Les minéraux

Galène



Le minerai primaire de plomb qui est parfois extrait pour sa teneur en argent


Galène: Photographie d'un joli cristal de galène cubique avec des cristaux de calcite adjacents. Le cristal de galène mesure environ deux pouces de côté. Collecté à la mine Sweetwater, comté de Reynolds, Missouri. Spécimen et photo par Arkenstone / www.iRocks.com.

Qu'est-ce que Galena?

La galène est un minéral de sulfure de plomb avec une composition chimique de PbS. Il s'agit du premier minerai de plomb au monde et est extrait d'un grand nombre de gisements dans de nombreux pays. On le trouve dans les roches ignées et métamorphiques des veines hydrothermales de moyenne à basse température. Dans les roches sédimentaires, il se présente sous forme de veines, de ciments de brèche, de grains isolés et en remplacement du calcaire et de la dolomie.

Galena est très facile à identifier. Les morceaux fraîchement cassés présentent un clivage parfait dans trois directions qui se coupent à 90 degrés. Il a une couleur argentée distincte et un éclat métallique brillant. La galène ternit à un gris terne. Parce que le plomb est un élément primaire dans la galène, le minéral a une gravité spécifique élevée (7,4 à 7,6) qui est immédiatement remarquée lors de la collecte de petits morceaux. La galène est douce avec une dureté Mohs de 2,5+ et produit une bande grise à noire. Les cristaux sont communs et ils sont généralement des cubes, des octaèdres ou des modifications.

Structure de la galène: La galène a une composition chimique de PbS. Cela signifie qu'il contient un nombre égal d'ions plomb et sulfure. Les ions sont disposés selon un motif cubique qui se répète dans toutes les directions. Cette structure est ce qui fait que les cristaux de galène ont une forme cubique et fait que la galène se brise dans trois directions à angle droit.

Propriétés physiques de la galène

Classification chimiqueSulfure
CouleurLes surfaces fraîches sont de couleur argent brillant avec un éclat métallique brillant, ternissent à un gris plomb terne
TraînéeGris plomb au noir
LustreMétallique sur surfaces fraîches, ternit terne
DiaphanéitéOpaque
ClivageParfait, cubique, trois directions à angle droit
Dureté Mohs2.5+
Gravité spécifique7,4 à 7,6
Propriétés de diagnosticCouleur, éclat, gravité spécifique, strie, clivage, cristaux cubiques ou octaédriques.
Composition chimiqueSulfure de plomb, PbS
Crystal SystemIsométrique
Les usagesUn minerai de plomb

Galène argentifère: Galène argentifère de Coeur d'Alene, Idaho. L'échantillon mesure environ 2-1 / 2 pouces (6,4 centimètres) de diamètre. La galène argentifère a une teneur en argent qui est souvent suffisamment élevée pour que la galène soit extraite sous forme de minerai d'argent. Certaines mines de galène tirent plus de revenus de leur argent que de leur production de plomb.

Galène argentifère - Le minerai d'argent

Le spécimen type de galène contient environ 86,6% de plomb et 13,4% de soufre en poids. Cependant, certains spécimens de galène contiennent jusqu'à quelques pour cent d'argent en poids. Ils sont appelés "galène argentifère" en raison de leur teneur en argent. Dans ces spécimens, l'argent peut remplacer le plomb dans la structure atomique de la galène, ou il peut se produire dans de minuscules grains de minéraux d'argent inclus dans la galène.

L'argent à l'intérieur de la galène perturbe la structure cristalline, ce qui entraîne souvent des faces de clivage incurvées dans la galène. Ce petit bout de connaissance peut être un puissant outil de prospection. En plus de l'argent, la galène peut contenir de petites quantités d'antimoine, d'arsenic, de bismuth, de cadmium, de cuivre et de zinc. Parfois, le sélénium remplace le soufre dans la galène.

Fragments de clivage de la galène: L'une des propriétés les plus diagnostiques de la galène est sa capacité à se briser par clivage dans trois directions qui se coupent à angle droit. Cela forme des fragments de clivage qui sont de forme cubique et rectangulaire. Cette photo montre des morceaux de galène écrasée qui montrent clairement le clivage à angle droit. Ce clivage caractéristique est causé par la structure interne cubique du minéral, comme indiqué ci-dessus. Photo

Valeur de la galène: Certaines mines tirent plus de revenus de la teneur en argent de leur galène que de la teneur en plomb. Supposons que nous avons une mine qui produit de la galène argentifère avec une composition moyenne de 86% de plomb, 13% de soufre et seulement 1% d'argent (comme le montre le diagramme à gauche).
Si le prix de l'argent est de 25 $ par once troy et le prix du plomb est de 1 $ par livre avoirdupois, la valeur du plomb dans une tonne de minerai sera de 1720 $, tandis que la valeur de l'argent dans cette même tonne de minerai sera de 7292 $ (comme montré dans le schéma à droite).
La petite quantité d'argent a un impact énorme sur les revenus car aux prix supposés, l'argent a 364 fois plus de valeur qu'un poids égal de plomb. Il est facile de comprendre pourquoi les sociétés minières se passionnent pour la galène argentifère! Même si la galène est le minerai extrait et que le plomb constitue la majeure partie du produit, ces mines sont souvent appelées «mines d'argent».

Connexes: les nombreuses utilisations de l'argent

Fusion des métaux: La galène est l'un des minerais les plus faciles à fondre. Il peut simplement être placé dans un feu, puis le plomb peut être récupéré sous les cendres lorsque le feu s'éteint. Les archéologues ont trouvé des preuves que du plomb était fondu dès 6500 avant JC dans ce qui est aujourd'hui la Turquie 1. De petites quantités d'argent ont été raffinées à partir de plomb par les Romains il y a environ 2000 ans 2. Image du domaine public par Georgius Agricola.

Galène de fusion

La galène est très facile à fondre. Si des roches contenant de la galène sont placées dans un feu, le plomb peut être récupéré sous les cendres après que le feu se soit éteint. Les gens profitent de cette fusion simple depuis des milliers d'années. Les archéologues ont trouvé des perles et des statues de plomb en Turquie qui remontent à environ 6500 av. J.-C. 1. Le plomb est probablement le premier métal à avoir été traité à partir d'un minerai. Les anciens Romains fabriquaient des tuyaux en plomb et les utilisaient comme plomberie intérieure. (Plumbum est le mot latin pour le plomb. Le mot "plomberie" et notre utilisation de "Pb" comme symbole chimique du plomb viennent des anciens Romains.)

Les anciens Grecs et Romains étaient capables de séparer l'argent du plomb il y a environ 2000 ans. 2. De nombreux lingots de plomb romains étaient inscrits «Ex Arg» ou «Ex Argent» pour signifier que l'argent avait été retiré du plomb. Les Grecs ont réussi à desilver conduire à une teneur en argent de 0,02% et les Romains à une teneur en argent de 0,01% 3. Il est surprenant qu'ils aient pu se rendre compte que le plomb contenait de l'argent et étonnant qu'ils aient pu développer une méthode aussi efficace de raffinage!

Informations sur la galène
1 Lead Fact Sheet: General Information and History, Université de Stanford, General Health and Safety Program, consulté pour la dernière fois en juillet 2016.
2 Sur la nature des métaux (De Re Metallica): Georgius Agricola, 1556. Traduit par Herbert Clark Hoover et Lou Henry Hoover, republié par Farlang.com.
3 Pline the Elder on Science and Technology: John F.Healy, Oxford University Press, page 324, 1999.
4 Snow 'Heavy Metal': Carolyn Jones Otten, communiqué de presse de l'Université de Washington de St. Louis, février 2004.

Altération de la galène

Galena se climatise facilement. Les surfaces fraîches de la galène ternissent rapidement d'un éclat métallique argenté à une couleur gris terne à noir terne. Lorsqu'elle est exposée aux éléments ou enfouie dans le sol, la galène s'altère rapidement en anglesite, cérussite, pyromorphite ou un autre minéral de plomb. Ces minéraux sont souvent utilisés en prospection. Lorsqu'elles sont trouvées à la surface, elles révèlent souvent que la galène est présente en dessous.

Est-ce vraiment une galène «neigeuse» sur Vénus?

La planète Vénus a un environnement inhospitalier où les volcans rejettent des gaz surchauffés dans l'atmosphère. Le soufre et le plomb font partie des gaz sortis des volcans de Vénus. Ils restent dans la phase gazeuse jusqu'à ce qu'ils soient suffisamment élevés dans l'atmosphère pour se condenser.

En 2004, des chercheurs de l'Université de Washington à Saint-Louis ont fourni des preuves plausibles que la «neige de métaux lourds» - qui est très probablement une combinaison de sulfure de plomb (galène) et de sulfure de bismuth - tombe sur les plus hautes altitudes de Vénus 4.

Radio cristal de Galène: L'une des utilisations les plus intéressantes de la galène était dans les premières radios à cristal. Le fonctionnement de ces radios a nécessité la conversion d'un courant alternatif en un courant continu pulsé. Pour que cela se produise, un matériau semi-conducteur a été utilisé pour limiter le flux d'électricité dans une direction. Le courant alternatif traversait un fil, connu sous le nom de moustache de chat, dans un cristal semi-conducteur, qui était généralement un cristal de galène, qui ne permettait de s'écouler que dans une seule direction. Image

Utilisations de Galena

La galène est un minéral très important car elle sert de minerai à la majeure partie de la production mondiale de plomb. C'est également un important minerai d'argent. Galena a très peu d'utilisations au-delà de son service comme minerai, mais cela ne devrait pas diminuer son importance pour la société.

L'utilisation numéro un du plomb aujourd'hui se trouve dans les batteries au plomb qui sont utilisées pour démarrer les automobiles. La batterie automobile typique contient environ vingt livres de plomb et doit être remplacée tous les quatre ou cinq ans. Il y a des milliards de ces batteries aux États-Unis seulement. Les batteries au plomb sont également utilisées comme alimentations de secours pour les réseaux informatiques, les installations de communication et d'autres systèmes critiques. Le plomb est également l'un des métaux utilisés dans les systèmes de stockage d'énergie associés à la production d'électricité et aux véhicules hybrides.

Connexes: Les nombreuses utilisations du plomb

La meilleure façon d'en apprendre davantage sur les minéraux est d'étudier avec une collection de petits spécimens que vous pouvez manipuler, examiner et observer leurs propriétés. Des collections minérales peu coûteuses sont disponibles dans la boutique Geology.com.

Sécurité du plomb

De nombreuses utilisations du plomb et des composés du plomb ont été abandonnées ou considérablement réduites au cours des dernières décennies en raison de problèmes de santé. Certaines de ces utilisations comprennent le plomb dans les peintures résidentielles, les carburants pour véhicules à moteur, la soudure, les munitions, les poids de pêche, les émaux en céramique, les pesticides, les cosmétiques, le verre, les plastiques, les alliages et de nombreux autres produits. Pour cette raison, de nombreuses écoles ont retiré la galène des kits de minéraux pour étudiants et l'ont remplacée par un minéral moins préoccupant.