اسمیت‌سونیت
معرفی
اسمیت‌سونیت، با فرمول شیمیایی ZnCO₃، عضو گروه کربنات‌ها و زیرگروه کربنات فلزی است. این کانی به افتخار دانشمند انگلیسی James Smithson نام‌گذاری شده است.
ساختمان و ترکیب شیمیایی
اسمیت‌سونیت در سیستم بلوری تریگونال (Trigonal/R3̅c) تشکیل می‌شود. شبکه بلوری آن در حالت خالص دارای پارامترهایی نظیر a ≈ 4.65 Å و c ≈ 15.03 Å می‌باشد.
اگرچه فرمول شیمیایی ZnCO₃ است، اما اغلب مقادیر اندک از عناصر جانبی مانند آهن، منگنز، مس یا کبالت در ساختار آن جایگزین Zn می‌شوند که منجر به تنوع رنگ‌های این کانی می‌شود.
خواص فیزیکی و اپتیکی
چند مورد کلیدی که برای شناسایی و طبقه-بندی این کانی اهمیت دارد:
- سختی بر حسب مقیاس موس: حدود ۴٫۰ تا ۴٫۵.
- چگالی ویژه (جرم حجمی): حدود ۴٫۴ تا ۴٫۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب.
- رنگ: خالص تقریباً بی‌رنگ تا سفید، اما با ناخالصی‌ها معمولاً سبز، آبی-سبز، زرد، صورتی و بنفش مشاهده می‌شود.
- جلای سطح: شیشه‌ای تا مرواریدی (vitreous to pearly).
- سیستم شکستگی: خردشدگی نامنظم تا زیرموجی (uneven to sub-conchoidal).
- شاخص‌های انکسار: nₒ ≈ 1.842-1.850 و nₑ ≈ 1.619-1.623؛ دو شکستی (birefringence) δ ≈ 0.223-0.227.
شرایط تشکیل و واپاشی در طبیعت
اسمیت‌سونیت عمدتاً به عنوان یک کانی ثانویه در منطقه‌های اکسیداسیون (oxidation zone) ذخایر روی (Zn) و سرب (Pb) تشکیل می‌شود.
به‌ویژه وقتی کانی‌هایی چون اسپالرایت (sphalerite) یا سایر سولفیدهای روی در معرض هوا و آب قرار می‌گیرند، از جمله واکنش‌های ثانویه ممکن تبدیل به اسمیت‌سونیت شوند.
همچنین در سنگ میزبان کربناتی، جایگزینی و جانشینی (replacement) دیده شده است.
کاربردها و اهمیت اقتصادی
اگرچه اسمیت‌سونیت یکی از منابع فلز روی محسوب می‌شود، اما به‌دلیل سختی پایین و شکنندگی نسبتاً زیاد، به‌ندرت به‌عنوان گوهر در زیورآلات مورد استفاده قرار می‌گیرد و بیشتر برای کلکسیون‌های معدنی و تحقیق کاربرد دارد.
از منظر فرآوری، جداسازی و بازیابی Zn از این کانی اهمیت دارد. به‌عنوان مثال، تحقیقات جدید به بررسی فرآیندهای فلوته‌آسیون (flotation) برای جداسازی اسمیت‌سونیت از مواد همراه پرداخته‌اند.
چالش‌ها و نکات فنی در فرآوری
یکی از نکات مهم این است که چون اسمیت‌سونیت شباهت زیادی با سایر کانی‌های کربناتی دارد (مثل دولومیت یا کلسیت) جداسازی آن دشوار می‌شود.
در مطالعه‌ای، استفاده از نانوذرات پیروفیلیت (pyrophyllite NPs) به‌عنوان جمع‌کننده (collector) برای فلوته‌آسیون اسمیت‌سونیت از سیلیکا (quartz) به‌کار رفته و بازیابی Zn بالای ≈ ۸۵٪ گزارش شده است.
جنبه‌های گوهرشناسی و رنگ‌شناسی
تنوع رنگی این کانی یکی از جذابیت‌های آن برای کلکسیون‌داران است. به‌عنوان مثال، حضور Cu موجب رنگ‌های آبی-سبز، Co موجب صورتی تا بنفش، Cd موجب زرد، و Fe موجب رنگ‌های قهوه‌ای می‌شود.
هرچند کاربرد جواهری محدود است، امّا نمونه‌های شفاف‌تر به‌عنوان سنگ برلیان‌کاری شده (cabochon) گاه دیده می‌شوند.
جمع‌بندی
اسمیت‌سونیت، کانی‌ای با ترکیب ZnCO₃، از لحاظ علمی و معدنی اهمیت فراوان دارد: هم به‌عنوان منبع روی، هم به‌عنوان نمونه گوهرشناسی رنگی. البته سختی پایین و مشکلات فرآوری باعث شده کاربرد آن در زیورآلات محدود بماند، اما از منظر آموزشی، پژوهشی و کلکسیونی بسیار ارزشمند است.