砷(shen)黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)常產于(yu)高溫熱(re)液礦(kuang)(kuang)床、偉晶巖及交代(dai)礦(kuang)(kuang)床中,在鎢(wu)(wu)錫礦(kuang)(kuang)脈中與黑鎢(wu)(wu)礦(kuang)(kuang)、錫石(shi)共生。砷(shen)黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)灼(zhuo)燒后具有(you)磁性,錘擊砷(shen)黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)會發出蒜臭(chou)味(wei)。砷(shen)黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)是(shi)一種鐵(tie)(tie)的(de)硫砷(shen)化(hua)物礦(kuang)(kuang)物。砷(shen)黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)的(de)莫氏(shi)硬度是(shi)5.5-6.0,比(bi)重(zhong)為(wei)6.2。砷(shen)黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)是(shi)錫白色至鋼灰色,條痕灰黑色,金屬光澤,不透明。砷(shen)黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)是(shi)晶體屬單斜晶系斜方柱(zhu)晶類的(de)硫化(hua)物礦(kuang)(kuang)物。
【中文(wen)名稱】砷黃鐵礦;毒砂
【英文(wen)名(ming)稱】arsenopyrite;mispickel
【結(jie)構或分子式(shi)】FeAsS
【密度】5.89~6.20
【性狀】
錫白色至鋼灰色,金(jin)屬光澤,單斜(xie)晶系,常呈柱狀(zhuang)、針狀(zhuang)等集合體(ti)。
【用途】
用于提(ti)煉(lian)砷(shen)和(he)制造砷(shen)化合物如三氧(yang)化二砷(shen)、砷(shen)酸鈉、砷(shen)酸鉛等。含高(gao)鈷(gu)者(zhe)稱為鈷(gu)毒(du)砂,可作提(ti)取鈷(gu)的礦物原料(liao)。
【其他】
硬(ying)度5.5~6.0。性(xing)脆。斷口鋼灰色,常具黃錆(qing)色。條痕灰黑色。導電性(xing)良好。打(da)擊時(shi)有蒜臭。常含鎳(nie)、鈷等。
砷(shen)黃(huang)鐵礦(kuang)是分布(bu)最(zui)廣的一種硫砷(shen)化物。我國砷(shen)黃(huang)鐵礦(kuang)主(zhu)要分布(bu)在湖南、江(jiang)西、云南等地。世(shi)界著名產地有德國的弗賴貝(bei)爾(er)格、英國的康沃爾(er)、加拿大的科博(bo)爾(er)等地。中國古代稱為白砒石、礜石。將毒砂砸成小塊,除(chu)去雜(za)石,與煤、木(mu)炭(tan)或(huo)木(mu)材燒煉,然后(hou)升華,即(ji)為砒霜。
由于黃(huang)(huang)(huang)藥(yao)(yao)(yao)以雙黃(huang)(huang)(huang)藥(yao)(yao)(yao)的(de)形式(shi)吸附在黃(huang)(huang)(huang)鐵礦(kuang)和(he)砷(shen)黃(huang)(huang)(huang)鐵礦(kuang)表面上,雙黃(huang)(huang)(huang)藥(yao)(yao)(yao)對陽離子沒有(you)選擇(ze)性,所以用(yong)(yong)黃(huang)(huang)(huang)藥(yao)(yao)(yao)浮選分(fen)離黃(huang)(huang)(huang)鐵礦(kuang)和(he)砷(shen)黃(huang)(huang)(huang)鐵礦(kuang)是(shi)很(hen)困(kun)難的(de)。因此,眾多學者采用(yong)(yong)了多種分(fen)離技(ji)術(shu)來分(fen)離砷(shen)黃(huang)(huang)(huang)鐵礦(kuang)和(he)黃(huang)(huang)(huang)鐵礦(kuang)。這些技(ji)術(shu)包(bao)括改變礦(kuang)漿pH值、改變礦(kuang)物表面的(de)氧化程(cheng)度和(he)添加促進砷(shen)黃(huang)(huang)(huang)鐵礦(kuang)浮選的(de)SO2。對其(qi)中(zhong)一些已(yi)進行了工(gong)業試驗,然(ran)而試驗結果(guo)不是(shi)回收率(lv)低,就是(shi)選擇(ze)性難于控制。
2000年(nian)Yen和Tajacod在研究從硫砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(Cu3AsS4)中(zhong)選(xuan)擇性(xing)浮選(xuan)黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)礦(CuFeS2)時(shi)用(yong)鎂-銨(an)混合(he)物(MAA)作(zuo)為(wei)抑(yi)制劑。作(zuo)者在改變MAA濃(nong)度和pH值(zhi)時(shi)測定(ding)(ding)了合(he)成(cheng)硫砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦、天(tian)然硫砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦和天(tian)然黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)礦對捕(bu)收劑戊基(ji)鉀(jia)黃(huang)藥(PAX)的(de)(de)吸附(fu)密(mi)度和礦物回收率。這(zhe)些結(jie)果表明,隨(sui)著MAA濃(nong)度的(de)(de)增加,合(he)成(cheng)硫砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦與天(tian)然硫砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦對捕(bu)收劑的(de)(de)吸附(fu)密(mi)度降低。相(xiang)反(fan)地(di),黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)礦對捕(bu)收劑的(de)(de)吸附(fu)密(mi)度不(bu)隨(sui)MAA濃(nong)度改變而(er)變化(hua)(hua)(hua),僅隨(sui)pH值(zhi)變化(hua)(hua)(hua)略有降低。可用(yong)硫砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性(xing)來解釋MAA的(de)(de)作(zuo)用(yong)機理。硫砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦表面(mian)(mian)上的(de)(de)砷(shen)離子(zi)被溶解在礦漿(jiang)中(zhong)的(de)(de)氧(yang)所氧(yang)化(hua)(hua)(hua),而(er)形成(cheng)穩定(ding)(ding)的(de)(de)絡合(he)陰(yin)離子(zi)AsO43-,并(bing)通過共價鍵合(he)留在硫砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦表面(mian)(mian)上。1988年(nian)Nishimura等人解釋說,MAA抑(yi)制劑中(zhong)的(de)(de)鎂對砷(shen)酸鹽有很(hen)強的(de)(de)親合(he)性(xing),能形成(cheng)親水(shui)化(hua)(hua)(hua)合(he)物AsO4NH4·6H2O。此化(hua)(hua)(hua)合(he)物在硫砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦表面(mian)(mian)上的(de)(de)形成(cheng),能有效地(di)阻止(zhi)黃(huang)藥的(de)(de)吸附(fu)。
MAA抑制劑(ji)對黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)與砷黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)分離(li)的效(xiao)果還(huan)沒有研究過。因為砷黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)中(zhong)含有砷離(li)子,因此(ci)可(ke)以推斷,該法也(ye)可(ke)能抑制砷黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang),使(shi)黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)保持其(qi)可(ke)浮(fu)性。
由于(yu)砷(shen)黃(huang)鐵(tie)礦(kuang)常(chang)與金礦(kuang)伴生(sheng),在(zai)選礦(kuang)過程中(zhong)(zhong)金與毒砂的(de)(de)分(fen)離是及其(qi)重要的(de)(de)一步,其(qi)中(zhong)(zhong),電化學方(fang)法是最(zui)常(chang)用的(de)(de)處理手段,常(chang)用的(de)(de)理論研究(jiu)(jiu)中(zhong)(zhong),用得最(zui)多的(de)(de)是循環伏安法,即以(yi)砷(shen)黃(huang)鐵(tie)礦(kuang)作為工作電極(ji),以(yi)各(ge)種溶液作電解液,研究(jiu)(jiu)砷(shen)黃(huang)鐵(tie)礦(kuang)氧(yang)化表面電化學特(te)征。溫度、電勢、pH值是影響砷(shen)黃(huang)鐵(tie)礦(kuang)電氧(yang)化速(su)率及氧(yang)化產物種類最(zui)基本的(de)(de)因素。
在(zai)酸(suan)(suan)礦(kuang)(kuang)廢(fei)水環境中(zhong)(zhong),很(hen)多種微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)代(dai)謝活躍,多種嗜(shi)(shi)酸(suan)(suan)性的(de)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)都可(ke)以(yi)獨立地(di)增(zeng)強含(han)(han)鐵(tie)和含(han)(han)硫(liu)(liu)(liu)(liu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua),如細(xi)菌和古細(xi)菌,包括許(xu)多化(hua)(hua)(hua)能自養型微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu),在(zai)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)環境中(zhong)(zhong)占統(tong)治地(di)位(wei),并且有(you)利(li)用(yong)無(wu)機(ji)元素維持代(dai)謝的(de)能力。嗜(shi)(shi)酸(suan)(suan)性微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)最重要的(de)功能之一就是(shi)將(jiang)Fe(Ⅱ)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)成Fe(Ⅲ),Fe3+/Fe2+氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)還原(yuan)對具有(you)+770mV(在(zai)pH=2)的(de)標準(zhun)還原(yuan)電位(wei),這對氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)還原(yuan)對具有(you)很(hen)高電勢,在(zai)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)過程中(zhong)(zhong),只有(you)氧(yang)(yang)(yang)分子可(ke)以(yi)充當來自于嗜(shi)(shi)酸(suan)(suan)性微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)電子的(de)接受者。除了鐵(tie)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)細(xi)菌外,用(yong)得最多的(de)是(shi)硫(liu)(liu)(liu)(liu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)細(xi)菌,許(xu)多嗜(shi)(shi)酸(suan)(suan)性微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)可(ke)以(yi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)H2S、自然態硫(liu)(liu)(liu)(liu)(S0)、S2O32-和連四硫(liu)(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)鹽(yan)S4O62-,大(da)(da)多數情況下硫(liu)(liu)(liu)(liu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)最終產物(wu)(wu)(wu)(wu)為硫(liu)(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)根,伴隨(sui)著(zhu)H+的(de)形成,會(hui)產生(sheng)(sheng)大(da)(da)量的(de)硫(liu)(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)。二價鐵(tie)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)和硫(liu)(liu)(liu)(liu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)原(yuan)本緩(huan)慢的(de)化(hua)(hua)(hua)學氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)過程在(zai)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)參與下會(hui)得到(dao)極大(da)(da)地(di)增(zeng)強,因此,硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(wu)(如砷黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang))的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溶解速(su)率被增(zeng)強了,其(qi)結果(guo)是(shi)更多的(de)酸(suan)(suan)礦(kuang)(kuang)廢(fei)水和砷被釋放到(dao)環境中(zhong)(zhong)去(qu)。