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【華特選礦百科】一文了解黃鐵礦物

華特磁電 2025-03-10 | 閱讀：650

磁黃鐵礦和愚人金黃鐵礦外表相似，它們的顏色和外觀都與黃金接近。是自然界最常見的磁性硫化鐵礦石，儲量豐富，工業(yè)價(jià)值較高。磁黃鐵礦是鐵的硫化物。它源自希臘語“pyrros”，意思是“火的顏色”，是常見的磁性硫化鐵礦石，通常與鎳黃鐵礦、黃鐵礦等伴生。

一．黃鐵礦

黃鐵礦(FeS2)是一種復(fù)硫化礦物，淺黃銅色，表面具有黃褐色、錆色、有金屬光澤，是自然界中常見的金屬礦物，也是地殼中分布最廣的硫化物。

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黃鐵礦晶體結(jié)構(gòu)

黃鐵礦成分中通常含鈷、鎳和硒，具有NaCl型晶體結(jié)構(gòu)。成分相同而屬于正交(斜方)晶系的稱為白鐵礦。成分中還常存在微量的鈷、鎳、銅、金、硒等元素，含量較高時(shí)可在提取硫的過程中綜合回收和利用。

物理性質(zhì)

淺黃銅黃色，表面常具黃褐色、錆色。條痕綠黑或褐黑。具有強(qiáng)金屬光澤。不透明。無解理，斷口參差狀，硬度6~6.5，相對密度4.9~5.2。

主要分布

中國許多省區(qū)都有黃鐵礦產(chǎn)出，如湖南、湖北、浙江、陜西、安徽、廣東等，較為重要的產(chǎn)地有廣東云浮、英德、安徽馬鞍山，甘肅白銀廠和湖南耒陽等。

除中國以外、西班牙、美國、墨西哥、玻利維亞、秘魯、意大利、英國、法國、德國、瑞士、瑞典等國也有具有觀賞價(jià)值的黃鐵礦晶體產(chǎn)出。

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主要用途

觀賞用途：

在英國維多利亞女王時(shí)代，人們喜歡飾用這種具有特殊形態(tài)和觀賞價(jià)值的寶石。它除了用于磨制寶石還可以做珠寶玉器和其他工藝品的底座。

醫(yī)藥用途：

黃鐵礦在中藥中稱“自然銅”，一般砸碎或煅用，別名“石髓鉛”。具有散瘀止痛、接骨療傷的功效，配方藥如活血止痛散，軍中跌打散等。

化工生產(chǎn)：

黃鐵礦是提取硫和制造硫酸的主要礦物原料。含Au、Co、Ni時(shí)可提取伴生元素。黃鐵礦在生產(chǎn)中可作為催化劑。如生產(chǎn)肥料用的氨、從可再生生物質(zhì)中合成碳?xì)浠衔锶剂?、提取燃料電池和電動汽車用的氫等，均可適當(dāng)采用黃鐵礦，實(shí)現(xiàn)催化效果。

廢水處理：

黃鐵礦具有表面溶解性、沉淀吸附性、氧化還原性等特性，是一種天然的廢水處理礦物材料，能吸附很多有害的金屬離子如鉻、汞、納米金、銻和非金屬離子磷、砷等，另外還能吸附一些小分子的物質(zhì)，不僅如此，通過對黃鐵礦進(jìn)行改性、人工合成或與其它材料聯(lián)合使用后可以更有效地處理不同類型的廢水。

其它用途：

硫鐵礦仍在商業(yè)用途中用于生產(chǎn)二氧化硫，用于造紙工業(yè)等領(lǐng)域以及用于硫酸的生產(chǎn)。黃鐵礦在540℃的溫度下開始熱分解為FeS和元素硫。

黃鐵礦的一種較新的商業(yè)用途是作為Energizer品牌不可充電鋰電池的正極材料。

在早期世紀(jì)20年代的，黃鐵礦用作礦物檢測器在無線電接收器，并且仍然在使用由結(jié)晶無線電愛好者。在真空管成熟之前，晶體檢測器是最靈敏，最可靠的檢測器。硫鐵礦探測器占據(jù)了方鉛礦探測器和機(jī)械上較復(fù)雜的perikon礦物對之間的中點(diǎn)。硫鐵礦探測器可以像現(xiàn)代的1N34A鍺二極管探測器一樣靈敏。

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硫鐵礦已被提出為低成本光伏太陽能電池板中的一種豐富、無毒、廉價(jià)的材料。合成的硫化鐵與硫化銅一起使用來創(chuàng)建光伏材料。最近的努力正在致力于完全由黃鐵礦制成的薄膜太陽能電池。

選別方法

黃鐵礦作為提取硫和制造硫酸的關(guān)鍵礦物原料，在有色金屬硫化礦（如銅、鉛、鋅）的浮選過程中，常被視作副產(chǎn)品加以回收利用。針對黃鐵礦的選礦，常用的方法涵蓋重選、浮選以及重選-浮選聯(lián)合法三種。選擇何種選礦方法，需依據(jù)黃鐵礦的礦石性質(zhì)，通過選礦試驗(yàn)來確定。

重選法

重選法是黃鐵礦選礦的傳統(tǒng)方法之一，利用黃鐵礦中有用礦物與脈石礦物之間的密度差異進(jìn)行選別。黃鐵礦重選法的優(yōu)勢在于設(shè)備投資少、選礦成本低、操作較簡單。根據(jù)原礦粒級的大小，黃鐵礦重選法可以分為跳汰重選和螺旋溜槽重選。

跳汰重選法

跳汰重選在處理粗中粒級的黃鐵礦時(shí)展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。其工藝操作簡便，設(shè)備處理量大，足以滿足大規(guī)模生產(chǎn)需求。同時(shí)，跳汰重選還具備相當(dāng)?shù)倪x別精度，能有效分離黃鐵礦中的有用礦物與脈石礦物。

螺旋溜槽重選法

螺旋溜槽重選主要應(yīng)用于細(xì)粒級黃鐵礦的處理。該方法處理能力強(qiáng)、給礦濃度高、占地面積小且操作簡單。在螺旋溜槽重選過程中，給礦量和給礦濃度對選別效果至關(guān)重要。給礦量過大可能導(dǎo)致黃鐵礦回收率下降，而給礦濃度過高則可能降低黃鐵礦精礦品位。

浮選法

由于黃鐵礦具有良好的可浮性，因此浮選法也是黃鐵礦選礦的常見方法。在黃鐵礦浮選過程中，常用短鏈黃藥作為捕收劑，硫酸作為活化劑。

浮選聯(lián)合法

黃鐵礦作為提取硫和制造硫酸的關(guān)鍵礦物原料。在處理脈石礦物易泥化的情況下，黃鐵礦重選—浮選聯(lián)合法展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。當(dāng)黃鐵礦所含脈石礦物（如蛇紋石、綠泥石、高嶺石等）易泥化時(shí)，浮選過程中會產(chǎn)生大量礦泥覆蓋于黃鐵礦表面，抑制其可浮性。

二．磁黃鐵礦

磁黃鐵礦是磁黃鐵礦族中的一種鐵的硫化礦物，它的成分中含有硫達(dá)40%，因此可以用來制作硫酸。而當(dāng)其中的鎳含量很高時(shí)，便可從中提煉鎳。磁黃鐵礦有金屬般的光澤，為暗青銅黃色帶紅。

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物理性質(zhì)

晶形呈六方板狀、柱狀或桶狀，但很少見，通常呈致密塊狀集合體。暗青銅黃色，帶褐色錆色。條痕亮灰黑色。金屬光澤。解理不完全、裂開發(fā)育、性脆、硬度3.5~4.5、相對密度4.60~4.70、具強(qiáng)磁性。

主要分布

加拿大、安大略的Sudbury、美國、田納西州的Ducktown，墨西哥的Chihuahua，以及巴西、蘇俄、德國、瑞典、芬蘭、挪威等地。

在臺灣，則可以在金面山鉛鋅礦脈、木瓜溪下游的銅門—銅文蘭銅礦等地發(fā)現(xiàn)磁黃鐵礦的蹤跡；但在金面山地區(qū)，磁黃鐵礦有的僅數(shù)個微米（μm）大??；至于在銅門地區(qū)，夾雜在石英云母片巖、綠色片巖及硅質(zhì)片巖中的磁黃鐵礦與黃鐵礦則是提煉硫磺的來源。

主要用途

制作硫酸的原料，但其經(jīng)濟(jì)價(jià)值遠(yuǎn)不如黃鐵礦礦石大；通常呈致密塊狀產(chǎn)于多種金屬礦床中，但主要富集于銅鎳硫化物礦床中,與鎳黃鐵礦、黃銅礦共生。

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磁黃鐵礦在地表易風(fēng)化成褐鐵礦。其成分中含硫量為39~40%，可用于制作硫酸。當(dāng)成分中含鎳高時(shí)，可作為鎳礦石利用。可用于含重金屬廢水的凈化處理。廣泛用于石油化工、冶金、橡膠、造紙、軍事、食品等工業(yè)。可作為提煉鐵、硫的礦石。主要用作生產(chǎn)硫酸、硫磺、二硫化碳、亞硫酸鹽等的原料，廣泛用于石油化工、冶金、橡膠、造紙、軍事、食品等工業(yè)。

選別方法

磁黃鐵礦通常與黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦和方鉛礦等硫化物伴生。很難以單一形式將磁黃鐵礦與其他硫化物礦物分離。因此，磁黃鐵礦的選礦一般采用磁選和浮選相結(jié)合的選礦方法。選礦前必須進(jìn)行選礦測試，以獲得最佳選礦結(jié)果。

浮選法：用捕收劑對原礦進(jìn)行銅浮選，經(jīng)過一次粗選、三次精選后得到銅精礦。

磁浮選：銅浮選后的尾礦進(jìn)入磁選，獲得鐵精礦和磁選尾礦。然后對磁選尾礦進(jìn)行含硫礦物的浮選，經(jīng)過一粗三選，得到硫精礦。

三．砷黃鐵礦

砷黃鐵礦常產(chǎn)于高溫?zé)嵋旱V床、偉晶巖及交代礦床中，在鎢錫礦脈中與黑鎢礦、錫石共生。砷黃鐵礦灼燒后具有磁性，錘擊砷黃鐵礦會發(fā)出蒜臭味。砷黃鐵礦是一種鐵的硫砷化物礦物。砷黃鐵礦的莫氏硬度是5.5~6.0，比重為6.2。砷黃鐵礦是錫白色至鋼灰色，條痕灰黑色，金屬光澤，不透明。砷黃鐵礦是晶體屬單斜晶系斜方柱晶類的硫化物礦物。

主要分布

砷黃鐵礦是分布最廣的一種硫砷化物。我國砷黃鐵礦主要分布在湖南、江西、云南等地。世界著名產(chǎn)地有德國的弗賴貝爾格、英國的康沃爾、加拿大的科博爾等地。

中國古代稱為白砒石、礜石。將毒砂砸成小塊，除去雜石，與煤、木炭或木材燒煉，然后升華，即為砒霜。

主要用途

用于提煉砷和制造砷化合物如三氧化二砷、砷酸鈉、砷酸鉛等。含高鈷者稱為鈷毒砂，可作提取鈷的礦物原料。

選別方法

◆從黃鐵礦中選擇性浮選砷黃鐵礦

由于黃藥以雙黃藥的形式吸附在黃鐵礦和砷黃鐵礦表面上，雙黃藥對陽離子沒有選擇性，所以用黃藥浮選分離黃鐵礦和砷黃鐵礦是很困難的。因此，眾多學(xué)者采用了多種分離技術(shù)來分離砷黃鐵礦和黃鐵礦。這些技術(shù)包括改變礦漿pH值、改變礦物表面的氧化程度和添加促進(jìn)砷黃鐵礦浮選的SO2。對其中一些已進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，然而試驗(yàn)結(jié)果不是回收率低，就是選擇性難于控制。

◆砷黃鐵礦電氧化

由于砷黃鐵礦常與金礦伴生，在選礦過程中金與毒砂的分離是及其重要的一步，其中，電化學(xué)方法是最常用的處理手段，常用的理論研究中，用得最多的是循環(huán)伏安法，即以砷黃鐵礦作為工作電極，以各種溶液作電解液，研究砷黃鐵礦氧化表面電化學(xué)特征。溫度、電勢、pH值是影響砷黃鐵礦電氧化速率及氧化產(chǎn)物種類最基本的因素。

◆砷黃鐵礦生物氧化

在酸礦廢水環(huán)境中，很多種微生物代謝活躍，多種嗜酸性的微生物都可以獨(dú)立地增強(qiáng)含鐵和含硫礦物的氧化，如細(xì)菌和古細(xì)菌，包括許多化能自養(yǎng)型微生物，在硫化物礦物氧化環(huán)境中占統(tǒng)治地位，并且有利用無機(jī)元素維持代謝的能力。

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