Прејди на содржината

Колумбит

Од Википедија — слободната енциклопедија
Колумбит
Општо
КатегоријаОксидни минерали
Формула(FeII
,MnII
)Nb
2O
6, или во оксидна формула (FeII
,MnII
)O · Nb
2O
5
Штрунцова класификација4.DB.35
Просторна групаPbcn
Распознавање
БојаЦрна, кафеаво црна.
ХабитусМасивна – грануларна – вообичаена текстура забележана кај гранит и други магматски карпи; Напречно-пругасти - паралелни линии на кристалната површина или површината на расцепување.
Кристален системорторомпски кристален систем
Цепливост[010]
Преломшколкаст: прелом развиен во кршливи материјали кои се карактеризираат со полу-закривени површини.
Цврстина на Мосовата скала6
Сјајметалик
ОгребЦрнокафеава
Специфична тежина5.3–7.3
Оптички својстваБиаксијален (+), b = 2.29–2.4
Други особености радиоакивен нефлуоресцентен
Наводи[1][2][3] [4]

Колумбит, исто така наречен ниобит, ниобит-танталит и колумбат, со општа хемиска формула од (FeII
,MnII
)Nb
2O
6 — црна минерална група која е руда на ниобиум. Има субметален сјај, висока густина и е ниобат на железо и манган. Ниобитот има многу примени во воздухопловството, градежништвото и медицинската индустрија. Датирањето на колумбитните минерали првенствено се комплетира со ураниумово-оловното датирање, што е бавен процес.

Колумбитот има ист состав и кристална симетрија (орторомпска) како танталитот. [5] Всушност, двата често се групирани заедно како полусингуларна минерална серија наречена колумбит-танталит или колтан во многу минерални водичи. Сепак, танталитот има многу поголема специфична тежина од колумбитот, повеќе од 8,0 во споредба со колумбитот од 5,2. Формирањето на колумбит зависи од концентрациите на присутни метали кои влијаат на кристалната структура на минералот и влијанието врз животната средина.

Колумбитот е полиморф на тапиолит; тие имаат ист хемиски состав, но различна кристална симетрија: орторомпски за колумбит и тетрагонален за тапиолит. Најголемиот документиран монокристал на колумбит се состоел од плочи 6 мм со дебелина 76 х 61 см.[6]

Колумбитот содржи различни состави на ториум и ураниум, што го прави радиоактивен. [7] Колтанот, вид колумбит во кој доминира танталот, често се ископува од занаетчиски рудари и мали рудари со ризици за животната средина и здравјето на луѓето поради нерегулирани услови за работа.

Историја и етимологија

[уреди | уреди извор]

Оваа минерална група за прв пат била пронајдена во Хадам, Конектикат, во САД. [8] Појавата на колумбит во Соединетите Американски Држави била објавена на 13 април 1905 година, преку објавување на истражување за составот на постар примерок, веројатно од Џон Винтроп (1606–1676), прв гувернер на колонијата Конектикат и страствен колекционер на минерали. Помеѓу 600 други примероци, релевантниот примерок бил дониран од имењакот и внук на гувернерот, Џон Винтроп (1681–1747) на Ханс Слоун, претседател на Кралското друштво во Лондон, откако Винтроп станал член на Кралското друштво во 1737 година. [9]

Во 1801 година, Чарлс Хачет го открил елементот ниобиум во истиот примерок, [10] кој го нарекол колумбиум според истражувачот Кристофер Колумбо. [11]

Колумбитни видови

[уреди | уреди извор]
Итроколумбит; вид на колумбит

Колумбитот создава непроѕирни кристали кои се од црна до темно кафеава боја. [12] Создавањето на кристалите варира во зависност од присутните видови.

Колумбитот создава серија со аналогот феротанталит, доминантен во тантал, и и аналогот со доминантен манган манганоколумбит. Манганоколумбитот има хемиска формула (Mn, Fe)(Nb, Ta)2O6, често со мали концентрации на тантал и железо. Манганоколумбитот често се наоѓа во пегматити, магматски карпи со мало зрно.

Фероколумбит; вид на колумбит

Членот богат со железо од колумбитната група е фероколумбитот, FeNb2O6, а може да бидат присутни и мали концентрации на калај и волфрам. Овој вид колумбит често се наоѓа во пегматитите како гранулирани магматски карпи.

Итроколумбитот претставува колумбит богат со итриум со формулата (Y,U,Fe)(Nb,Ta)O4, е радиоактивен минерал пронајден во Мозамбик. [13] Овој минерал се создава поради пегматити и гранити од ретки метали.

Структура

[уреди | уреди извор]

Атомите на колумбитот создаваат октаедарска структура каде што атомите на ниобиум или тантал опкружуваат атом на кислород. Генерално, колумбитот создаваорторомпски кристали кои даваат приближни должини на кристалните оски како a ≈ 14,27, b ≈ 5,73 и c ≈ 5,06 Å. [14] Различни видови колумбит, како што се манганоколумбит или фероколумбит, можат да ги променат должините на кристалните оски.

Кристална структура на колумбит

Бидејќи колумбитот може да создава видови со други минерали, физичките својства на минералот можат да се променат. Кога фероколумбитот се воведува за загревање, се јавува еднакво ширење на оската „a“ и „b“. Покрај тоа, поради големината на јоните и целокупната структура, фероколумбитот е посвитлив од манганоколумбитот. Кога манганоколумбитот се воведува за загревање, се јавува ширење на оската „a“, што резултира со нерамномерна промена на структурата.

Употреба

[уреди | уреди извор]

Кога ниобитот се извлекува од колумбит, во процесот на рафинирање на руда, може да се забележат употреби во воздухопловната, градежната и медицинската индустрија. [15] Во воздухопловната индустрија, може да се создадат суперлегури. Суперлегури од ниобит создаваат материјал со мала маса и висок отпор, кој често се употребува во вселенските летала. Во градежништвото, од ниобит се создава челик со висока цврстина и ниска легура (HSLA). [15] Покрај тоа, ниобитот екстрахиран од колумбит може да се користи за создавање електронски компоненти што се користат во медицинска опрема како што се магнетна резонанца (MRI) и јадрена магнетна резонанца (NMR).

Формирање

[уреди | уреди извор]

Колумбитот често се наоѓа во пегматитни и алувијални наслаги, како и во гранитни карпи. [16] Колумбитните минерали се главно составени од магнезиум, железо, ниобиум и тантал, каде што се забележани траги од калај, титаниум и скандиум. Целокупниот состав на колумбитот влијае на кристалната структура, што резултира со различни процеси на формирање. Во моментов, постојат две истакнати теории за формирање на колумбит. Едната теорија е развиена поради силното привлекување на ниобиум и тантал, во рамките на колумбитот, кон силикатни стопи кои се наоѓаат во земјината кора или плашт. [17] Покрај тоа, присуството на магма го формира колумбитот преку два процеса на кристализација. Првиот процес на кристализација создава ниобиумско јадро, а вториот процес на кристализација создава танталов раб. Оваа теорија е истакната поради текстурата на минералот за време на флуидната фаза и магматската фракциона кристализација што се јавува за време на формирањето. Друга истакната теорија за формирањето на ниобиум и тантал, во колумбитските минерали, се јавува поради хидротермални течности. Оваа теорија сугерира дека хидротермалните течности реагираат со колумбитот за време на формирањето и како резултат на тоа се формираат неправилни кристали.

Можно е двете теории да работат заедно за да формираат колумбитни минерали, како и различни видови колумбит како што се манганколумбит, фероколумбит и итроколумбит.

Влијание врз животната средина

[уреди | уреди извор]

Колумбитните минерали имаат потенцијал да бидат радиоактивни поради траги од ураниум и ториум. Радиоактивните минерали се нестабилни и емитуваат јонизирачко зрачење што предизвикува негативни влијанија врз животната средина и здравјето на луѓето. Секоја земја има различни закони во врска со преносот на радиоактивен материјал. [18]

При рударство на колумбит, загадувањето на подземните и површинските води е многу загрижувачко главно поради присуството на тешки метали во отпадната карпа. Покрај тоа, отпадната карпа може да доведе до кисела дренажа на рудникот, што може да влијае на подземните и површинските води. [18] За да се добие чист колумбит, се произведува голема количина отпадна карпа, што доведува до негативни влијанија врз околната средина.

За време на извлекувањето на ниобит или тантал од колумбит, се употребуваат силни киселини на високи температури кои имаат негативно влијание врз животната средина. Флуороводородна киселина и сулфурна киселина се употребуват во процесите на рафинирање на руда помеѓу температури од 250-300°F. °C. [19] Овие киселини можат да предизвикаат закиселување на почвата, загадување на воздухот и загадување на водата, што пак влијае на екосистемите. Денешната технологија, во рафинирањето на рудата на колумбит, не е селективна, што доведува до присуство на примеси во рафинираните примероци од колумбит. За отстранување на примесите, потребна е поголема концентрација на киселина, што доведува до поголем потенцијал за опасности по животната средина. [20]

Датирање

[уреди | уреди извор]

Постојат три примени за датирање на минералите од колумбитната група, секоја со предности и недостатоци. Овие методи се ураниумово-оловно датирање (U-Pb), ласерска аблација со индуктивно поврзана плазма масена спектрометрија (LA-ICP-MS) и секундарна јонска масена спектрометрија (SIMS). Методот U-Pb може да ја одреди местоположбата и староста на колумбитната минерална група според односот U/Pb. [21] [22] Овој метод често се спари со изотопска разредување-термичка јонизациска масена спектрометрија (ID-TIMS) за да се зголеми прецизноста. Методот LA-ICP-MS се користи in situ за датирање на колумбит-танталитни минерали со помалку од пет проценти грешка во изотопскиот однос на ураниум и олово. Методот SIMS има висока просторна резолуција и точност во мерењето на изотопи на олово во колумбитните минерали. Методите LA-ICP-MS и SIMS не се користат често поради недостаток на сертифициран референтен материјал.

Занаетчиско рударство

[уреди | уреди извор]

Занаетчиското и маломерното рударство обезбедува работни места за милиони луѓе, но обично има негативни влијанија врз здравјето на луѓето и животната средина. [23] Овој вид рударство го извршуваат мали групи луѓе, обично во рамките на поголема рударска соработка, со едноставна опрема за извлекување. [24] Оваа едноставна опрема за екстракција може да вклучува казми, лопати, сливови и минимална тешка механизација. Колтанот, доминантниот вид колумбит што содржи тантал, често се ископува занаетчиски поради неговите широки примени во електрониката. [25] Занаетчиското и маломерното рударство на материјали е вообичаено во региони како што се Африка, Азија, Океанија, Средна Америка и Јужна Америка. Иако овој вид рударство е важен за местните економии и опстанок, тој често е нерегулиран, што доведува до нелегално рударство и небезбедни услови за работа. Поради нерегулираните услови, може да се случи малтретирање на занаетчиските рудари, насилство, нелегална трговија, а понекогаш и детски труд. Покрај тоа, долгорочните здравствени ефекти се вообичаени при рударење на колтан, поради присуството на радиоактивен материјал во минералот. Во земји како Сиера Леоне, Либерија и Демократска Република Конго, профитабилната трговија со минерали, како што е колтанот, се случила поради недостаток на државна контрола врз занаетчиското и маломерното рударство во регионот.

Дополнително читање

[уреди | уреди извор]
  • Isah, Mohammed Engha; Abdulmumin, Nuhu Abdulkadir; Elaoyi, Paul D.; Audu, Ephraim (2019-12-09). „Effects of columbite/tantalite (COLTAN) mining activities on water quality in Edege-Mbeki mining district of Nasarawa state, North Central Nigeria“. Bulletin of the National Research Centre. 43 (1): 179. doi:10.1186/s42269-019-0237-0. ISSN 2522-8307.
  • Zuo, Yushan; Gao, Zhengxi; Zuo, Lei; Zhang, Peng; Liu, Rui; Zhang, Qing; Zhang, Tingting (2022-12-03). „Ultrastructure of a Columbite-Tantalite Mineral from the Zhaojinggou Ta-Nb Deposit in the North China Craton: Direct Evidence of the Formation Mechanism of the Columbite-Group Minerals“. Geofluids (англиски). 2022. doi:10.1155/2022/8125419. ISSN 1468-8115.

Наводи

[уреди | уреди извор]
  1. ↑ Mineralienatlas
  2. ↑ Columbite-(Fe) Mineral Data
  3. ↑ Columbite-(Fe) on Mindat.org
  4. ↑ Dampare, S. B.; Nyarko, B. J. B.; Osae, S.; Akaho, E. H. K.; Asiedu, D. K.; Serfor-Armah, Y.; Nude, P. (2005). „Simultaneous determination of tantalum, niobium, thorium and uranium in placer columbite-tantalite deposits from the Akim Oda District of Ghana by epithermal instrumental neutron activation analysis“. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 265 (1): 53–59. Bibcode:2005JRNC..265...53D. doi:10.1007/s10967-005-0860-0. S2CID 97891922.
  5. ↑ Chukanov, Nikita V.; Pasero, Marco; Aksenov, Sergey M.; Britvin, Sergey N.; Zubkova, Natalia V.; Yike, Li; Witzke, Thomas (2022-09-08). „Columbite supergroup of minerals: nomenclature and classification“. Mineralogical Magazine. 87 (1): 18–33. doi:10.1180/mgm.2022.105. ISSN 0026-461X.
  6. ↑ P. C. Rickwood (1981). „The largest crystals“ (PDF). American Mineralogist. 66: 885–907.
  7. ↑ „Simultaneous determination of tantalum, niobium, thorium and uranium in placer columbite-tantalite deposits from the Akim Oda District of Ghana by epithermal instrumental neutron activation analysis“. Посетено на 2021-02-02.
  8. ↑ Smith, Edgar F. (1905). „Observations on Columbium and Tantalum“. Proceedings of the American Philosophical Society. 44 (180): 151–158. ISSN 0003-049X. JSTOR 983511.
  9. ↑ Winthrop, John (1844). Silliman, Benjamin (уред.). „Art. V. Selections from an Ancient Catalogue of objects of Natural History, formed in New England more than one hundred years ago“. The Amer. J. Science and Arts 47. New Haven: Baldwin, Cradock, and Joy. стр. 282. Посетено на 12 February 2015. ... (p.282:) Mr. Winthrop was grandson of the first governor of Connecticut, great grandson of the first governor of Massachusetts ... (p.290:) A black mineral ... Is this the Columbite? ... it appeared that it had been sent ... to Sir Hans Sloane, by Mr. Winthrop of Massachusetts. ...'
  10. ↑ Griffith, William P.; Morris, Peter J.T. (22 September 2003). „Charles Hatchett FRS (1765–1847), Chemist and Discoverer of Niobium“ (PDF). Notes and Records of the Royal Society of London. London: The Royal Society Publishing. 57 (3): 359. doi:10.1098/rsnr.2003.0216. Посетено на 12 February 2015. ... In 1800–01, while he was arranging some minerals at the British Museum in Bloomsbury, he became particularly interested in a specimen which was described in Sir Hans Sloane's catalogue of the 'Metalls', no. 2029 from his collection, as 'a very heavy black stone with golden streaks ... from Nautneague. From Mr. Winthrop' ... The donor was probably John Winthrop (1681–1747), a great-grandson of the founder of Massachusetts Bay colony. When Winthrop was elected FRS in 1734 he gave Sir Hans Sloane, then President of the Society, a collection of about 600 minerals. ...'[мртва врска]
  11. ↑ Jameson, Robert (1805). System of Mineralogy, Vol. II. Edinburgh: Bell and Bradfute (et al.). стр. 582. Посетено на 15 February 2015. ... Mr Hatchett found it to contain a metal, which, from its properties, could not be referred to any hitherto known; hence he was of opinion that it should be considered as a new genus, to which he gave the name Columbium, in honour of the discoverer of America. ...'
  12. ↑ Siachoque, Astrid; Garcia, Rodolfo; Vlach, Silvio R.F. (2020-05-04). „Occurrence and Composition of Columbite-(Fe) In the Reduced A-Type Desemborque Pluton, Graciosa Province (S-SE Brazil)“. Minerals (англиски). 10 (5): 411. Bibcode:2020Mine...10..411S. doi:10.3390/min10050411. ISSN 2075-163X.
  13. ↑ Abdel Gawad, Ahmed E.; Ali, Khaled; Eliwa, Hassan; Sayyed, M. I.; Khandaker, Mayeen Uddin; Bradley, David A.; Osman, Hamid; Elesawy, Basem H.; Hanfi, Mohamed Y. (2021-12-07). „Radiological Investigation on Sediments: A Case Study of Wadi Rod Elsayalla the Southeastern Desert of Egypt“. Applied Sciences (англиски). 11 (24). doi:10.3390/app112411884. ISSN 2076-3417.
  14. ↑ Balassone, Giuseppina; Danisi, Rosa Micaela; Armbruster, Thomas; Altomare, Angela; Moliterni, Anna Grazia; Petti, Carmela; Mondillo, Nicola; Ghiara, Maria Rosaria; Saviano, Michele (2015-07-01). „An insight into crystal chemistry and cation order of columbite-(Fe) and columbite-(Mn) from worldwide occurrences“. Neues Jahrbuch für Mineralogie - Abhandlungen (англиски). 192 (3): 275–287. doi:10.1127/njma/2015/0285. ISSN 0077-7757.
  15. 1 2 Sanchez-Segado, Sergio; Monti, Tamara; Katrib, Juliano; Kingman, Samuel; Dodds, Chris; Jha, Animesh (2017-12-21). „Towards sustainable processing of columbite group minerals: elucidating the relation between dielectric properties and physico-chemical transformations in the mineral phase“. Scientific Reports (англиски). 7 (1): 18016. Bibcode:2017NatSR...718016S. doi:10.1038/s41598-017-18272-3. ISSN 2045-2322. PMC 5740152. PMID 29269887.
  16. ↑ Wise, Michael A.; Brown, Cathleen D. (2011-12-01). „Chemical composition of coexisting columbite-group minerals and cassiterite from the Black Mountain pegmatite, Maine“. European Journal of Mineralogy (англиски). 23 (5): 817–828. Bibcode:2011EJMin..23..817W. doi:10.1127/0935-1221/2011/0023-2102. ISSN 0935-1221.
  17. ↑ Zuo, Yushan; Gao, Zhengxi; Zuo, Lei; Zhang, Peng; Liu, Rui; Zhang, Qing; Zhang, Tingting (2022-12-03). Yang, Fan (уред.). „Ultrastructure of a Columbite-Tantalite Mineral from the Zhaojinggou Ta-Nb Deposit in the North China Craton: Direct Evidence of the Formation Mechanism of the Columbite-Group Minerals“. Geofluids (англиски). 2022: 1–9. doi:10.1155/2022/8125419. ISSN 1468-8123.
  18. 1 2 Isah, Mohammed Engha; Abdulmumin, Nuhu Abdulkadir; Elaoyi, Paul D.; Audu, Ephraim (December 2019). „Effects of columbite/tantalite (COLTAN) mining activities on water quality in Edege-Mbeki mining district of Nasarawa state, North Central Nigeria“. Bulletin of the National Research Centre (англиски). 43 (1). doi:10.1186/s42269-019-0237-0. ISSN 2522-8307.
  19. ↑ Sanchez-Segado, Sergio; Monti, Tamara; Katrib, Juliano; Kingman, Samuel; Dodds, Chris; Jha, Animesh (2017-12-21). „Towards sustainable processing of columbite group minerals: elucidating the relation between dielectric properties and physico-chemical transformations in the mineral phase“. Scientific Reports (англиски). 7 (1): 18016. Bibcode:2017NatSR...718016S. doi:10.1038/s41598-017-18272-3. ISSN 2045-2322. PMC 5740152. PMID 29269887.
  20. ↑ Baba, Alafara Abdullahi; Jacob, Sunday O.; Olaoluwa, Daud T.; Abubakar, Abdulrahman; Womiloju, Adeola O.; Olasinde, Fausat T.; Abdulkareem, Aishat Y. (2018-04-23). „Processing of a Nigerian columbite-rich ilmenite ore for improved industrial application by sulphuric acid solution“. Indonesian Mining Journal. 21 (1): 9–19. doi:10.30556/imj.Vol21.No1.2018.674. ISSN 2527-8797.
  21. ↑ Tapster, Simon; Bright, Joshua W. G. (2020-12-18). „High-precision ID-TIMS cassiterite U–Pb systematics using a low-contamination hydrothermal decomposition: implications for LA-ICP-MS and ore deposit geochronology“. Geochronology (English). 2 (2): 425–441. Bibcode:2020GeChr...2..425T. doi:10.5194/gchron-2-425-2020. ISSN 2628-3697.CS1-одржување: непрепознаен јазик (link)
  22. ↑ Feng, Yonggang; Liang, Ting; Zhang, Ze; Wang, Yiqian; Zhou, Yi; Yang, Xiuqing; Gao, Jinggang; Wang, Hui; Ding, Kun (August 2019). „Columbite U-Pb Geochronology of Kalu'an Lithium Pegmatites in Northern Xinjiang, China: Implications for Genesis and Emplacement History of Rare-Element Pegmatites“. Minerals (англиски). 9 (8): 456. Bibcode:2019Mine....9..456F. doi:10.3390/min9080456. ISSN 2075-163X.
  23. ↑ Akiwumi, Fenda A.; Hollist, Arthur O. (April 2016). „The new kid on the old block: Coltan, conflict-prone minerals, and post-war reconstruction in Sierra Leone“. The Extractive Industries and Society (англиски). 3 (2): 316–319. Bibcode:2016ExIS....3..316A. doi:10.1016/j.exis.2015.06.002.
  24. ↑ Rodríguez-Novoa, Felipe; Holley, Elizabeth (January 2023). „Coexistence between large-scale mining (LSM) and artisanal and small-scale mining (ASM) in Perú and Colombia“. Resources Policy. 80. Bibcode:2023RePol..8003162R. doi:10.1016/j.resourpol.2022.103162. ISSN 0301-4207.
  25. ↑ „Artisanal and Small-Scale Mining“, Breaking New Ground, Routledge: 313–334, 2016-12-05, doi:10.4324/9781315541501-17, ISBN 978-1-315-54150-1

Надворешни врски

[уреди | уреди извор]
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Колумбит&oldid=5522593“