Galena, een mineraal van zowel historische als geologische betekenis, is een leiden sulfidemineraal met de chemische formule PbS. Het valt op door zijn kenmerkende metaalglans en kubusvormige kristalstructuur, die vaak verschijnt als glanzende, kubusvormige of octaëdrische kristallen. Galena heeft een cruciale rol gespeeld in de menselijke geschiedenis als primaire bron van lood, dat werd gebruikt in verschillende toepassingen, variërend van pijpen en kogels tot pigmenten en loodzuurbatterijen. Hoewel de toepassingen ervan in de loop van de tijd zijn geëvolueerd, blijft galena een fascinerend mineraal, bewonderd om zijn kristallijne schoonheid en bijdragen aan ons begrip van mineralogie en geologie.

Naam: De naam is afgeleid van het Latijnse galena, een naam die oorspronkelijk werd gegeven aan looderts.

kristallografie. Isometrisch; zeshoek. De meest voorkomende vorm is de kubus. De octaëder is soms aanwezig als afknottingen van de kubus. Dodecaëder en trisoctaëder zijn zeldzaam.

Samenstelling:. Loodsulfide, PbS. Pb = 8 6 . 6 procent, S = 13.4 procent. Analyses tonen vrijwel altijd de aanwezigheid aan van Zilver. Het kan ook kleine hoeveelheden selenium bevatten, zink , cadmium, antimonium, bismut en koper.

Diagnostische functies: Het is gemakkelijk te herkennen aan zijn goede splijting, hoog soortelijk gewicht, zachtheid en zwarte strepen

Wijziging: Door oxidatie wordt galena omgezet in het sulfaat-anglesiet en het carbonaat cerussiet

Galena Chemische, fysische en optische eigenschappen

Galena is een mineraal dat voornamelijk bestaat uit lood(II)sulfide (PbS). Het wordt al duizenden jaren gebruikt als bron van lood, zilver en soms als halfedelsteen. Hier zijn enkele van de chemische, fysische en optische eigenschappen van galena:

Chemische eigenschappen:

  1. Chemische formule: PbS (loodsulfide)
  2. Moleculair gewicht: X
  3. Kristalsysteem: kubiek
  4. Hardheid: 2.5 op de schaal van Mohs, wat betekent dat het relatief zacht is en gemakkelijk bekrast kan worden.
  5. Kleur: Galena is meestal blauwgrijs tot zilverkleurig, maar kan dofgrijs worden.
  6. Streep: De streep galena is grijszwart.
  7. Inkijk: Galena vertoont een perfecte kubieke splitsing in drie richtingen, wat betekent dat het langs gladde, vlakke oppervlakken breekt die loodrecht op elkaar staan.
  8. Glans: Het mineraal heeft een metaalachtige glans, wat betekent dat het er glanzend en reflecterend uitziet als metaal.
  9. Transparantie: Het is ondoorzichtig, wat betekent dat er geen licht doorheen gaat.

Fysieke eigenschappen:

  1. Dichtheid: De dichtheid van galena is ongeveer 7.4 tot 7.6 g/cm³, waardoor het een opmerkelijke dichtheid heeft.
  2. Soortelijk gewicht: Galena heeft een soortelijk gewicht (relatieve dichtheid) van ongeveer 7.2 tot 7.6, afhankelijk van de onzuiverheden.
  3. Melting Point: Galena heeft een relatief laag smeltpunt van ongeveer 1,114°C (2,037°F).
  4. Kookpunt: Het heeft geen duidelijk kookpunt, omdat het ontleedt voordat het het kookpunt van lood bereikt.
  5. oplosbaarheid: Galena is onoplosbaar in water, maar kan worden opgelost door salpeterzuur (HNO3) om lood(II)nitraat te vormen en zwavel dioxide.

Optische eigenschappen:

  1. Brekingsindex: Galena is ondoorzichtig en heeft dus geen brekingsindex.
  2. dubbele breking: Het vertoont geen dubbele breking omdat het isotroop is (wat betekent dat het in alle richtingen dezelfde eigenschappen heeft).
  3. Spreiding: Galena vertoont geen dispersie, wat de scheiding van licht in de samenstellende kleuren is, zoals bij sommige edelstenen het geval is.
  4. Pleochroïsme: Het is niet pleochroïsch omdat het vanuit verschillende hoeken geen verschillende kleuren vertoont.

Galena staat vooral bekend om zijn historische betekenis als bron van lood en zilver. Het is in verschillende toepassingen gebruikt, onder meer als bron van pigmenten, als materiaal voor het maken van loodhagel en kogels, en als halfedelsteen in sieraden. Vanwege de giftige aard van lood is het gebruik ervan in de moderne tijd echter afgenomen en wordt het niet langer veel gebruikt in deze toepassingen.

Voorkomen en vorming van Galena

Galena (PbS) is een veel voorkomend mineraal dat zich in verschillende geologische omgevingen vormt. Het voorkomen en ontstaan ​​ervan wordt beïnvloed door specifieke omstandigheden en processen. Hier is een overzicht van hoe en waar galena vaak wordt aangetroffen:

Voorval:

  1. Hydrothermische afzettingen: De meest voorkomende en belangrijkste bron van galena is hydrothermisch deposito's. Deze afzettingen ontstaan ​​wanneer hete, mineraalrijke vloeistoffen, vaak geassocieerd met vulkanische of magmatische activiteit, er doorheen circuleren rotsen en deposito mineralen terwijl ze afkoelen. Galena kan hieruit neerslaan hydrothermale vloeistoffen wanneer ze in contact komen met gesteente dat zwavel bevat.
  2. Sedimentair gesteente: Galena kan ook worden aangetroffen in sedimentair gesteente, vaak als gevolg van de verwering en erosie van primaire hydrothermale afzettingen. Na verloop van tijd kunnen galenahoudende mineralen door water worden getransporteerd en in sedimentaire bekkens worden afgezet.
  3. Metamorfe gesteenten: In sommige gevallen kan galena ontstaan ​​tijdens de metamorfose van loodrijke gesteenten of mineralen. Hoge temperaturen en druk kunnen chemische reacties veroorzaken die resulteren in de vorming van galena.
  4. Secundaire verrijking: Secundaire verrijkingsprocessen kunnen galena in bepaalde gebieden concentreren. Dit gebeurt wanneer water uit primaire ertslichamen uitloogt en dit vervolgens onder verschillende chemische omstandigheden transporteert en afzet op secundaire locaties.

Opleidingen:

De vorming van galena omvat een combinatie van factoren, waaronder de aanwezigheid van lood, zwavel en geschikte geologische omstandigheden. Hier is een vereenvoudigd overzicht van hoe galena ontstaat:

  1. Aanwezigheid van lood: Galena-vorming vereist een bron van lood. Dit kan afkomstig zijn van verschillende bronnen, waaronder magmatische indringers die loodhoudende mineralen in de aardkorst brengen of de aanwezigheid van loodrijke rotsen.
  2. Zwavel: Zwavel is een ander cruciaal onderdeel. Zwavel kan afkomstig zijn van verschillende geologische processen, zoals vulkanische activiteit, waarbij zwaveldioxide (SO2) in de atmosfeer vrijkomt. Deze zwavel kan vervolgens onder specifieke omstandigheden met lood worden gecombineerd om loodglans te vormen.
  3. Hydrothermische activiteit: De circulatie van hete, hydrothermische vloeistoffen is een gebruikelijk mechanisme voor de vorming van galena. Deze vloeistoffen komen vaak diep uit de aarde en bevatten opgeloste mineralen, waaronder lood en zwavel. Wanneer deze vloeistoffen geschikte gastgesteenten tegenkomen, koelen ze af en zetten galena en andere mineralen af.
  4. Chemische reacties: Binnen het hydrothermische systeem vinden chemische reacties plaats tussen lood, zwavel en andere elementen die aanwezig zijn in de omringende rotsen. Deze reacties leiden tot het neerslaan van galena als de vloeistof afkoelt en de omstandigheden veranderen.
  5. Kristallisatie: Terwijl galena uit de hydrothermische vloeistof neerslaat, vormt het verschillende kristallen. Galena-kristallen vertonen doorgaans kubieke splitsing en worden vaak aangetroffen als afzonderlijke, glanzende kubussen.

De specifieke geologische omgeving en omstandigheden hebben grote invloed op de omvang en kwaliteit van galena-afzettingen. Galena kan voorkomen als primair erts in loodmijnen of als bijproduct bij de winning van andere mineralen. Bovendien wordt het geassocieerd met verschillende andere mineralen, waaronder sfaleriet (zinksulfide) en chalcopyriet (koper ijzer sulfide), in polymetaal ertsafzettingen.

Mijnbouwbronnen

Mijnbouwbronnen voor loodglans betreffen voornamelijk locaties waar loodertsen worden gevonden. Galena is het meest voorkomende en belangrijkste looderts en dient vaak als de belangrijkste bron van loodproductie. Deze mijnbouwbronnen kunnen worden onderverdeeld in de volgende typen:

  1. Primaire loodmijnen: Deze mijnen zijn gewijd aan de winning van looderts, met galena als voornaamste doelwit. Ze bevinden zich vaak in regio's waar geologische omstandigheden bevorderlijk zijn voor de vorming van loodafzettingen, zoals hydrothermische of sedimentaire omgevingen. Enkele bekende primaire loodmijnen zijn onder meer:
    • Lucky Friday Mine, VS: Deze mijn, gelegen in Idaho, is een belangrijke producent van lood en zilver geweest, met galena als het belangrijkste ertsmineraal.
    • Broken Hill Mine, Australië: Historisch gezien een van 's werelds grootste loodzinkmijnen, staat het bekend om zijn hoogwaardige galena-afzettingen.
    • Laisvall-mijn, Zweden: Deze mijn is een bron van lood en zilver uit galena-rijke ertsen.
  2. Polymetaalmijnen: Galena wordt vaak aangetroffen naast andere waardevolle mineralen zoals zink (sfaleriet), koper en zilver in polymetaalertsafzettingen. Deze mijnen richten zich op meerdere metalen, waaronder galena erts mineralen. Enkele opmerkelijke polymetaalmijnen waar galena wordt gewonnen zijn onder meer:
    • Sullivan-mijn, Canada: Deze mijn in British Columbia staat bekend om zijn rijke polymetaalafzettingen, waaronder galena (lood), sphaleriet (zink) en andere mineralen.
    • Kidd Creek-mijn, Canada: Nog een Canadese mijn die een verscheidenheid aan metalen produceert, waaronder lood (van galena) en zink.
  3. Historische mijndistricten: Veel regio's over de hele wereld hebben een geschiedenis van loodmijnbouw, waarbij galena de belangrijkste bron is. Hoewel sommige van deze mijnen hun activiteiten hebben gestaakt, blijven ze belangrijke historische bronnen van lood. Voorbeelden zijn onder meer:
    • Peak District, Verenigd Koninkrijk: Deze regio heeft een lange geschiedenis van loodwinning die teruggaat tot de Romeinse tijd, waarbij galena het belangrijkste erts was.
    • Missouri, VS: De staat Missouri, met name de Viburnum Trend, is een belangrijke historische bron van looderts, voornamelijk galena.
  4. Secondaire bronnen: In sommige gevallen wordt galena teruggewonnen als een bijproduct van mijnbouwactiviteiten die zich op andere mineralen richten. Bij de mijnbouw naar zink, koper of zilver kan galena bijvoorbeeld aanwezig zijn als een secundair ertsmineraal, en het kan samen met de primaire doelmineralen worden gewonnen.

Het is belangrijk op te merken dat mijnbouwactiviteiten en -locaties in de loop van de tijd kunnen veranderen als gevolg van de marktvraag, economische factoren en technologische vooruitgang. Bovendien hebben milieuregels en duurzaamheidsproblemen de mijnbouw beïnvloed, wat heeft geleid tot veranderingen in de mijnbouwpraktijken en de exploratie van nieuwe bronnen van lood en andere metalen. Daarom kunnen de specifieke mijnbouwbronnen voor galena variëren per regio en tijdsperiode.

Toepassings- en gebruiksgebied

De toepassingen en toepassingen van galena (loodsulfide, PbS) zijn in de loop van de tijd geëvolueerd en kunnen worden onderverdeeld in historische en moderne toepassingen. Het is essentieel op te merken dat als gevolg van gezondheids- en milieuproblemen in verband met lood veel traditionele toepassingen van galena zijn afgenomen en dat de toepassingen ervan nu beperkt zijn. Hier zijn enkele van de historische en moderne toepassingsgebieden van galena:

Historische toepassingen:

  1. Metaal smelten: Galena is al sinds de oudheid een cruciale bron van lood. Het werd voornamelijk gebruikt om lood te extraheren via het smeltproces. Lood was essentieel voor het maken van pijpen, munten en diverse andere metalen producten.
  2. Loodzuur batterijen: Historisch gezien werd galena gebruikt bij de productie van loodzuurbatterijen, die vaak worden aangetroffen in voertuigen en industriële toepassingen. Moderne loodzuurbatterijen worden vanwege verbeterde technologie echter doorgaans geproduceerd met looddioxide en sponslood in plaats van galena.
  3. pigmenten: Op lood gebaseerde pigmenten, zoals loodwit (basisch loodcarbonaat) en loodtingeel, werden gemaakt van lood afkomstig van galena. Deze pigmenten werden gebruikt in schilderijen, keramiek en cosmetica. Het gebruik ervan is echter afgenomen vanwege zorgen over loodtoxiciteit.
  4. Munitie: In het verleden werd lood verkregen uit galena gebruikt voor het maken van kogels en vuurwapens en munitie.

Moderne toepassingen:

  1. Halfgeleidermateriaal: Galena is een natuurlijk voorkomend halfgeleidermateriaal, hoewel het in de moderne elektronica beperkt wordt gebruikt vanwege de ontwikkeling van efficiëntere synthetische halfgeleidermaterialen. Historisch gezien werd het gebruikt in vroege kristalradio-ontvangers.
  2. Minerale exemplaren: De kenmerkende kubieke kristallen en metaalachtige glans van Galena maken het tot een populair mineraal exemplaar voor verzamelaars en educatieve doeleinden.
  3. Stralingsafscherming: Lood, inclusief lood afgeleid van galena, wordt nog steeds gebruikt bij de constructie van afschermingsmaterialen ter bescherming tegen ioniserende straling in toepassingen zoals medische faciliteiten, kernreactoren en industriële radiografie.
  4. Historische artefacten: Galena kan nog steeds worden aangetroffen in historische artefacten en objecten zoals antieke sieraden, loden beeldjes en decoratieve voorwerpen. Deze artefacten worden echter meestal beschouwd als verzamelobjecten of historische curiosa in plaats van als alledaagse voorwerpen.

Het is belangrijk om te benadrukken dat het gebruik van galena in veel traditionele toepassingen aanzienlijk is afgenomen als gevolg van de goed gedocumenteerde gezondheidsrisico's die gepaard gaan met blootstelling aan lood. Lood is giftig voor mens en milieu, en het gebruik ervan in producten als verf, benzine en waterleidingen is in veel delen van de wereld zwaar gereguleerd of uitgefaseerd.

Hoewel galena zelf beperkte moderne industriële toepassingen heeft, blijft het een onderwerp van wetenschappelijk belang en mineralogisch onderzoek. Onderzoekers bestuderen galena vanwege zijn kristallografische eigenschappen, die betekenis hebben in de materiaalkunde en mineralogie. Bovendien kunnen sommige regio's met historische loodmijnactiviteiten nog steeds galena hebben als onderdeel van hun geologische en culturele erfgoed.

Referenties

• Bonewitz, R. (2012). Rotsen en mineralen. 2e druk. Londen: DK Publishing.
• Dana, JD (1864). Handleiding voor mineralogie… Wiley.
• Handbookofmineralogy.org. (2019). Handboek Mineralogie. [online] Beschikbaar op: http://www.handbookofmineralogy.org [Geraadpleegd op 4 maart 2019].
• Mindat.org. (2019): Minerale informatie, gegevens en locaties.. [online] Beschikbaar op: https://www.mindat.org/ [Geraadpleegd. 2019].