Cassiterit Kategorie IV : oxidy a hydroxidy | |
Cassiterite - Doly v Panasqueira, Portugalsko - (8,2 × 5 cm) | |
Všeobecné | |
---|---|
Název IUPAC | Oxid cínatý |
Číslo CAS | |
Třída Strunz |
4. DB.05
4 OXIDY (Hydroxidy, V [5,6] vanadáty, arsenity, antimonity, vizmutity, siřičitany, |
Danova třída |
04.04.01.05
Oxidy |
Chemický vzorec | SnO 2 |
Identifikace | |
Formujte hmotu | 150,709 ± 0,008 amu O 21,23%, Sn 78,77%, |
Barva | hnědá, červenohnědá až téměř černá, nažloutlá, někdy zelená, šedá, žlutá, černá, bílá nebo s barevným zónováním, zřídka načervenalá nebo výjimečně bezbarvá červená (bez znečištění pigmentovými nečistotami na bázi oxidů železa) |
Křišťálová třída a vesmírná skupina | ditetragonal-dipyramidová skupina bodů 4 / m 2 / m 2 / m, prostorová skupina P 4 2 / mnm |
Krystalový systém | čtyřúhelníkový nebo kvadratický |
Síť Bravais |
a = 4,738 Á ; c = 3,118 Á Z = 2 V = 69,99 Á 3 s vypočtenou hustotu 7,15 |
Macle | na {011}, dvojče v „koleni“, dvojitý štít nebo loket (plechový zobák) častá dvojčata protínající se dvojčata na {101} |
Výstřih | {100} nedokonalé a lehké, {110} nevýrazné (výstřih někdy stěží viditelný) |
Přestávka | subkonchoidní až drsné a nepravidelné |
Habitus | hranolové krystaly s pyramidovými zakončeními, často masivně krátké, krátké s oktaedrickými nebo bipyramidovými zakončeními spojenými v cínovém zobáku , vzácné kompaktní čtyřstěnné jehlicovité nebo jehlicovité krystaly, sloupcové nebo pyramidové krystaly; těžké zaoblené nebo pruhované hranoly nebo pyramidy, masivní agregáty, botryoidní agregáty nebo agregáty ve tvaru ledviny, fibroradiované; malé testované hmoty, jemnozrnné, někdy kryptokrystalické nebo hrubší hmoty; fibroradiované masy (někdy řezané a erodované při aluviálním přepracování) zvané „dřevěný cín“; hnědé nebo červenohnědé, někdy vláknité a vyzařující kůry. |
Twinning | velmi časté kontaktem a penetrací na {011}, zakřivené ve tvaru kolene (geniculate), lamelové |
Mohsova stupnice | 6-7 |
Čára | bílá až nahnědlá, hnědavě bílá, světle šedá |
Jiskra | adamantin, subkovový (někdy na lomu mastný) |
Leštěný lesk | nezanedbatelná odrazivost mezi 10 % a 12 % v závislosti na viditelném elektromagnetickém záření (od červené po fialovou) |
Optické vlastnosti | |
Index lomu | ω = 2 000–2 006 ε = 2 097–2 100 |
Pleochroismus | silná až velmi slabá, žlutá, červená, hnědá |
Dvojlom | A = 0,097; pozitivní biaxiální 2V = 0 ° až 38 ° |
Ultrafialová fluorescence | žádný |
Průhlednost | transparentní až průsvitné, neprůhledné (černé) |
Chemické vlastnosti | |
Hustota | 6,3 - 7,3 (typičtěji 6,8 a 7,3, průměr 6,9 až 7,1) |
Teplota tání | 1630 ° C |
Tavitelnost | netavitelný |
Rozpustnost | nerozpustný ve vodě a slabých kyselinách |
Chemické chování | reaguje na HCl, který jej solubilizuje |
Fyzikální vlastnosti | |
Magnetismus | Ne |
Radioaktivita | žádný |
Jednotky SI & STP, pokud není uvedeno jinak. | |
Kasiterit je druh minerální složený z oxidu cíničitého vzorce SnO 2 , který může obsahovat stopy jiných kovových prvků, jako jsou Fe , Ta , Nb , Zn , W , Mn , Sc , Ge , In a Ga , tvoří zejména oxidů .
Je isostrukturální s rutilem .
Cassiterit zmínil Bergmann v roce 1780, první chemickou analýzu provádí chemik Martin Heinrich Klaproth v roce 1797. Popsal jej a pojmenoval François Sulpice Beudant v roce 1832; zvolený název pochází z řeckého κασσίτερος ( kassiteros = cín), který je jeho hlavním základním prvkem.
Tento singulární minerál studoval Friedrich Becke (en) , zejména jeho geometrická morfologie a optické vlastnosti.
Název minerálu musí být moudře spojen s „ Cassiterides “, někdy legendárními ostrovy, někdy skutečnými, které měly ukrývat rudy na bázi oxidu cínu, z nichž byl získán kov tak vyhledávaný již v před římských dobách. Je pravděpodobné, že tyto západní země zahrnují oblouk vedoucí ze Španělska na starověký ostrov Bretaně, procházející Malou Bretani nebo Armorikou.
Topotyp kasiteritu není uveden. Cornish doly v jižní Anglii a ve Walesu jsou však zmíněny v roce 1832.
Existuje mnoho synonym pro tento druh:
Cassiterit se vyskytuje jako hranolové krystaly podlouhlé {001} nebo v masách, často dvojčat , s pruhovanými tvářemi. Nejběžnější tváře jsou {110}, {111}, {100}, {101}.
Může být nejčastěji transparentní (index lomu 2 až 2,1) a lesklý nebo dokonce někdy neprůhledný, jeho lesk je adamantinový až kovový, někdy mastný na úrovni rozbití. Je v průměru hnědé barvy, často s nažloutlým medem. Železné nečistoty mu dodávají zbarvení, někdy ve vzácných barevných zónách. Při absenci minerálních pigmentů je kasiterit bílý, dokonce průhledný jako jediný krystal. Cassiterit je mírně dvojlomný , přičemž tento dvojlom je někdy považován za optickou anomálii. Jeho houževnatost nebo soudržnost je křehká. Jeho zlom je subkonchoidní a jeho pruh bílý až nahnědlý.
Je středně tvrdý, mezi 6 a 7 podle Mohsovy stupnice . Taje při 1630 ° C .
Cassiterit nebo oxid cínatý, amfoterní oxid, je však velmi necitlivý na slabé nebo zředěné kyseliny a zásady. Reaguje s koncentrovanou kyselinou chlorovodíkovou . Pokud je kus kasiteritu uchováván ve zředěném a studeném roztoku kyseliny chlorovodíkové v přítomnosti zinkových třísek, je tento namočený kousek pokrytý lesklým filmem cínu.
Oxid cínatý může přesto podléhat silné hydrolýze. Rozpouští se v silných bázích za vzniku Sn (OH) 6 2- stannatých iontů . Může tvořit komplexy s chloridovým iontem typu Sn (Cl) 6 2- . Cínatý iont Sn 2 + je poměrně silná kyselina, může být v rovnováze s Sn (OH) +
Cassiterit je netavitelný.
Při zahřátí na 1000 ° C uvolňuje svůj strukturální kyslík a poskytuje jednoduché kovové tělo Sn. Operace, která však vyžaduje velké množství tepla (endotermická reakce), se provádí v peci s funkcí redukčního činidla (aktivní uhlí) a v přítomnosti vápna (zásadité nebo alkalické prostředí). Proto anglický název označuje kompaktní krystalickou a masivní odrůdu tinstone , která odpovídá německému die Zinnstein nebo francouzskému cínovému kameni.
SnO 2 ruda obohacená kasiteritem + 2 C uhlí nebo aktivní uhlí → kapalný Sn odlitý v ingotu (k čištění) + 2 CO 2 plyn sPro polního mineraloga je kasiterit tvrdý, těžký a křehký. Kritéria tvrdosti, tvaru, barvy a hustoty jsou charakteristická. Habitus a relativně vysoká hustota jsou často nejvíce diskriminačními kritérii; rutil je obvykle jasné, a pokud je tma, má jasný kovový lesk, bez štěpení oddělené.
Cín na dřevo může sestávat z vláknitých agregátů, vláknitých betonových hmot a střídavých pásů. Tyto malé hmoty mohou být testované, ve tvaru ledviny nebo botryoidní (v hroznech). K dispozici jsou válcované oblázky s takzvanými dřevěnými cínovými plochami a jiné více či méně jemné nebo hrubé zrnité.
Všimněte si, že naplavený cín označuje minerální kasiterit v agregátech částic často těsně spojených s křemičitými písky a jinými minerály a horninami v naplavených ložiskách.
Cassiterit je součástí skupiny rutilů, která zahrnuje druhy, jejichž obecný vzorec je M 4+ O 2 . Všechny tyto druhy krystalizují v tetragonálním systému, dipyramidové ditetragonální třídě a vesmírné skupině P 4 2 / mnm ( notace Hermann-Mauguin ). Všechny vykazují podobný podlouhlý, pruhovaný zvyk {001} s dvojčaty na {101} a {301}.
Minerální | Vzorec | Skupina bodů | Vesmírná skupina |
---|---|---|---|
Argutit | GeO 2 | 4 / mmm | P 4 2 / min |
Kasiterit | SnO 2 | 4 / mmm | P 4 2 / min |
Ilmenorutile | (Ti, Nb, Fe) O 2 | 4 / mmm | P 4 2 / min |
Strüverite | (Ti, Ta, Fe) O 2 | 4 / mmm | P 4 2 / min |
Paratellurit | TeO 2 | 4 / mmm | P 4 2 / min |
Pyrolusit | MnO 2 | 4 / mmm | P 4 2 / min |
Plattneritida | PbO 2 | 4 / mmm | P 4 2 / min |
Rutil | TiO 2 | 4 / mmm | P 4 2 / min |
Stishovite | SiO 2 | 4 / mmm | P 4 2 / min |
Cassiterit krystalizuje v kvadratické krystalové soustavě prostorové skupiny P 4 2 / mnm (Z = 2 jednotky formy na konvenční buňku ).
Kationty Sn 4+ je obklopen šesti anionty O 2 v koordinační oktaedrickém . 2- anionty jsou v trojúhelníkové koordinaci Sn 4+ . Průměrná délka vazby Sn-O je 2,054 Å .
Oktaedry SnO 6 jsou spojeny dohromady svými hranami a tvoří řetězce ve směru [001]; tyto řetězce jsou vzájemně spojeny vrcholy oktaédru ve směrech [110] a [1 1 0].
Cassiterit se nalézá jako primární minerál v kyselých magmatických horninách ( žuly a pegmatity spojené s granity), zejména ve vysokoteplotních a hydrotermálních žilách, které jsou s nimi někdy spojeny (žíly a greeny) a kde krystalizují. U ložisek s vysokou teplotou je spojován s křemenem a ortézou u pegmatitů, dokonce i wolframu a molybdenitu, turmalínu a topazu. Stále je spojován se scheelitem a mispickelem v pneumatolitických žilách a jejich výpary. Je rozptýlen po celé greisen. Nejběžnější mineralizující tekutiny jsou fluorit, apatit, topaz a wolframit.
Je přítomen v určitých ryolitických lávových proudech, jako je například Durango v Mexiku. Je mnohem vzácnější u ložisek v zónách kontaktní metamorfózy.
Jelikož se jedná o odolný a poměrně tvrdý minerál, těžký a poměrně hustý, často zůstává v blízkosti erodovaných hornin, je proto logické, že kasiterit je přítomen v pískech rýžoviště ve formě naplaveného cínu ; Lze jej tedy využít v naplaveninách nebo sedimentárních řekách a mořských plánech, jako v Malajsii, Indonésii nebo Thajsku. Tato velká ubytování jsou největší a nejziskovější farmy současnosti.
Mezi nejkrásnějšími krystaly o velikosti přibližně 10 až 15 centimetrů jsou mnohé objeveny ve slavných hornoslavkovských ložiscích v České republice a v brazilské těžební provincii Minas Gerais . V Cornwallu nebo v Krušných horách jsou krásné krystaly často spojovány s albitem a spodumenem. Krásné jemné krystaly se nacházejí v Portugalsku, Itálii, Francii, Česku, Brazílii a Myanmaru.
Existují kasiteritové drahokamy, například ve Villoco v Bolívii.
Je spojován s následujícími minerály: apatit , fluorit molybdenit , křemen , ortokláza , albit , muskovit , spodumen , turmalín , wolframit , topaz , scheelit , lepidolit , arsenopyrit , molybdenit , nativní vizmut , nativní cín ...
Mineralogové oceňují jemné vzorky kasiteritu ve sbírkách. Nesou několik originálních dvojčat nebo definovaných tvarů na vrchol.
Gemologové hledají tvrdé kasiteritové kameny s krásnou průsvitnou barvou, kterou zlatníci mohou rozřezat na brilantní drahokam nebo ovál, někdy krásnou žlutou, někdy krásnou oranžovou nebo medově hnědou.
Používá se k optickému leštění.
Cassiterit nebo oxid cínatý je opalizační prostředek pro výrobu skleněných past, stejně jako pro emaily a minerální laky. Je to také pigment pro keramiku, například ve formě alabastru a rubínově červeného pigmentu v keramické malbě.
Je to staré mořidlo pro barvení a tisk tkanin. V chemii je oxid cínatý katalytickým činidlem pro oxidační reakci.
Je to především hlavní minerál nacházející se v ložiskách cínu, velmi vyhledávaný od starověku. Relativně čistá ruda v minerálu kasiterit může obsahovat více než 78 % cínu.
Cín se může získat redukcí zahříváním kasiterit smíchanou s uhlíkem při teplotě alespoň 1200 ° C . Ruda je obohacena kalem z drcených minerálů. V koncentraci nejméně 75 % se minerální látka praží a zahřívá v přítomnosti koksu a poté se redukuje v kovové peci. K vyčištění může být kov znovu zpracován aktivním uhlím nebo podroben levnější elektrolytické rafinaci.
Cassiterit na křemenu - Luzenac , Francie (XX1 mm)
Ve starověku kolem roku -4 000 kováři věděli, že zahříváním malachitu získávají redukcí červenou měď, chalkolit , zatímco zahřátá směs malachitu a kasiteritu vede k bronzům hnědé barvy (viz doba bronzová ).
Nesmíme zapomenout, že ve starověku byl cín považován za drahý kov , spolu se zlatem, stříbrem, bronzy (sic). Ve skutečnosti oceňoval měď a v menší míře olovo. Přítomnost kasiteritu ve starověké Británii (dnešní ostrov Velké Británie) je jedním z důvodů severského rozšíření římského dobytí, nejprve Caesarem, aby připustil daň a svobodu obchodu, poté definitivně za Claudia . Hadrián instaloval velké vápna na sever mezi 120 a 125, aby chránil uklidněné belgické země na jihu, zalidněné a bohaté na kasiterit mimo jiné nerostné zdroje.
V blízkosti jejich starobylých hlavních měst, například poblíž Autunu , existuje velké množství měděných a / nebo zřídka těžařských míst na keltské národy , pokud nepoužívají cín přepravovaný na svých obchodních cestách pro vodu nebo kámen, jako v Lauragais .