砷(shen)黃(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)常產于高(gao)溫熱液礦(kuang)(kuang)(kuang)床、偉晶巖(yan)及交代(dai)礦(kuang)(kuang)(kuang)床中,在(zai)鎢錫礦(kuang)(kuang)(kuang)脈中與黑鎢礦(kuang)(kuang)(kuang)、錫石(shi)共(gong)生。砷(shen)黃(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)灼燒后(hou)具(ju)有(you)磁性,錘擊砷(shen)黃(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)會(hui)發出蒜臭(chou)味。砷(shen)黃(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)一種鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的硫砷(shen)化物礦(kuang)(kuang)(kuang)物。砷(shen)黃(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)的莫氏(shi)硬度(du)是(shi)5.5-6.0,比重為6.2。砷(shen)黃(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)錫白(bai)色(se)至鋼灰(hui)色(se),條痕(hen)灰(hui)黑色(se),金(jin)屬光(guang)澤,不透明(ming)。砷(shen)黃(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)晶體屬單斜(xie)晶系斜(xie)方柱晶類的硫化物礦(kuang)(kuang)(kuang)物。
【中文名稱】砷黃鐵礦;毒砂
【英(ying)文名稱】arsenopyrite;mispickel
【結構(gou)或(huo)分子式】FeAsS
【密度】5.89~6.20
【性狀】
錫白(bai)色(se)至鋼灰色(se),金屬光澤,單斜晶系,常呈柱狀(zhuang)、針(zhen)狀(zhuang)等(deng)集合體。
【用途】
用于提煉砷(shen)(shen)和制造砷(shen)(shen)化合物(wu)如三氧(yang)化二砷(shen)(shen)、砷(shen)(shen)酸(suan)鈉、砷(shen)(shen)酸(suan)鉛等(deng)。含高鈷(gu)者稱為(wei)鈷(gu)毒砂,可作提取鈷(gu)的礦物(wu)原料(liao)。
【其他】
硬度(du)5.5~6.0。性(xing)脆。斷口鋼(gang)灰色(se),常具黃錆色(se)。條痕灰黑(hei)色(se)。導電性(xing)良(liang)好。打擊時有蒜臭(chou)。常含鎳、鈷等。
砷(shen)(shen)黃鐵(tie)礦是分布(bu)最(zui)廣的一種硫砷(shen)(shen)化物。我國砷(shen)(shen)黃鐵(tie)礦主要分布(bu)在(zai)湖南(nan)、江西、云南(nan)等地。世界著名產地有德國的弗賴貝爾(er)格、英(ying)國的康沃爾(er)、加拿大(da)的科博(bo)爾(er)等地。中(zhong)國古代稱(cheng)為白(bai)砒(pi)石(shi)、礜石(shi)。將毒砂砸成小(xiao)塊,除去雜石(shi),與煤、木炭或木材燒煉,然后升華,即為砒(pi)霜。
由于(yu)(yu)黃(huang)(huang)(huang)藥以(yi)雙(shuang)黃(huang)(huang)(huang)藥的(de)(de)形式吸附在(zai)黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)和(he)砷黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)表面(mian)(mian)上,雙(shuang)黃(huang)(huang)(huang)藥對(dui)陽離(li)子沒有選(xuan)(xuan)擇性,所(suo)以(yi)用黃(huang)(huang)(huang)藥浮(fu)選(xuan)(xuan)分(fen)離(li)黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)和(he)砷黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)是(shi)很困難(nan)的(de)(de)。因此,眾多(duo)學者采用了多(duo)種分(fen)離(li)技(ji)術(shu)來分(fen)離(li)砷黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)和(he)黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)。這些技(ji)術(shu)包括(kuo)改變礦(kuang)漿pH值(zhi)、改變礦(kuang)物(wu)表面(mian)(mian)的(de)(de)氧化程度和(he)添加(jia)促進(jin)砷黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)浮(fu)選(xuan)(xuan)的(de)(de)SO2。對(dui)其(qi)中一些已進(jin)行了工(gong)業試驗(yan),然而試驗(yan)結(jie)果不是(shi)回收率低(di),就是(shi)選(xuan)(xuan)擇性難(nan)于(yu)(yu)控制。
2000年(nian)Yen和(he)Tajacod在研究從硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(Cu3AsS4)中(zhong)選擇(ze)性浮選黃(huang)(huang)(huang)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(CuFeS2)時(shi)(shi)用(yong)鎂-銨混合(he)(he)(he)物(wu)(wu)(MAA)作為抑(yi)制(zhi)劑。作者(zhe)在改(gai)變(bian)MAA濃(nong)度(du)和(he)pH值時(shi)(shi)測定了合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)、天然(ran)硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)和(he)天然(ran)黃(huang)(huang)(huang)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)對(dui)(dui)捕(bu)收劑戊基鉀黃(huang)(huang)(huang)藥(PAX)的吸(xi)附密(mi)度(du)和(he)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)回(hui)收率。這些結(jie)果表明,隨(sui)(sui)著MAA濃(nong)度(du)的增加(jia),合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)與天然(ran)硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)對(dui)(dui)捕(bu)收劑的吸(xi)附密(mi)度(du)降低(di)。相反地,黃(huang)(huang)(huang)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)對(dui)(dui)捕(bu)收劑的吸(xi)附密(mi)度(du)不(bu)隨(sui)(sui)MAA濃(nong)度(du)改(gai)變(bian)而變(bian)化(hua)(hua),僅隨(sui)(sui)pH值變(bian)化(hua)(hua)略有(you)降低(di)。可用(yong)硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)的氧化(hua)(hua)性來解釋(shi)MAA的作用(yong)機理。硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面上(shang)的砷(shen)離子被溶解在礦(kuang)(kuang)(kuang)漿中(zhong)的氧所氧化(hua)(hua),而形成(cheng)(cheng)穩定的絡合(he)(he)(he)陰離子AsO43-,并通過共價鍵合(he)(he)(he)留在硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面上(shang)。1988年(nian)Nishimura等(deng)人解釋(shi)說,MAA抑(yi)制(zhi)劑中(zhong)的鎂對(dui)(dui)砷(shen)酸鹽有(you)很強的親合(he)(he)(he)性,能形成(cheng)(cheng)親水(shui)化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物(wu)(wu)AsO4NH4·6H2O。此化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物(wu)(wu)在硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面上(shang)的形成(cheng)(cheng),能有(you)效(xiao)地阻止黃(huang)(huang)(huang)藥的吸(xi)附。
MAA抑制(zhi)劑對黃鐵礦(kuang)與(yu)砷黃鐵礦(kuang)分離的(de)效果還沒有(you)研究(jiu)過。因為砷黃鐵礦(kuang)中含有(you)砷離子(zi),因此可(ke)以(yi)推斷(duan),該法(fa)也可(ke)能抑制(zhi)砷黃鐵礦(kuang),使(shi)黃鐵礦(kuang)保持其可(ke)浮性(xing)。
由于(yu)砷黃鐵礦(kuang)(kuang)常(chang)與金礦(kuang)(kuang)伴生,在選(xuan)礦(kuang)(kuang)過(guo)程中(zhong)金與毒砂的(de)分離是(shi)及(ji)其(qi)重要的(de)一步,其(qi)中(zhong),電(dian)化(hua)學(xue)方法是(shi)最(zui)常(chang)用的(de)處理手段,常(chang)用的(de)理論研究中(zhong),用得最(zui)多的(de)是(shi)循環伏安(an)法,即以(yi)砷黃鐵礦(kuang)(kuang)作為工作電(dian)極,以(yi)各種溶(rong)液(ye)作電(dian)解液(ye),研究砷黃鐵礦(kuang)(kuang)氧(yang)(yang)化(hua)表面電(dian)化(hua)學(xue)特征。溫度、電(dian)勢、pH值是(shi)影(ying)響砷黃鐵礦(kuang)(kuang)電(dian)氧(yang)(yang)化(hua)速(su)率及(ji)氧(yang)(yang)化(hua)產(chan)物種類最(zui)基(ji)本的(de)因(yin)素。
在酸(suan)(suan)(suan)礦(kuang)廢水環(huan)境(jing)中,很多(duo)種(zhong)微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)代(dai)謝活(huo)躍,多(duo)種(zhong)嗜(shi)酸(suan)(suan)(suan)性(xing)的微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)都可(ke)以獨立(li)地(di)增(zeng)強含鐵和(he)含硫(liu)礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)的氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),如(ru)細(xi)菌(jun)和(he)古(gu)細(xi)菌(jun),包括許多(duo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)能自養型微生(sheng)物(wu)(wu)(wu),在硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)環(huan)境(jing)中占統治地(di)位(wei),并且(qie)有利用無機元素維(wei)持代(dai)謝的能力。嗜(shi)酸(suan)(suan)(suan)性(xing)微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)最(zui)重要的功(gong)能之一就是(shi)將Fe(Ⅱ)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成Fe(Ⅲ),Fe3+/Fe2+氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)還原對(dui)(dui)具(ju)有+770mV(在pH=2)的標準還原電(dian)(dian)位(wei),這對(dui)(dui)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)還原對(dui)(dui)具(ju)有很高電(dian)(dian)勢,在氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程中,只有氧(yang)分子(zi)可(ke)以充當來自于嗜(shi)酸(suan)(suan)(suan)性(xing)微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)的電(dian)(dian)子(zi)的接受者(zhe)。除了(le)鐵氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)細(xi)菌(jun)外(wai),用得(de)最(zui)多(duo)的是(shi)硫(liu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)細(xi)菌(jun),許多(duo)嗜(shi)酸(suan)(suan)(suan)性(xing)微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)可(ke)以氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)H2S、自然態硫(liu)(S0)、S2O32-和(he)連四硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)鹽S4O62-,大(da)多(duo)數情況下(xia)硫(liu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)最(zui)終產(chan)物(wu)(wu)(wu)為硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)根(gen),伴(ban)隨著H+的形成,會產(chan)生(sheng)大(da)量的硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)。二價(jia)鐵氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)硫(liu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)原本緩(huan)慢(man)的化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程在微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)參與下(xia)會得(de)到極(ji)大(da)地(di)增(zeng)強,因此,硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)(如(ru)砷(shen)黃(huang)鐵礦(kuang))的氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溶解(jie)速率(lv)被(bei)增(zeng)強了(le),其結果是(shi)更多(duo)的酸(suan)(suan)(suan)礦(kuang)廢水和(he)砷(shen)被(bei)釋放(fang)到環(huan)境(jing)中去。