Kalkopirit

Chalkopyrit är en självständig mineralart. Dess ideala sammansättning består av koppar, järn och svavel, men naturliga prover kan innehålla små mängder silver, zink, tenn, indium, gallium, selen eller andra grundämnen som föroreningar.

Mineralet tillhör sulfiderna med chalkopyritstruktur. Dess kristallstruktur är besläktad med strukturer av sfalerittyp, men koppar- och järnjonerna är ordnade på olika platser och skapar tetragonal symmetri.

En färsk yta är klart mässingsgul. Därför förväxlas chalkopyrit lätt med pyrit, men den är mjukare, har en djupare gul färg och får oftare en brokig oxidationshinna.

I många malmer växer kalkopyrit tillsammans med pyrit, bornit, sfalerit, galenit, magnetit, pyrrhotit, kvarts och karbonater. Malmens värde beror inte bara på om mineralet finns, utan också på dess mängd, kornstorlek, fördelning och brytningsförhållanden.

Kalkopyrit är betydligt tyngre än de flesta vanliga silikater. När man håller en tät, massiv bit i handen känns vikten ofta överraskande stor, särskilt jämfört med kvarts av liknande storlek.

Hårdheten 3,5–4 innebär att mineralet kan repas av en stålkniv, medan kalkopyrit inte repar glas lika tillförlitligt som pyrit.

Ett färskt streck är mörkt, grönsvart. Detta kännetecken hjälper till att skilja kalkopyrit från guld, vars streck är gult, och från vissa ljusa imitationer.

Mineralet är sprött. Även om det ser metalliskt ut böjs det inte som en kopparplåt och kan spricka eller smulas sönder vid slag.

Färsk kalkopyrit är mässingsgul, men ytan förlorar sin ursprungliga nyans ganska snabbt. När den reagerar med syre, vatten och sura lösningar täcks den av tunna omvandlingsfilmer.

Dessa filmer kan vara så tunna att ljuset reflekteras olika från deras övre och undre yta. När vågorna interfererar uppstår blå, gröna, violetta, rosa och gyllene nyanser.

Den färgstarka filmen kan också bestå av olika föreningar av koppar, järn och svavel. Den exakta blandningen av ytmineral beror på miljön, fuktigheten, surhetsgraden och hur länge förändringen har pågått.

I handeln behandlas vissa prover avsiktligt med sura lösningar för att snabbare bilda en starkt färgad regnbågsfilm. Ett sådant prov kan fortfarande vara äkta kalkopyrit, men dess färgstarka yta har framkallats av människor.

Kalkopyrit bildas när koppar, järn och svavel möts vid rätt temperatur och i rätt kemisk miljö. Sådana förhållanden kan uppstå i magma, hydrotermala vätskor och metamorfoserade malmer.

I porfyriska kopparfyndigheter stiger heta, metallrika vätskor upp från magmatiska kroppar och tränger genom uppspruckna bergarter. När de svalnar och reagerar med omgivningen avsätter de kvarts, kalkopyrit, pyrit, molybdenit och andra mineral.

I vulkanogena massiva sulfidfyndigheter strömmar heta hydrotermala lösningar ut på en uråldrig havsbotten. När de blandas med kallt havsvatten fälls metaller och svavel snabbt ut som sulfidansamlingar.

I skarn bildas kopparkis när magmatiska vätskor reagerar med karbonatbergarter. I magmatiska sulfidsystem kan det kristallisera ur en separat svavelhaltig smälta tillsammans med pyrrhotit, pentlandit och andra metallsulfider.

Chalkopyrit är sällan det enda malmmineralet. Dess följeslagare hjälper till att förstå fyndighetens temperatur, svavelaktiviteten, metallkällan och senare omvandling.

Chalkopyrit är utbredd över hela världen och förekommer i många kopparfyndigheter. Samlarkristaller är välkända från vissa hydrotermala gångar, medan den största industriella betydelsen finns hos enorma, men ofta låggradiga kopparfyndigheter.

Kopparkis förväxlas oftast med pyrit, bornit och guld. Den färska färgen liknar pyrit, den iriserande ytan bornit, och den gula metalliska glansen kan för ett otränat öga påminna om guld.

Kopparkis skiljer sig från pyrit genom lägre hårdhet, djupare gul färg och ett grönsvart streck. Pyrit bildar oftare kuber och kan repa glas.

Det skiljer sig från guld genom sin sprödhet. Guld är smidbart och böjbart och deformeras under tryck, medan kopparkis smulas sönder och bryts.

Färsk bornit är vanligtvis mörkare, kopparröd eller brunaktigt bronsfärgad, och dess iriserande oxidation kan vara intensivare. I malmer kan dock båda mineralen förekomma tillsammans.

Kopparkismalmen krossas och mals först så att sulfidkornen frigörs från den omgivande bergarten. Därefter används ofta skumflotation, där kopparkispartiklarna samlas i ett kopparkoncentrat.

Koncentratet smälts och konverteras, varvid större delen av järnet och svavlet avlägsnas. Resultatet blir oren koppar, som sedan raffineras, ofta genom elektrolys.

Vid elektrolytisk raffinering uppnår koppar mycket hög renhet. I anodslammet kan silver, guld, selen, tellur och andra värdefulla ämnen anrikas.

Vissa malmer med lägre koncentration bearbetas med hydrometallurgiska metoder, men primär kopparkis löses svårare än många oxiderade kopparmineral.