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文献综述黄铁矿黄铁矿因其浅黄铜的颜色和明亮的金属光泽,常被误认为是黄金,故又称为“愚人金”。

成分中通常含钴、镍和硒,具有NaCl型晶体结构。

成分相同而属于正交(斜方)晶系的称为白铁矿。

成分中还常存在微量的钴、镍、铜、金、硒等元素,含量较高时可在提取硫的过程中综合回收和利用。

简介黄铁矿因其浅黄铜的颜色和明亮的金属光泽,常被误认为是黄金,故又称为“愚人金”。

黄铁矿是铁的二硫化物。

纯黄铁矿中含有46.67%的铁和53.33%的硫。

我国一般将黄铁矿作为生产硫磺和硫酸的原料,而不是用作提炼铁的原料,因为提炼铁有更好的铁矿石。

黄铁矿分布广泛,在很多矿石和岩石中包括煤中都可以见到它们的影子。

一般呈黄铜色立方体。

黄铁矿风化后会变成褐铁矿或黄钾铁矾。

黄铁矿可经由岩浆分结作用、热水溶液或升华作用中生成,也可产于火成岩、沉积岩[1]中。

黄铁矿化学成分是FeS2,是提取硫、制造硫酸的主要矿物原料。

其晶体属等轴晶系。

成分中通常含少量钴、镍和硒,具有NaCl型晶体结构。

常有完好的晶形,呈立方体、八面体、五角十二面体及其聚形。

立方体晶面上有与晶棱平行的条纹,各晶面上的条纹相互垂直。

集合体呈致密块状、粒状或结核状。

浅黄(铜黄)色,条痕绿黑色,强金属光泽,不透明,无解理,参差状断口。

摩氏硬度较大,达6-6.5,小刀刻不动。

比重4.9―5.2。

在地表条件下易风化为褐铁矿。

有趣的是,由于黄铁矿外观与黄金类似,被称为“愚人金”。

如何识别它和真正的黄金呢?只要拿它在不带釉的白瓷板上一划,一看划出的条痕(即留在白瓷板上的粉末),就会真假分明了。

金矿的条痕是金黄色的,黄铁矿的条痕是绿黑色的。

用手掂一下,手感特别重的是黄金,因为自然金的比重是15.6―18.3,而黄铁矿只有4.9―5.2。

另外,灼烧也可以辨别——黄铁矿会发出刺激性气味(SO2)。

黄铁矿是分布最广泛的硫化物矿物,在各类岩石中都可出现。

黄铁矿还是一种非常廉价的古宝石。

在英国维多利亚女王时代(公元1837—1901年),人们都喜欢饰用这种具有特殊形态和观赏价值的宝石。

它除了用于磨制宝石外,还可以做珠宝玉器和其它工艺品的底座。

晶体化学黄铁矿理论组成(wB%):Fe 46.55,S 53.45。

常有Co、Ni类质同像代替Fe,形成FeS2—CoS2和FeS2—NiS2系列。

随Co、Ni代替Fe的含量增加,晶胞增大,硬度降低,颜色变浅。

As、Se、Te可代替S。

常含Sb、Cu、Au、Ag等的细分散混入物。

亦可有微量Ge、In等元素。

Au常以显微金、超显微金赋存于黄铁矿的解理面或晶格中。

结构与形态等轴晶系,a0=0.5417nm;Z=4。

黄铁矿型结构。

Fe原子占据立方体晶胞的角顶和面心;S原子组成哑铃状的对硫[S2]2-,其中心位于晶胞棱的中心和体心,[S2]2-的轴向与相当晶胞1/8的小立方体的对角线方向相同,但彼此并不相交。

S-S间距为0.210nm,共价键,小于两倍的硫离子半径之和0.35nm。

偏方复十二面体晶类,Th-m3(3L4L3PC)。

晶体完好,常呈立方体和五角十二面体,较少为八面体晶形。

主要单形:立方体a,五角十二面体e,八面体o及偏方复十二面体。

晶面上常见三组互相垂直的条纹,为立方体和五角十二面体的聚形纹。

双晶主要依(110)和(111)形成,依(110)形成穿插双晶。

集合体呈粒状、致密块状、浸染状或球状。

隐晶质变胶体黄铁矿称胶黄铁矿。

物理性质黄铁矿▪成份:46.67%的FeS2和53.33%的硫。

▪颜色:浅黄铜色,表面带有黄褐的锖色,颇似黄金。

▪光泽:强金属光泽▪晶体形态:轴晶系,通常呈立方体、五角十二面体,较少呈八面体。

▪条痕:绿黑色▪硬度:6-6.5 性脆▪比重:5▪断口:参差状黄铁矿是半导体矿物。

由于不等价杂质组分代替,如Co3 、Ni3 代替Fe2 或[As]3 、[AsS]3 代替[S2]2-时,产生电子心(n型)或空穴心(p型)而具导电性。

在热的作用下,所捕获的电子易于流动,并有方向性,形成电子流,产生热电动势而具热电性。

分布世界著名产地有西班牙、捷克、斯洛伐克、美国和中国。

我国黄铁矿的探明资源储量居世界前列,著名产地有广东英德和云浮、安徽马鞍山、甘肃白银厂等。

黄铁矿黄铁矿是地壳中分布最广的硫化物。

在岩浆岩中,黄铁矿呈细小浸染状,为岩浆期后热液作用的产物。

接触交代矿床中,黄铁矿常与其它硫化物共生,形成于热液作用后期阶段。

在热液矿床中,黄铁矿与其它硫化物、氧化物、石英等共生;有时形成黄铁矿的巨大堆积。

在沉积岩、煤系及沉积矿床中,黄铁矿呈团块、结核或透镜体产出。

在变质岩中,黄铁矿往往是变质作用的新生产物。

黄铁矿在氧化带不稳定,易分解形成氢氧化铁如针铁矿等,经脱水作用,可形成稳定的褐铁矿,且往往依黄铁矿成假象。

这种作用常在金属矿床氧化带的地表露头部分形成褐铁矿或针铁矿、纤铁矿等覆盖于矿体之上,故称铁帽。

在氧化带酸度较强的条件下,可形成黄钾铁矾(jarosite,KFe3[SO4]2(OH)6),其分布量仅次于褐铁矿。

鉴定特征晶形完好,晶面有条纹,致密块状者与黄铜矿相似,但据其浅黄铜黄色,硬度大,可与之区别。

性脆,受敲打时很容易破碎,破碎面是参差不齐的。

硫酸铁矿床我国的硫酸铁矿床主要分为两大类:一是主要的成矿物质主要来自地球表部的硫铁矿床,一是成矿物质主要来源于地球内部的铁矿矿床,细分为沉积型,沉积变质型,火山岩型,矽卡岩型和热液型等几种类型,其中以沉积变质型,煤系沉积亚型,矽卡岩型喝热液型为重要。

此外,尚有少数硫铁矿床属于风化型,机械沉积亚型或类型不明,其储量总计不足全国的1%用途生产硫磺和硫酸的主要原料。

含Au、Co、Ni时可提取伴生元素。

磁黄铁矿在地表易风化成褐铁矿。

其成分中含硫量为39~40%,可用于制作硫酸。

当成分中含镍高时,可作为镍矿石利用。

可用于含重金属废水的净化处理。

广泛用于石油化工、冶金、橡胶、造纸、军事、食品等工业。

可作为提炼「铁」、「硫」的矿石。

主要用作生产硫酸、硫磺、、亚硫酸盐等的原料,广泛用于石油化工、冶金、橡胶、造纸、军事、食品等工业。

药用自然铜即黄铁矿(砸碎或煅用),别名石髓铅。

功效:散瘀止痛,接骨疗伤。

成药制剂:活血止痛散,军中跌打散。

制硫酸先将硫黄或黄铁矿在空气中燃烧或焙烧,以得到二氧化硫气体。

二氧化硫氧化为三氧化硫是生产硫酸的关键,其反应为:2SO2+O2→2SO3,这个反应在室温和没有催化剂存在时,实际上不能进行。

根据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同,制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法。

(1)接触法是利用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾(助催剂)的五氧化二钒V2O5作催化剂,将二氧化硫转化成三氧化硫。

(2)硝化法是利用氮氧化物作氧化剂,把二氧化硫氧化成三氧化硫:SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO根据所采用设备的不同,硝化法又分为铅室法和塔式法,现在铅室法已被淘汰;塔式法生产的硫酸浓度只有76%;而接触法可以生产浓度98%以上的硫酸;采用最多。

主要方程式:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO22SO2+O2=2SO3SO3+H2O=H2SO4我国硫铁矿的分布特征硫矿床的成因类型与产状虽然十分复杂,但在分布上却是很有规律的,它们基本上沿着地壳比较活动的地槽系和深大断裂带分布。

硫铁矿床的分布,大体上可分为东部、南部。

西南部、北部、中部、华北等6个成矿带:东部成矿带:分布在吉黑褶皱系及郯庐深断裂带。

此带盆地交错,蕴藏着石油、天然气硫化氢和生物化学作用有关的自然硫矿床。

南部成矿带:分布在华南褶皱系内,包括两广和福建等沿海地区。

西南部成矿带:主要指扬子地块西部边缘,即川、黔、滇三省交界处,大致沿“康滇地轴”产于峨眉玄武岩或龙潭组之间的硫铁矿床。

北部成矿带:处于内蒙古大兴安岭褶皱系,这是塔里木——中朝地块和西伯利亚地块两个地块之间的地槽区,东升庙、海拉尔等重要硫铁矿床分布于此区。

中部成矿带:为昆仑——祁连——秦岭褶皱系,这是处于塔里木中朝地块南缘的横亘全国的东西向的地槽系。

华北成矿带:主要指分布在中朝准地台,奥陶系风化面上,生物成因的含矿煤系沉积型黄铁矿床。

中国已发现的近千个硫铁矿床(点),90%以上都分布在上述6个成矿带内,其他地区的硫铁矿床分布零星。

国内外硫铁矿现状由于金融危机的影响,国际国内的硫酸价格大幅下跌,而且在一个较长时期,硫酸的需求量也将处在较低的水平,再加上硫酸的原料中,硫磺制酸具有相对优势。

硫铁矿所占的比例有越来越小的趋势,因此单纯地开发硫铁矿用于制造硫酸作为最终产品进行销售的模式是不可取的,而应将硫铁矿制得的硫酸作为硫基化工生产和其他工业生产的中间原料,同时结合开发利用其他矿产资源就地利用和消化掉。

这样不仅能够节约大量运输成本,也有利于形成硫基循环产业链,综合利用资源,大幅提高资源利用率,最大限度地减少对环境的影响,从而最终实现完整、成熟的硫基循环产业链,促进地方经济、社会和环境的硫基循环工业可以发展硫铁矿、硫酸、化肥和钛自粉等硫酸延伸产品和铁系产品,从而形成硫铁矿一硫酸一化肥和硫铁矿一硫酸一硫酸延伸产品一铁系产品等为主链的循环产业链。

我国硫铁矿开发利用情况长期以来,我国生产硫酸的原料一直以硫铁矿为主,这是由我国硫资源的特点所决定的。

而我国75%以上的硫酸是用来生产化肥的,可以说硫铁矿工业在满足化肥生产的需求方面功不可没。

从20世纪90年代到2l世纪初期,我国硫酸产业结构基本形成了硫铁矿制酸、硫磺制酸和冶炼烟气制酸三分天下的格局。

硫铁矿是我国的自有资源,应该合理使用,硫铁矿制酸能够补充冶炼烟气制酸(这是环保要求必产的酸)和硫磺制酸(利用世界硫磺资源) 和谐发展。

之外不足的部分,起到调节制衡的作用。

所以硫铁矿制酸仍要继续搞好、继续进步、继续发展,这主要不是表现在数量上,而是质量上,向更具竞争力的方向发展。

因此,尽管硫铁矿制酸产量占硫酸总产量的比重仍在继续下降,但硫铁矿仍然是化肥工业和农业生产的重要原材料,硫铁矿的综合开发利用前景看好。

文献参考任海兵:对我国硫铁矿资源开发及利用的思考纪罗军:“十一五”我国硫酸工业回顾及“十二五”展望姚敬民陆济亮姜勇:广西凤山县福家坡硫铁矿矿床地质特征及其成因汤新田徐刚居甘友佳:广西凌云交摩矿区硫铁矿床地质特征和控矿因素董青海,孙伟,胡岳华,王淀佐:黄铁矿浮选过程的机械电化学行为研究宫丽,马光:黄铁矿的成分表型特征及其在金属矿床中的指示意义李玉琼,陈建华,陈晔,郭进:黄铁矿(100)表面性质的密度泛函理论计算及其对浮选的影响李青春,刘水发:德兴铜矿硫铁矿资源综合利用研究和应用胡天喜,文书名:硫铁矿选矿现状与发展《矿石可选性研究》林国梁主编1998年06月第1版冶金工业出版社《资源加工学》王淀佐主编2005年3月第1版科学出版社《泡沫浮选》龚明光主编2007年8月第1版冶金工业出版社《浮选溶液化学》王淀佐1988年11月第1版冶金工业出版社《选矿厂设计》冯守本主编1996年10月第1版冶金工业出版社。

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