La galena, un minerale di significato sia storico che geologico, è a portare minerale solforato con la formula chimica PbS. Si distingue per la sua caratteristica lucentezza metallica e la struttura cristallina cubica, che spesso appaiono come cristalli lucenti, cubici o ottaedrici. La galena ha svolto un ruolo cruciale nella storia umana come fonte primaria di piombo, impiegato in varie applicazioni che vanno dai tubi e proiettili ai pigmenti e alle batterie al piombo. Anche se le sue applicazioni si sono evolute nel tempo, la galena rimane un minerale affascinante, ammirato per la sua bellezza cristallina e per il contributo alla nostra comprensione mineralogia e geologia.

Nome: Il nome deriva dal latino galena, nome originariamente dato al minerale di piombo.

Cristallografia. Isometrico; esottaedrico. La forma più comune è il cubo. L'ottaedro a volte è presente come troncamento del cubo. Dodecaedro e trisottaedro rari.

Composizione. Solfuro di piombo, PbS. Pb = 8 6 . 6 per cento, S = 13.4 per cento. Le analisi mostrano quasi sempre la presenza di argento. Può contenere anche piccole quantità di selenio, zinco , cadmio, antimonio, bismuto e rame.

Funzioni diagnostiche: Si riconosce facilmente per la buona scollatura, l'elevato peso specifico, la morbidezza e la striatura nera

Alterazione: Per ossidazione la galena viene convertita nel solfato anglesite e nel carbonato cerussite

Proprietà chimiche, fisiche e ottiche della galena

La galena è un minerale composto principalmente da solfuro di piombo (II) (PbS). È stato utilizzato per migliaia di anni come fonte di piombo, argento e talvolta come pietra semipreziosa. Ecco alcuni dei fattori chimici, fisici e proprietà ottiche di galena:

Proprietà chimiche:

  1. Formula chimica: PbS (solfuro di piombo)
  2. Peso molecolare: X
  3. Sistema di cristallo: Cubic
  4. Durezza: 2.5 sulla scala Mohs, il che significa che è relativamente morbido e può essere facilmente graffiato.
  5. Colore: La galena è tipicamente di colore dal grigio-bluastro all'argento, ma può ossidarsi fino a diventare grigio opaco.
  6. Striscia: La striatura della galena è grigio-nera.
  7. Scollatura: La galena mostra una perfetta scissione cubica in tre direzioni, il che significa che si rompe lungo superfici lisce e piatte perpendicolari tra loro.
  8. Lustro: Il minerale ha una lucentezza metallica, il che significa che appare lucido e riflettente come il metallo.
  9. Trasparenza: È opaco, cioè la luce non lo attraversa.

Proprietà fisiche:

  1. Densità: La densità della galena è compresa tra circa 7.4 e 7.6 g/cm³, il che la rende particolarmente densa.
  2. Peso specifico: La galena ha un peso specifico (densità relativa) compreso tra 7.2 e 7.6, a seconda delle impurità.
  3. Punto di fusione: La galena ha un punto di fusione relativamente basso di circa 1,114°C (2,037°F).
  4. Punto di ebollizione: Non ha un punto di ebollizione distinto, poiché si decompone prima di raggiungere il punto di ebollizione del piombo.
  5. solubilità: La galena è insolubile in acqua, ma può essere sciolta dall'acido nitrico (HNO3) per formare nitrato di piombo (II) e zolfo diossido.

Proprietà ottiche:

  1. Indice di rifrazione: La galena è opaca, quindi non ha indice di rifrazione.
  2. Birifrangenza: Non presenta birifrangenza perché è isotropo (ovvero ha le stesse proprietà in tutte le direzioni).
  3. Dispersione: La galena non mostra dispersione, ovvero la separazione della luce nei suoi colori costituenti, come si vede in alcune pietre preziose.
  4. Pleocroismo: Non è pleocroico perché non mostra colori diversi se visto da diverse angolazioni.

La galena è nota principalmente per il suo significato storico come fonte di piombo e argento. È stato utilizzato in varie applicazioni, tra cui come fonte di pigmenti, come materiale per realizzare pallini e proiettili di piombo e come pietra semipreziosa in gioielleria. Tuttavia, a causa della natura tossica del piombo, il suo utilizzo è diminuito nei tempi moderni e non è più ampiamente utilizzato in queste applicazioni.

Presenza e formazione della Galena

La galena (PbS) è un minerale comune che si forma in una varietà di ambienti geologici. La sua comparsa e formazione sono influenzate da condizioni e processi specifici. Ecco una panoramica di come e dove si trova comunemente la galena:

Evento:

  1. Depositi idrotermali: La fonte più comune e significativa di galena è idrotermale depositi. Questi depositi si formano quando circolano fluidi caldi e ricchi di minerali, spesso associati ad attività vulcanica o magmatica rocce e di deposito minerali mentre si raffreddano. Da questi può precipitare la galena fluidi idrotermali quando entrano in contatto con rocce contenenti zolfo.
  2. Rocce sedimentarie: La galena si può trovare anche nelle rocce sedimentarie, spesso a causa della agenti atmosferici ed erosione dei depositi idrotermali primari. Nel corso del tempo, i minerali contenenti galena possono essere trasportati dall'acqua e depositati in bacini sedimentari.
  3. Rocce metamorfiche: In alcuni casi, la galena può formarsi durante il metamorfismo di rocce o minerali ricchi di piombo. Le alte temperature e pressioni possono causare reazioni chimiche che portano alla formazione di galena.
  4. Arricchimento secondario: I processi di arricchimento secondario possono concentrare la galena in determinate aree. Ciò si verifica quando l'acqua liscivia il piombo dai giacimenti minerari primari e poi lo trasporta e lo deposita in luoghi secondari in diverse condizioni chimiche.

Formazione:

La formazione della galena coinvolge una combinazione di fattori, tra cui la presenza di piombo, zolfo e condizioni geologiche adeguate. Ecco una panoramica semplificata di come si forma la galena:

  1. Presenza di piombo: La formazione della galena richiede una fonte di piombo. Questo può provenire da varie fonti, comprese le intrusioni magmatiche che portano minerali contenenti piombo nella crosta terrestre o la presenza di rocce ricche di piombo.
  2. Zolfo: Lo zolfo è un altro componente critico. Lo zolfo può provenire da vari processi geologici, come l’attività vulcanica, che rilascia anidride solforosa (SO2) nell’atmosfera. Questo zolfo può quindi combinarsi con il piombo per formare galena in condizioni specifiche.
  3. Attività idrotermale: La circolazione di fluidi caldi e idrotermali è un meccanismo comune per la formazione della galena. Questi fluidi spesso provengono dalle profondità della Terra e trasportano minerali disciolti, tra cui piombo e zolfo. Quando questi fluidi incontrano rocce ospiti adatte, si raffreddano e depositano galena e altri minerali.
  4. Reazioni chimiche: All'interno del sistema idrotermale si verificano reazioni chimiche tra piombo, zolfo e altri elementi presenti nelle rocce circostanti. Queste reazioni portano alla precipitazione della galena quando il fluido si raffredda e le condizioni cambiano.
  5. Cristallizzazione: Quando la galena precipita dal fluido idrotermale, forma cristalli distinti. I cristalli di galena mostrano tipicamente una scissione cubica e si trovano spesso come cubi distinti e lucenti.

L'ambiente e le condizioni geologiche specifiche influenzano notevolmente la dimensione e la qualità dei depositi di galena. La galena può essere presente come minerale primario nelle miniere di piombo o come sottoprodotto nell'estrazione di altri minerali. Inoltre, è associato a vari altri minerali, tra cui sfalerite (solfuro di zinco) e calcopirite (rame ferro solfuro), in polimetallico depositi di minerali.

Fonti minerarie

Le fonti minerarie della galena coinvolgono principalmente luoghi in cui si trovano minerali di piombo. La galena è il minerale di piombo più comune e importante e spesso funge da fonte primaria di produzione di piombo. Queste fonti di mining possono essere classificate nei seguenti tipi:

  1. Miniere di piombo primarie: Queste miniere sono dedicate all'estrazione del minerale di piombo, con la galena come obiettivo principale. Sono spesso situati in regioni in cui le condizioni geologiche favoriscono la formazione di depositi di piombo, come ambienti idrotermali o sedimentari. Alcune ben note miniere di piombo primarie includono:
    • Miniera del Lucky Friday, USA: Situata nell'Idaho, questa miniera è stata un importante produttore di piombo e argento, con la galena come minerale principale.
    • Miniera di Broken Hill, Australia: Storicamente una delle miniere di piombo-zinco più grandi del mondo, è nota per i suoi depositi di galena di alta qualità.
    • Miniera di Laisvall, Svezia: Questa miniera è stata una fonte di piombo e argento da minerali ricchi di galena.
  2. Miniere polimetalliche: La galena si trova spesso insieme ad altri minerali preziosi come zinco (sfalerite), rame e argento nei depositi di minerali polimetallici. Queste miniere prendono di mira più metalli, tra cui la galena minerali minerali. Alcune importanti miniere polimetalliche da cui viene estratta la galena includono:
    • Miniera di Sullivan, Canada: Questa miniera nella Columbia Britannica è rinomata per i suoi ricchi depositi polimetallici, tra cui galena (piombo), sfalerite (zinco) e altri minerali.
    • Miniera di Kidd Creek, Canada: Un'altra miniera canadese che produce una varietà di metalli, tra cui piombo (dalla galena) e zinco.
  3. Distretti Minerari Storici: Molte regioni del mondo hanno una storia di estrazione del piombo, di cui la galena è la fonte principale. Sebbene alcune di queste miniere abbiano cessato l'attività, rimangono importanti fonti storiche di piombo. Esempi inclusi:
    • Peak District, Regno Unito: Questa regione ha una lunga storia di estrazione del piombo risalente all'epoca romana, dove la galena è il minerale principale.
    • Missouri, Stati Uniti: Lo stato del Missouri, in particolare il Viburnum Trend, è stato un'importante fonte storica di minerale di piombo, prevalentemente galena.
  4. Fonti secondarie: In alcuni casi, la galena viene recuperata come sottoprodotto delle operazioni minerarie destinate ad altri minerali. Ad esempio, quando si estrae zinco, rame o argento, la galena può essere presente come minerale secondario e può essere estratta insieme ai minerali target primari.

È importante notare che le attività e le ubicazioni minerarie possono cambiare nel tempo a causa della domanda del mercato, di fattori economici e dei progressi tecnologici. Inoltre, le normative ambientali e le preoccupazioni sulla sostenibilità hanno influenzato l’industria mineraria, portando a cambiamenti nelle pratiche minerarie e all’esplorazione di nuove fonti di piombo e altri metalli. Pertanto, le fonti minerarie specifiche per la galena possono variare in base alla regione e al periodo di tempo.

Area Applicazioni e Usi

Le applicazioni e gli usi della galena (solfuro di piombo, PbS) si sono evoluti nel tempo e possono essere classificati in applicazioni storiche e moderne. È essenziale notare che, a causa delle preoccupazioni per la salute e l'ambiente legate al piombo, molti usi tradizionali della galena sono diminuiti e le sue applicazioni sono ora limitate. Ecco alcuni degli ambiti applicativi storici e moderni della galena:

Applicazioni storiche:

  1. Fusione del metallo: La galena è stata una fonte cruciale di piombo fin dai tempi antichi. Veniva utilizzato principalmente per estrarre il piombo attraverso il processo di fusione. Il piombo era essenziale per realizzare tubi, monete e vari altri prodotti metallici.
  2. Batterie al piombo: Storicamente, la galena veniva utilizzata nella produzione di batterie al piombo, comunemente presenti nei veicoli e nelle applicazioni industriali. Tuttavia, le moderne batterie al piombo sono generalmente prodotte utilizzando biossido di piombo e piombo spugnoso invece della galena grazie al miglioramento della tecnologia.
  3. Pigmenti: I pigmenti a base di piombo, come il bianco di piombo (carbonato basico di piombo) e il giallo piombo-stagno, erano realizzati con piombo derivato dalla galena. Questi pigmenti erano usati in dipinti, ceramiche e cosmetici. Tuttavia, il loro utilizzo è diminuito a causa dei problemi di tossicità del piombo.
  4. munizioni: In passato il piombo ricavato dalla galena veniva utilizzato per fabbricare proiettili e pallini per armi da fuoco e munizioni.

Applicazioni moderne:

  1. Materiale semiconduttore: La galena è un materiale semiconduttore presente in natura, sebbene abbia un uso limitato nell'elettronica moderna a causa dello sviluppo di materiali semiconduttori sintetici più efficienti. Storicamente veniva utilizzato nei primi ricevitori radio a cristallo.
  2. Campioni minerali: I caratteristici cristalli cubici e la lucentezza metallica della Galena ne fanno un esemplare minerale popolare per collezionisti e scopi didattici.
  3. Schermatura contro le radiazioni: Il piombo, compreso il piombo derivato dalla galena, è ancora utilizzato nella costruzione di materiali schermanti per la protezione dalle radiazioni ionizzanti in applicazioni quali strutture mediche, reattori nucleari e radiografia industriale.
  4. Manufatti storici: La galena può ancora essere trovata in manufatti e oggetti storici come gioielli antichi, figurine di piombo e oggetti decorativi. Tuttavia, questi manufatti sono generalmente considerati oggetti da collezione o curiosità storiche piuttosto che oggetti di uso quotidiano.

È importante sottolineare che l'uso della galena in molte applicazioni tradizionali è diminuito in modo significativo a causa dei rischi per la salute ben documentati associati all'esposizione al piombo. Il piombo è tossico per l’uomo e per l’ambiente e il suo utilizzo in prodotti come vernici, benzina e tubature dell’acqua è stato pesantemente regolamentato o gradualmente eliminato in molte parti del mondo.

Sebbene la galena stessa abbia applicazioni industriali moderne limitate, rimane oggetto di interesse scientifico e studio mineralogico. I ricercatori studiano la galena per le sue proprietà cristallografiche, che hanno un significato nella scienza dei materiali e nella mineralogia. Inoltre, alcune regioni con attività storiche di estrazione del piombo potrebbero ancora avere la galena come parte del loro patrimonio geologico e culturale.

Referenze

• Bonewitz, R. (2012). Rocce e minerali. 2a ed. Londra: pubblicazione DK.
• Dana, JD (1864). Manuale di Mineralogia… Wiley.
• Manuale di mineralogia.org. (2019). Manuale di Mineralogia. [online] Disponibile su: http://www.handbookofmineralogy.org [Consultato il 4 marzo 2019].
• Mindat.org. (2019): Informazioni sui minerali, dati e località.. [online] Disponibile su: https://www.mindat.org/ [Consultato. 2019].