砷(shen)(shen)(shen)黃(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)常產于高(gao)溫熱液(ye)礦(kuang)(kuang)床、偉晶(jing)巖(yan)及交代礦(kuang)(kuang)床中(zhong),在(zai)鎢錫礦(kuang)(kuang)脈中(zhong)與(yu)黑(hei)(hei)鎢礦(kuang)(kuang)、錫石共生。砷(shen)(shen)(shen)黃(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)灼燒后(hou)具(ju)有磁性,錘擊砷(shen)(shen)(shen)黃(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)會發出蒜(suan)臭味。砷(shen)(shen)(shen)黃(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)是一種(zhong)鐵(tie)(tie)的硫砷(shen)(shen)(shen)化物礦(kuang)(kuang)物。砷(shen)(shen)(shen)黃(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)的莫氏硬度是5.5-6.0,比重為6.2。砷(shen)(shen)(shen)黃(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)是錫白色至(zhi)鋼灰色,條痕(hen)灰黑(hei)(hei)色,金屬光澤,不透(tou)明。砷(shen)(shen)(shen)黃(huang)(huang)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)是晶(jing)體屬單斜晶(jing)系斜方柱晶(jing)類(lei)的硫化物礦(kuang)(kuang)物。
【中文名稱】砷黃鐵礦;毒砂
【英(ying)文名稱】arsenopyrite;mispickel
【結構或分子式】FeAsS
【密度】5.89~6.20
【性狀】
錫白色至鋼灰色,金屬光(guang)澤,單斜晶系,常呈柱狀、針(zhen)狀等集合體(ti)。
【用途】
用于提煉砷和制造(zao)砷化合物如三氧化二砷、砷酸(suan)(suan)鈉(na)、砷酸(suan)(suan)鉛等。含高鈷(gu)(gu)者稱(cheng)為鈷(gu)(gu)毒砂,可作(zuo)提取鈷(gu)(gu)的礦(kuang)物原料。
【其他】
硬度5.5~6.0。性(xing)脆。斷口鋼灰色,常(chang)具黃錆色。條痕灰黑色。導電性(xing)良好(hao)。打擊時有蒜臭。常(chang)含鎳、鈷等。
砷(shen)黃鐵礦是分布最(zui)廣(guang)的一(yi)種硫砷(shen)化物。我國砷(shen)黃鐵礦主要分布在湖南(nan)、江西(xi)、云南(nan)等地。世界(jie)著名產地有(you)德國的弗賴貝爾(er)格(ge)、英國的康沃爾(er)、加(jia)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,除去雜石,與(yu)煤、木炭或(huo)木材燒煉,然(ran)后升華,即為砒霜。
由于黃(huang)藥(yao)以雙黃(huang)藥(yao)的(de)(de)(de)形式(shi)吸(xi)附在(zai)黃(huang)鐵礦(kuang)和砷黃(huang)鐵礦(kuang)表(biao)面(mian)上,雙黃(huang)藥(yao)對陽離子沒(mei)有選(xuan)擇性,所以用(yong)黃(huang)藥(yao)浮(fu)選(xuan)分(fen)離黃(huang)鐵礦(kuang)和砷黃(huang)鐵礦(kuang)是(shi)很困難(nan)的(de)(de)(de)。因此,眾多學者采用(yong)了多種分(fen)離技術(shu)(shu)來分(fen)離砷黃(huang)鐵礦(kuang)和黃(huang)鐵礦(kuang)。這些(xie)技術(shu)(shu)包括改(gai)變(bian)礦(kuang)漿(jiang)pH值、改(gai)變(bian)礦(kuang)物表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)氧化程度和添加促進(jin)砷黃(huang)鐵礦(kuang)浮(fu)選(xuan)的(de)(de)(de)SO2。對其(qi)中一些(xie)已(yi)進(jin)行了工(gong)業試驗(yan),然而(er)試驗(yan)結果(guo)不是(shi)回(hui)收率低,就是(shi)選(xuan)擇性難(nan)于控制。
2000年Yen和(he)(he)Tajacod在研究從硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(Cu3AsS4)中選擇性(xing)浮選黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(CuFeS2)時用(yong)(yong)鎂(mei)-銨混合物(MAA)作為抑制劑(ji)(ji)。作者在改變MAA濃(nong)(nong)度和(he)(he)pH值時測定了合成(cheng)硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)、天然(ran)硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)和(he)(he)天然(ran)黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)對(dui)捕收(shou)(shou)劑(ji)(ji)戊(wu)基(ji)鉀黃(huang)藥(yao)(PAX)的(de)(de)吸(xi)附密度和(he)(he)礦(kuang)(kuang)(kuang)物回收(shou)(shou)率。這些(xie)結果表明,隨(sui)著(zhu)MAA濃(nong)(nong)度的(de)(de)增加,合成(cheng)硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)與(yu)天然(ran)硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)對(dui)捕收(shou)(shou)劑(ji)(ji)的(de)(de)吸(xi)附密度降低(di)(di)。相反(fan)地,黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)對(dui)捕收(shou)(shou)劑(ji)(ji)的(de)(de)吸(xi)附密度不隨(sui)MAA濃(nong)(nong)度改變而變化(hua),僅隨(sui)pH值變化(hua)略有(you)(you)降低(di)(di)。可用(yong)(yong)硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)氧(yang)化(hua)性(xing)來解(jie)釋(shi)MAA的(de)(de)作用(yong)(yong)機理。硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面上(shang)的(de)(de)砷(shen)(shen)(shen)離子被溶解(jie)在礦(kuang)(kuang)(kuang)漿中的(de)(de)氧(yang)所氧(yang)化(hua),而形(xing)成(cheng)穩定的(de)(de)絡(luo)合陰離子AsO43-,并通過共(gong)價鍵合留在硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面上(shang)。1988年Nishimura等人解(jie)釋(shi)說(shuo),MAA抑制劑(ji)(ji)中的(de)(de)鎂(mei)對(dui)砷(shen)(shen)(shen)酸鹽有(you)(you)很(hen)強的(de)(de)親合性(xing),能形(xing)成(cheng)親水化(hua)合物AsO4NH4·6H2O。此(ci)化(hua)合物在硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面上(shang)的(de)(de)形(xing)成(cheng),能有(you)(you)效地阻止黃(huang)藥(yao)的(de)(de)吸(xi)附。
MAA抑(yi)制(zhi)(zhi)劑對黃鐵礦與(yu)砷黃鐵礦分離的效(xiao)果還沒(mei)有研究(jiu)過。因為砷黃鐵礦中含(han)有砷離子,因此可以(yi)推斷,該法也可能抑(yi)制(zhi)(zhi)砷黃鐵礦,使黃鐵礦保持其可浮性。
由(you)于(yu)砷(shen)(shen)黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)常與金(jin)礦(kuang)(kuang)伴(ban)生,在選礦(kuang)(kuang)過(guo)程中(zhong)金(jin)與毒砂的(de)(de)分(fen)離是及(ji)(ji)其(qi)重要(yao)的(de)(de)一步,其(qi)中(zhong),電(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)方法是最常用的(de)(de)處(chu)理(li)手段,常用的(de)(de)理(li)論研究中(zhong),用得最多的(de)(de)是循(xun)環(huan)伏安法,即(ji)以砷(shen)(shen)黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)作(zuo)為工(gong)作(zuo)電(dian)(dian)(dian)極,以各種溶(rong)液(ye)作(zuo)電(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye),研究砷(shen)(shen)黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)氧化(hua)表面電(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)特征。溫(wen)度(du)、電(dian)(dian)(dian)勢、pH值(zhi)是影響砷(shen)(shen)黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)電(dian)(dian)(dian)氧化(hua)速率及(ji)(ji)氧化(hua)產物種類最基本的(de)(de)因(yin)素。
在(zai)(zai)酸(suan)(suan)礦(kuang)(kuang)廢(fei)水(shui)環境(jing)中,很(hen)多(duo)(duo)(duo)種(zhong)(zhong)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)代謝活躍,多(duo)(duo)(duo)種(zhong)(zhong)嗜酸(suan)(suan)性(xing)的(de)(de)(de)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)都可以獨立地增強含鐵(tie)(tie)和(he)含硫(liu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua),如細(xi)菌和(he)古(gu)細(xi)菌,包括(kuo)許多(duo)(duo)(duo)化(hua)(hua)(hua)(hua)能自養型微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu),在(zai)(zai)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)環境(jing)中占統治地位,并且有(you)利用無機元素(su)維持(chi)代謝的(de)(de)(de)能力。嗜酸(suan)(suan)性(xing)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)最重要的(de)(de)(de)功(gong)能之一(yi)就是(shi)(shi)將Fe(Ⅱ)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)成Fe(Ⅲ),Fe3+/Fe2+氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)還原對具(ju)有(you)+770mV(在(zai)(zai)pH=2)的(de)(de)(de)標(biao)準還原電(dian)(dian)位,這對氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)還原對具(ju)有(you)很(hen)高(gao)電(dian)(dian)勢(shi),在(zai)(zai)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)中,只有(you)氧(yang)(yang)(yang)(yang)分(fen)子(zi)可以充當(dang)來自于(yu)嗜酸(suan)(suan)性(xing)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)的(de)(de)(de)接受(shou)者。除了鐵(tie)(tie)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)細(xi)菌外(wai),用得(de)最多(duo)(duo)(duo)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)硫(liu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)細(xi)菌,許多(duo)(duo)(duo)嗜酸(suan)(suan)性(xing)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)可以氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)H2S、自然態硫(liu)(S0)、S2O32-和(he)連四硫(liu)酸(suan)(suan)鹽S4O62-,大(da)多(duo)(duo)(duo)數情況(kuang)下硫(liu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)最終產物(wu)(wu)(wu)為硫(liu)酸(suan)(suan)根,伴(ban)隨(sui)著(zhu)H+的(de)(de)(de)形成,會(hui)產生(sheng)(sheng)大(da)量的(de)(de)(de)硫(liu)酸(suan)(suan)。二價(jia)鐵(tie)(tie)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)硫(liu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)原本緩慢的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)在(zai)(zai)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)參與下會(hui)得(de)到極大(da)地增強,因此(ci),硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)(如砷黃鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang))的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溶解速率被(bei)增強了,其(qi)結果(guo)是(shi)(shi)更(geng)多(duo)(duo)(duo)的(de)(de)(de)酸(suan)(suan)礦(kuang)(kuang)廢(fei)水(shui)和(he)砷被(bei)釋放到環境(jing)中去。