砷(shen)黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)常產于高溫熱液礦(kuang)床、偉晶(jing)巖及交代礦(kuang)床中,在(zai)鎢錫(xi)礦(kuang)脈中與(yu)黑(hei)鎢礦(kuang)、錫(xi)石共(gong)生。砷(shen)黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)灼燒后(hou)具有磁(ci)性(xing),錘擊砷(shen)黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)會發出蒜臭味。砷(shen)黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)是一種鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的硫砷(shen)化(hua)物(wu)礦(kuang)物(wu)。砷(shen)黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)的莫氏硬度是5.5-6.0,比重為(wei)6.2。砷(shen)黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)是錫(xi)白色至鋼灰色,條痕灰黑(hei)色,金(jin)屬光(guang)澤,不透明。砷(shen)黃鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)是晶(jing)體屬單(dan)斜晶(jing)系斜方柱晶(jing)類(lei)的硫化(hua)物(wu)礦(kuang)物(wu)。
【中文名稱】砷黃鐵礦;毒砂(sha)
【英文名稱】arsenopyrite;mispickel
【結構或分子(zi)式】FeAsS
【密度】5.89~6.20
【性狀】
錫白色至鋼(gang)灰(hui)色,金屬光澤,單(dan)斜晶(jing)系(xi),常呈柱(zhu)狀、針(zhen)狀等集合體。
【用途】
用(yong)于提煉砷(shen)和制造砷(shen)化合物如三氧化二砷(shen)、砷(shen)酸鈉、砷(shen)酸鉛等。含高鈷者(zhe)稱為鈷毒(du)砂,可(ke)作提取鈷的(de)礦物原料。
【其他】
硬(ying)度5.5~6.0。性脆。斷口鋼灰(hui)色,常(chang)具黃錆色。條痕(hen)灰(hui)黑色。導電(dian)性良好。打擊時有蒜臭。常(chang)含鎳、鈷(gu)等。
砷(shen)黃(huang)(huang)鐵(tie)礦是分布最廣的(de)一(yi)種硫砷(shen)化物(wu)。我國(guo)砷(shen)黃(huang)(huang)鐵(tie)礦主要分布在湖(hu)南、江西、云南等地。世界著名(ming)產(chan)地有(you)德國(guo)的(de)弗賴(lai)貝爾格、英國(guo)的(de)康沃爾、加拿大的(de)科博爾等地。中國(guo)古代稱為(wei)白(bai)砒石、礜石。將毒砂(sha)砸成小塊,除(chu)去雜石,與煤、木(mu)炭(tan)或(huo)木(mu)材燒(shao)煉,然后升(sheng)華,即為(wei)砒霜(shuang)。
由于黃(huang)(huang)(huang)(huang)藥(yao)以(yi)雙黃(huang)(huang)(huang)(huang)藥(yao)的(de)形式吸附(fu)在黃(huang)(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)和(he)砷黃(huang)(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)表(biao)面(mian)上,雙黃(huang)(huang)(huang)(huang)藥(yao)對陽離子沒有選(xuan)擇(ze)性,所以(yi)用黃(huang)(huang)(huang)(huang)藥(yao)浮選(xuan)分(fen)離黃(huang)(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)和(he)砷黃(huang)(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)是很困難(nan)的(de)。因此(ci),眾多(duo)學(xue)者采用了多(duo)種分(fen)離技術來分(fen)離砷黃(huang)(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)和(he)黃(huang)(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)。這些技術包括改(gai)變礦(kuang)漿pH值、改(gai)變礦(kuang)物(wu)表(biao)面(mian)的(de)氧(yang)化程度和(he)添加促進砷黃(huang)(huang)(huang)(huang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)礦(kuang)浮選(xuan)的(de)SO2。對其(qi)中一些已進行了工業試驗(yan),然而試驗(yan)結果不是回收率低,就是選(xuan)擇(ze)性難(nan)于控(kong)制。
2000年Yen和(he)Tajacod在研究從硫砷(shen)(shen)銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(Cu3AsS4)中選(xuan)擇性浮選(xuan)黃(huang)銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(CuFeS2)時用(yong)鎂-銨混合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)(MAA)作(zuo)為抑制劑(ji)。作(zuo)者在改變MAA濃(nong)度和(he)pH值時測(ce)定(ding)了合(he)(he)成(cheng)(cheng)(cheng)硫砷(shen)(shen)銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、天(tian)然硫砷(shen)(shen)銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)和(he)天(tian)然黃(huang)銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)對(dui)捕收(shou)(shou)劑(ji)戊基(ji)鉀黃(huang)藥(PAX)的(de)(de)(de)(de)吸附密度和(he)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)回收(shou)(shou)率。這些(xie)結(jie)果表(biao)明(ming),隨著MAA濃(nong)度的(de)(de)(de)(de)增加(jia),合(he)(he)成(cheng)(cheng)(cheng)硫砷(shen)(shen)銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)與天(tian)然硫砷(shen)(shen)銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)對(dui)捕收(shou)(shou)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)吸附密度降(jiang)低(di)。相反地,黃(huang)銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)對(dui)捕收(shou)(shou)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)吸附密度不(bu)隨MAA濃(nong)度改變而(er)變化,僅(jin)隨pH值變化略有降(jiang)低(di)。可用(yong)硫砷(shen)(shen)銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)氧化性來解釋MAA的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)機理。硫砷(shen)(shen)銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面上的(de)(de)(de)(de)砷(shen)(shen)離子被(bei)溶解在礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)漿中的(de)(de)(de)(de)氧所氧化,而(er)形成(cheng)(cheng)(cheng)穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)絡合(he)(he)陰離子AsO43-,并通過(guo)共價鍵合(he)(he)留在硫砷(shen)(shen)銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面上。1988年Nishimura等人(ren)解釋說,MAA抑制劑(ji)中的(de)(de)(de)(de)鎂對(dui)砷(shen)(shen)酸鹽有很強的(de)(de)(de)(de)親合(he)(he)性,能形成(cheng)(cheng)(cheng)親水化合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)AsO4NH4·6H2O。此化合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)在硫砷(shen)(shen)銅(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面上的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)(cheng),能有效(xiao)地阻(zu)止黃(huang)藥的(de)(de)(de)(de)吸附。
MAA抑制劑(ji)對(dui)黃(huang)鐵礦與砷(shen)(shen)黃(huang)鐵礦分離的(de)效果(guo)還沒(mei)有(you)研(yan)究過。因(yin)為砷(shen)(shen)黃(huang)鐵礦中(zhong)含有(you)砷(shen)(shen)離子,因(yin)此(ci)可(ke)以推斷,該法也可(ke)能抑制砷(shen)(shen)黃(huang)鐵礦,使黃(huang)鐵礦保持其可(ke)浮(fu)性。
由(you)于(yu)砷(shen)黃鐵礦常(chang)(chang)與金(jin)礦伴(ban)生,在選礦過程(cheng)中金(jin)與毒砂的(de)(de)分離是(shi)及(ji)(ji)其重要(yao)的(de)(de)一(yi)步,其中,電(dian)(dian)化(hua)(hua)學方法(fa)是(shi)最常(chang)(chang)用的(de)(de)處(chu)理(li)手(shou)段(duan),常(chang)(chang)用的(de)(de)理(li)論研究中,用得最多的(de)(de)是(shi)循環伏(fu)安法(fa),即以砷(shen)黃鐵礦作為工作電(dian)(dian)極,以各種溶液(ye)作電(dian)(dian)解液(ye),研究砷(shen)黃鐵礦氧化(hua)(hua)表面電(dian)(dian)化(hua)(hua)學特(te)征。溫度、電(dian)(dian)勢、pH值是(shi)影響砷(shen)黃鐵礦電(dian)(dian)氧化(hua)(hua)速率及(ji)(ji)氧化(hua)(hua)產物種類最基本的(de)(de)因素。
在酸(suan)(suan)礦廢(fei)水(shui)環境中(zhong),很多(duo)(duo)(duo)(duo)種微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)代謝活躍,多(duo)(duo)(duo)(duo)種嗜酸(suan)(suan)性的(de)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)都可以(yi)獨立地(di)增強含鐵和(he)(he)含硫(liu)礦物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),如細(xi)菌和(he)(he)古細(xi)菌,包括許(xu)(xu)多(duo)(duo)(duo)(duo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)能自養型微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu),在硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)礦物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)環境中(zhong)占統治地(di)位(wei),并且有(you)利用無機(ji)元(yuan)素維持(chi)代謝的(de)能力。嗜酸(suan)(suan)性微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)最重要的(de)功能之一就(jiu)是將Fe(Ⅱ)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成Fe(Ⅲ),Fe3+/Fe2+氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)還(huan)(huan)原對(dui)具有(you)+770mV(在pH=2)的(de)標準還(huan)(huan)原電位(wei),這對(dui)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)還(huan)(huan)原對(dui)具有(you)很高電勢(shi),在氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)中(zhong),只有(you)氧(yang)(yang)分子可以(yi)充當來(lai)自于嗜酸(suan)(suan)性微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)電子的(de)接受者(zhe)。除了鐵氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)細(xi)菌外,用得最多(duo)(duo)(duo)(duo)的(de)是硫(liu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)細(xi)菌,許(xu)(xu)多(duo)(duo)(duo)(duo)嗜酸(suan)(suan)性微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)可以(yi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)H2S、自然(ran)態(tai)硫(liu)(S0)、S2O32-和(he)(he)連四硫(liu)酸(suan)(suan)鹽S4O62-,大多(duo)(duo)(duo)(duo)數情況下硫(liu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)最終(zhong)產物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)為(wei)硫(liu)酸(suan)(suan)根,伴隨著H+的(de)形(xing)成,會(hui)產生(sheng)(sheng)大量的(de)硫(liu)酸(suan)(suan)。二(er)價鐵氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)(he)硫(liu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)原本(ben)緩慢(man)的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)在微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)參與下會(hui)得到極大地(di)增強,因此,硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)礦物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如砷黃鐵礦)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溶解速(su)率被增強了,其結果(guo)是更多(duo)(duo)(duo)(duo)的(de)酸(suan)(suan)礦廢(fei)水(shui)和(he)(he)砷被釋放到環境中(zhong)去。