Каламин — минерал цинка¶

Каламин (устар. галмей) — историческое название цинковой руды, применявшееся в горном деле и металлургии с античности до XIX века. В современной минералогии термин закрепился за минералом каламин — водным силикатом цинка Zn₄Si₂O₇(OH)₂·H₂O (синоним — гемиморфит). В прошлом под этим словом объединяли несколько разных цинксодержащих минералов, прежде всего смитсонит (карбонат цинка) и собственно гемиморфит, которые внешне похожи и часто встречаются вместе.

¶Этимология и история

Название восходит к латинскому calamina и, вероятно, к греческому kadmeia — так называли цинковую руду, добывавшуюся близ греческих Фив (Кадмеи). В средневековых трактатах и в европейской горной литературе «каламин» обозначал любую руду, из которой выплавляли цинк и латунь.

Издавна различали два вида: «каламин» в узком смысле и «смитсонит» (цинковый шпат). Разделить их удалось лишь после развития химического анализа в конце XVIII — начале XIX века. В 1803 году английский химик и минералог Джеймс Смитсон описал карбонат цинка, а шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус позднее установил состав силиката. В 1853 году минерал переименовали в гемиморфит — из-за характерной формы кристаллов (греч. «полуформа»), однако старое название «каламин» сохранилось в обиходе и в прикладных отраслях.

¶Физические и химические свойства

Гемиморфит (каламин) — вторичный минерал, образующийся в зоне окисления цинковых месторождений. Его характеристики:

Кристаллы обычно таблитчатые, призматические или игольчатые, нередко образуют друзы, щётки и радиально-лучистые агрегаты. Часто встречаются землистые, почковидные и сталактитовые формы. Минерал хрупкий, растворяется в кислотах с выделением кремнезёма.

¶Отличия от смитсонита

Хотя оба минерала исторически называли каламином, между ними есть различия:

• Смитсонит (ZnCO₃) — карбонат цинка, твёрдость 4,5–5, плотность около 4,4 г/см³, вскипает с кислотами.
• Гемиморфит (каламин) — силикат цинка, плотность ниже, при действии кислот образует гель кремнезёма.

Именно по реакции с кислотой и по плотности минералоги научились различать эти руды.

¶Месторождения

Каламин добывают в зонах окисления свинцово-цинковых месторождений по всему миру. Наиболее известные районы:

• Европа: месторождения Бельгии (район Моренэ, Вьей-Монтань), Германии (Ахен, Гослар), Польши (Верхняя Силезия), Италии (Сардиния), Великобритании (Камберленд, Уэльс).
• Азия: Казахстан, Узбекистан, Китай (провинции Юньнань, Гуанси).
• Америка: Мексика (штаты Чиуауа, Сонора), США (Нью-Джерси, Монтана, Аризона).
• Африка: Намибия (Цумеб), Замбия, ДР Конго.

Крупные скопления гемиморфита в прошлом служили важным источником цинка.

¶Применение

¶В металлургии

Исторически каламин был основной рудой для получения цинка и производства латуни. В античности и Средневековье латунь выплавляли так называемым «цементационным» способом: медные изделия нагревали вместе с измельчённым каламином и углём, в результате чего цинк восстанавливался и проникал в медь. Этот метод применялся до XIX века, пока не распространилась дистилляция металлического цинка.

¶В ювелирном деле и коллекционировании

Голубоватые и зеленоватые прозрачные кристаллы гемиморфита используются как коллекционный материал, иногда — как недорогой поделочный камень. Огранённые вставки редки из-за невысокой твёрдости.

¶Прочие области

Минерал применялся как источник цинка для химической промышленности, в производстве цинковых белил и в сельском хозяйстве (цинковые микроудобрения). Землистые разновидности служили сырьём для получения оксида цинка.

¶Значение в науке и культуре

Каламин сыграл заметную роль в становлении аналитической химии: именно на примере разграничения карбонатов и силикатов цинка отрабатывались методы количественного анализа. В горной терминологии слово сохранилось в названиях рудных тел и в исторических описаниях месторождений. Сегодня термин «каламин» в строгой минералогии считается устаревшим синонимом гемиморфита, но продолжает употребляться в историко-технической и популярной литературе.

¶Сходные минералы

Каламин внешне напоминает ряд вторичных минералов: смитсонит, виллемит, аурихальцит, гидроцинкит. Диагностика проводится по химическому составу, плотности и поведению при нагревании и обработке кислотами.