm lượng vanadi cao. Các tên gọi khác cũng đã được đặt cho vanadinit là johnstonit và chì vanadat.[6]

Phân bố[sửa | sửa mã nguồn]

Vanadinit là một khoáng vật thứ sinh trong đới oxy hóa của các mỏ chứa chì, vanadi bị tửa trôi từ các đá chứa silicat. Các khoáng vật cộng sinh gồm mimetit, pyromorphit, descloizit, mottramit, wulfenit, cerussit, anglesit, calcite, barit, và nhiều khoáng vật sắt ôxit khác.[3]

Các thân quặng vanadinit được tìm thấy trên khắp thế giới như Áo, Tây Ban Nha, Scotland, dãy núi Ural, Nam Phi, Namibia, Morocco, Argentina, Mexico, và các bang của Mỹ như Arizona, Colorado, New Mexico, và Nam Dakota.[2][4][5][7]

Các thân quặng vanadinit được tìm thấy trong hơn 400 mỏ trên khắp thế giới. Các mỏ vanadinit nổi tiếng như ở Mibladen và Touisset ở Morocco; Tsumeb, Namibia; Cordoba, Argentina; và Sierra County, New Mexico, và quận Gila, Arizona, ở Mỹ.[8]

Cấu trúc[sửa | sửa mã nguồn]

Vanadinit là một muối chì clorovanadat với công thức hóa học Pb5(VO4)3Cl. Thành phần nó gồm 73.15% chì, 10.79% vanadi, 13.56% oxy, và 2.50% clo. Mỗi đơn vị cấu trúc của vanadinit chứa một ion clo bao bọc xung quanh bởi 6 ion chì divalent ở các góc của hình tám mặt, với một trong các ion chì được cung cấp bởi một liên kết với một phân tử liền kề. Khoảng cách giữa các ion chì và clo là 317 picomet. Khoảng cách ngắn nhất giữa các ion chì là 4.48 Å. Các bát diện chia sẻ hai mặt đối diện với các ô mạng vanadinit xung quanh, tạo thành một chuỗi các bát diện liên tục. Mỗi nguyên tử vanadi được bao bọc xung quanh bởi 4 nguyên tử oxy ở các góc của hình tứ diện không đều. Khoảng cách giữa mỗi cặp nguyên tử oxy và vanadi là 1.72 hoặc 1.76 Å. Ba tứ diện oxy liên kết lại với các bát diện chì dọc theo một chuỗi.[1][9]

Sculpture made of vanadinite crystals, smaller ones at the base and larger ones at the top.
Vanadinit ở dạng các tinh thể sáu phương

Các tinh thể vanadinit kết tinh theo hệ sáu phương. Cấu trúc bên trọng này thường phản ánh hình dạng tinh thể bên ngoài của chúng. Các tinh thể thường ở dạng hình lăng trụ ngắn sáu phương, nhưng cũng có thể tìm thấy chúng ở dạng tháng sáu phương, khối tròn. Các ô mạng cơ sở của vanadinit thì ở dạng lăng trụ sáu phương, được cấu tạo bởi 2 phân tử và có các trục gồm a = 10.331 Åc = 7.343 Å), trong khi a là chiều dài của các cạnh của lục giác và c là chiều cao của hình lăng trụ. Thể tích của mỗi ô mạng của vanadinit được tính theo công thức V = a2c sin(60°), là 678.72 Å3.[1][4]

Tính chất[sửa | sửa mã nguồn]

Vanadinit thuộc nhóm apatit và tạo thành một dãi các khoáng vật pyromorphit (Pb5(PO4)3Cl) và mimetit (Pb5(AsO4)3Cl), cả 2 có thể tạo thành dung dịch rắn. Trong khi hầu hết các dãi chất hóa học liên quan đến sự thay thế của, các dãi này thay thế các nhóm ion của nó; phosphat (PO4), arsenat (AsO4) và vanadat (VO4). Các tạp chất phổ biến trong vanadinit gồm có phosphorus, arseniccanxium, chúng có thể có vai trò như các chất thay thế đồng hình vị trí của vanadi. Vanadinit khi chứa hàm lượng cao tạp chất arsenic thì được gọi là endlichit.[2][4][5]

Vanadinit thường có màu đỏ ca hoặc đỏ chói, mặc dù đôi khi có màu nâu, nâu đỏ, xám, vàng hoặc không màu. Màu riêng biệt của nó làm cho nó nổi tiếng trong các bộ sưu tập mẫu khoáng vật. Màu vết vạch của nó có thể là vàng nhạt hoặc vàng nâu. Vanadinit có thể không mày hoặc đục, và ánh của nó có thể từ ánh nhựa đến ánh bán adamantin. Vanadinit có tính chất đẳng hướng, tức là một số tính chất sẽ khác nhau khi xét theo những trục tinh thể khác nhay. Khi đo đạc theo hướng vuông góc và song song với trục tinh thể của nó thì hệ số phản xạ theo thứ tự là 2,350 và 2,416, và hệ số khúc xạ kép là 0,066.[1][2][4][5]

Vanadinit rất giòn, khi vỡ tạo ra các mảng vỏ sò và nhỏ. Nó có độ cứng 3–4 theo thang độ cứng Mohs, tương đương với đồng tiền bằng đồng. Vanadinit là một khoáng vật nặng với khối lượng moil là 1416,27 g/Moletỉ trọng dao động giữa 6,6 và 7,2 do có tạp chất.[2][4][7]

Sử dụng[sửa | sửa mã nguồn]

A pile of thousands of crystals, showing their hexagonal shape.
Vanadinit ở Mibladen, Morocco

Cùng với carnotitroscoelit, vanadinit là một trong 3 dạng quặng công nghiệp của nguyên tố vanadi, kim loại này có thể được chiết tách bằng cách nung hoặc nấu chảy. Vanadinit cũng thường được sử dụng làm nguồn cung cấp chì. Quy trình phổ biến để tách vanadi bắt đầu từ việc nung vanadinit với natri clorua (NaCl) hoặc natri cacbonat (Na2CO3) ở khoảng 850 °C để tạo ra Natri vanadat (NaVO3). Chất này được hòa tan trong nước và sau đó xử lý bằng ammoni clorua tạo ra kết tủa màu vàng của ammoni metavanadat. Chất này sau đó được nung chảy ra dạng thô của vanadi pentoxit (V2O5). Khử vanadi pentoxit với canxi tạo ra vanadi tinh khiết.[10][11]

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ a ă â b “Vanadinite Mineral Data”. WebMineral.com. Truy cập ngày 9 tháng 6 năm 2007. 
  2. ^ a ă â b c d “Vanadinite”. MinDat.org. Truy cập ngày 9 tháng 6 năm 2007. 
  3. ^ a ă Vanadinite. Handbook of Mineralogy
  4. ^ a ă â b c d Treasures of the Earth: The Minerals and Gemstone Collection – Vanadinite factsheet. Orbis Publishing Ltd. 1995. 
  5. ^ a ă â b “The Mineral Vanadinite”. mineral.galleries.com. Truy cập ngày 9 tháng 6 năm 2007. 
  6. ^ J. A. Pérez-Bustamante de Monasterio (1990). “Highlights of Spanish chemistry at the time of the chemical revolution of the 18th century”. Fresenius' Journal of Analytical Chemistry 337 (2): 225–228. doi:10.1007/BF00322401. 
  7. ^ a ă “Vanadinite”. Encyclopædia Britannica. 1911. Truy cập ngày 26 tháng 6 năm 2007. 
  8. ^ “Vanadinite”. Minerals.net. Truy cập ngày 26 tháng 6 năm 2007. 
  9. ^ J. Trotter and W. H. Barnes (1958). “The Structure of Vanadinite” (PDF). The Canadian Mineralogist. Truy cập ngày 26 tháng 6 năm 2007. 
  10. ^ O'Leary, Donal (2000). “Vanadium”. University College Cork. Truy cập ngày 26 tháng 6 năm 2007. 
  11. ^ “Vanadium Fact Sheet”. Manufacturing Advisory Service. 6 tháng 3 năm 2002. Truy cập ngày 26 tháng 6 năm 2007.