9. Nơi thực hiện và lời cảm ơn
2.2 Khái quát về chì – kẽm
2.2.2. Đặc điểm khoáng vật học của chì và kẽm
Hiện tại đã phát hiện được 144 khoáng vật chứa Pb và 58 khống vật chứa Zn nhưng trong đó chỉ có một số khống vật có giá trị cơng nghiệp. Các khống vật chính là: galenit (PbS), burnonit (PbCuSbS3), bulangerit (Pb5Sb4S11), djemsonit (PbFeSb6S14), cerusit (PbCO3), anglezit (PbSO4), pyromorphit (Pb5{PO4}4Cl). Các khống vật chính của kẽm là sphalerit (ZnS), thứ đến vuazit (ZnS), smitsonit (ZnCO3), calamin (Zn4{Si2O7}{OH}2.H2O), zinkit (ZnO2), hydrozinkit (Zn5{OH6}{CO3}2)... Các khoáng vật mạch và phi quặng gồm
thạch anh vi hạt, dolomit, chlorit, calcit (khoáng vật biến đổi nhiệt dịch, khống vật mạch).
Trong thành phần quặng chì - kẽm ngồi hai ngun tố chính là Pb, Zn có giá trị cơng nghiệp cịn có các ngun tố đi kèm có ý nghĩa kinh tế như: Ag, Cd, Au, Sb, Cu, Se, Te, Sn... Các khống vật cơng nghiệp chính của chì và kẽm được trình bày trong (bảng 2.2).
Bảng 2.2: Các khống vật cơng nghiệp chính của chì và kẽm
Ngun tố Khống vật Cơng thức (tạp chất) Hàm lượng nguyên tố chính (%) Tỷ trọng (tấn/m3) Pb
Galenit PbS (Ag, Bi, Te, Se, In, Ga, Tl) 86,6 7,57
Burnorit PbCuSbS3 (As, Zn) 42,5 5,93
Bulangerit Pb5Sb4S11 (Ag, As, Hg) 55,42 6,21
Djemsonit Pb4FeSb6S14 (Ag, Cu, Zn, Bi) 40,16 6,01
Cerusit PbCO3 (Zn,Ca, Sr) 77,5 6,55
Anglezit PbSO4 (Ba) 68,3 6,36
Pyromophit Pb5{PO4}3Cl(As, Ca, Ba, V) 76,1 7,04
Vanadinit Pb5{VO4}3Cl(As, Ca, P) 73,1 6,88
Zn
Sphalerit ZnS (Cd, Fe, Mn, Tl, In, Hg,
Ga,Se, Te, Ge) 67 4,08
Vuazit ZnS (Fe, Mn, Co, Tl, Ga, Se,
Te, Ge) 67
3,98 -
4,09 Smitsonit ZnCO3 (Fe, Mn, Co, Ca, Mg,
Cu,Cd, Pb) 51,9 4,43
Calamin Zn4{Si2O7}{OH}2.H2O (Mn,
Fe) 52,6
3,30 -
Ngun tố Khống vật Cơng thức (tạp chất) Hàm lượng nguyên tố chính (%) Tỷ trọng (tấn/m3)
Zinkit ZnO2 (Fe, Mn) 80,2 5,68
Hydrozinkit Zn5{OH6}{CO3}2 (Mn, Fe) 59,3 4,0
Vilimit Zn2{SiO4} (Mn) 58,4 4,2
Trong số các khoáng vật nêu trên thì galenit và sphalerit là các khống vật quặng chủ yếu trong các thân quặng sulfur chì - kẽm. Trong mơi trường oxy hóa các thân quặng này thường biến đổi thành các thân quặng oxyt với các khoáng vật đặc trưng khác nhau, tùy thuộc vào độ pH của môi trường.
Ở điều kiện ngoại sinh thì các khống vật của chì - kẽm (galenit, sphalerit) thường không bền vững, dễ bị phá hủy và dần dần chuyển thành khống vật thứ sinh bền vững hơn.
Galenit khơng bền vững trong mơi trường oxy hóa. Ở giai đoạn đầu nó bị biến đổi thành sulfat chì (anglezit), khống vật này cũng khơng bền vững và rất kém hịa tan trong nước ngầm, giai đoạn tiếp theo biến đổi thành carbonat chì (cerusit) là khống vật bền vững trong môi trường oxy hóa và gần như khơng hịa tan trong đới nước ngầm. Trong thời gian đủ dài trong đới oxy hóa nó có thể được thay thế bằng pyromorphit hoặc vanadinit (là những khoáng vật bền vững trong mơi trường oxy hóa và kém hịa tan trong mơi trường oxy hóa). Như vậy tất cả các sản phẩm cuối cùng cũng như trung gian trong quá trình biến đổi của galenit này đều kém hòa tan trong nước ngầm nên chì hầu như khơng bị mang đi khỏi đới oxy hóa của thân quặng. Các khống vật thứ sinh đặc trưng của chì trong đới oxy hóa là: cerucit, anglezit, ít hơn có pyromorphit, vanadinit...
Sphalerit rất không bền vững trong đới oxy hóa, nó chuyển hóa thành sulphat kẽm là hợp chất dễ hòa tan trong nước ngầm và trong nhiều trường hợp qua quá trình vận động của nước ngầm đủ lâu kẽm có thể hồn tồn bị mang đi khỏi phần trên của thân quặng (nằm trong đới oxy hóa), khi gặp mơi trường carbonat (đá vơi) tái lắng đọng dưới dạng các thân quặng thứ sinh. Trong trường hợp này chì và kẽm vốn đồng hành với nhau ở quặng sulfur nguyên sinh trong đới oxy hóa lại bị tách rời nhau do các hợp chất của chì bền vững hơn vẫn được giữ lại ở đới oxy hóa của mỏ. Do vậy trong q trình tìm kiếm, nếu phát hiện thân quặng chì trong đá carbonat (đá vơi) cần tìm kiếm thân quặng kẽm thứ sinh ở lân cận và ngược lại.
Các khoáng vật tiêu biểu của kẽm trong đới oxy hóa gồm: smisonit, và calamin, ít hơn là zinkit, hydrozinkit, vilimit...