Для большинства людей, далеких от геологии, представления о серном колчедане, или пирите (золотом камне, альпийском алмазе) довольно расплывчаты. Слышали о нем многие, видели единицы, несмотря на то, что это соединение весьма распространено в природе. Его химический состав включает массу элементов, таких как медь, никель, кобальт, селен, мышьяк и даже золото, правда, исключительно в качестве примесей.
Особенности образования
Серный колчедан, формула которого — FeS2, имеет структуру, объясняющую его магматическое происхождение путем выделения из горячих сероводородных источников. Большое содержание пирита наблюдается в осадочных породах, ископаемых углях, в донных отложениях мирового океана. Мергелистые и глинистые породы, реагируя с поверхностным водным раствором сероводорода и железа, также способны образовывать скопления сернистого колчедана.
Главной особенностью формулы пирита является преобладание в соединении ионной химической связи, что обеспечивает минералу высокую прочность и твердость. Залежи пирита, находящиеся в непосредственной близости от поверхности, в силу своей неустойчивости подвержены быстрому окислению и последующему химическому выветриванию.
Процесс окисления переводит сульфид железа в лимонит и раствор серной кислоты. Это является причиной образования в верхних слоях некоторых месторождений скоплений бурого железняка. Обогащенные этим минералом колчеданные руды формируют высокодисперсную самородную серу.
В условиях химлаборатории пирит получают в процессе реакции взаимодействия соединений железа с сероводородом в щелочном или водном растворе.
Наиболее значительные запасы золотого камня соседствуют с халькопиритом, магнетитом, пирротином и располагаются в толще земной коры. Самыми известными месторождениями пирита на территории Российской Федерации являются залежи в районах Кавказских, Уральских и Алтайских горных массивов. Кроме того, альпийский алмаз можно встретить и в Центральном регионе России, в залежах бурых углей или морских серых глинах.
Свойства колчеданов
Структура пирита имеет форму октаэдра с характерными скелетными формами и радиально-лучистыми агрегатами. Им присущ металлический блеск и оригинальная окраска преимущественно серых, красных и желтых цветовых оттенков. Несмотря на то, что все виды колчеданов обладают отличной твердостью, их относят к группе хрупких минералов, наделенных системами ромбического или гексагонального строения:
- Ромбические варианты представлены марказитом и мышьяковистым колчеданами.
- К минералам с правильными системами относят ульманит, пирит, хлоантит, шлейковый кобальт и кобальтовый блеск.
- Гексагональная система присуща магнитному колчедану, никелину и миллериту.
- Медный колчедан обладает стандартной квадратной формой.
Учитывая хрупкость минерала, его обработка связана с некоторыми объективными трудностями. Поэтому данный процесс выполняется на специальном оборудовании.
Химическая ценность и физические свойства
Как уже упоминалось выше, химическая формула сульфида железа подразумевает присутствие большого количества примесей. Это дает возможность извлечения (в небольших количествах) из пирита следующих химических элементов:
- кобальта;
- никеля;
- золота;
- меди;
- серебра.
Кроме того, высоко ценится способность серного колчедана выводить из растворов золото в виде осадка. Это широко используется в процессе добычи этого драгоценного металла из морской воды. Заслуживает внимание и применение пирита в очистке газов от хлора.
В залежах минерал сформирован в виде сплошных зернистых масс (друз), представляющих агрегат кристаллов, наросших на общем основании. Пирит или серный колчедан имеет кристаллы кубической, октаэдрической и пентагондодекаэдрической формы. Плотность пирита равна 5,0 г\см3.
При помещении сернистого колчедана в условия повышенной влажности происходит разложение минерала на серную кислоту, оксиды железа и сульфаты. При горении на открытом воздухе издает характерный запах серы.
Практическое применение
Кроме того, что пирит, класс которого определен как сульфид, служит сырьем для получения железного купороса, серы и серной кислоты, он нашел успешное применение в процессе изготовления цементов,он используется в роли корректирующей добавки.
Кристаллы железного колчедана благодаря способности пропускать электрический ток в одном направлении нашли применение в изготовлении детекторных диодов.
Известны и лечебные свойства альпийского алмаза. Он помогает при болях в суставах и кровотечениях, восстанавливает сон и избавляет от навязчивых фобий, повышает тонус и работоспособность человека.
