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阅读 5963 次 历史版本 0个 创建者:冰菊物语 (2012/10/26 16:57:24)  最新编辑:冰菊物语 (2012/10/26 16:57:24)
黄铁矿
拼音:Huáng Tiěkuàng (Huang Tiekuang)
同义词条:愚人金
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  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。

矿物简介

 
黄铁矿
                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”。

  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。中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,条痕绿黑色或褐黑色,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。

物理特性

 
黄铁矿
                黄铁矿
  浅黄铜黄色,表面常具黄褐色锖色。条痕绿黑或褐黑。强金属光泽。不透明。解理、极不完全。硬度6~6.5。相对密度4.9~5.2。可具检波性。

  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。
 

化学特性


  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。

  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。
 

鉴别方法

 
黄铁矿
               黄铁矿
  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。

  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。另外,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。

  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。黄铁矿是提取硫和制造硫酸的主要原料,它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。
 

分布情况


  世界著名产地有西班牙捷克斯洛伐克美国中国。中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。
 

制造硫酸

 
黄铁矿
                 黄铁矿
  生产硫磺硫酸的主要原料。含Au、Co、Ni时可提取伴生元素。

  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。

  中学化学中的应用: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+8SO2

  2SO2+O2=2SO3

  SO3+H2O=H2SO4

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