砷(shen)(shen)(shen)黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)常產于(yu)高溫熱液礦(kuang)(kuang)床(chuang)(chuang)、偉晶(jing)(jing)巖及(ji)交(jiao)代(dai)礦(kuang)(kuang)床(chuang)(chuang)中(zhong),在鎢錫(xi)(xi)礦(kuang)(kuang)脈中(zhong)與黑(hei)鎢礦(kuang)(kuang)、錫(xi)(xi)石共生(sheng)。砷(shen)(shen)(shen)黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)灼燒后具有(you)磁性,錘擊砷(shen)(shen)(shen)黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)會發出蒜臭味(wei)。砷(shen)(shen)(shen)黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)是(shi)一種(zhong)鐵(tie)的(de)(de)硫(liu)砷(shen)(shen)(shen)化(hua)物(wu)礦(kuang)(kuang)物(wu)。砷(shen)(shen)(shen)黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)的(de)(de)莫氏硬度是(shi)5.5-6.0,比(bi)重為6.2。砷(shen)(shen)(shen)黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)是(shi)錫(xi)(xi)白(bai)色(se)(se)至鋼灰色(se)(se),條痕灰黑(hei)色(se)(se),金屬光(guang)澤(ze),不透明。砷(shen)(shen)(shen)黃鐵(tie)礦(kuang)(kuang)是(shi)晶(jing)(jing)體屬單斜(xie)晶(jing)(jing)系斜(xie)方柱晶(jing)(jing)類的(de)(de)硫(liu)化(hua)物(wu)礦(kuang)(kuang)物(wu)。
【中文名稱】砷黃(huang)鐵礦;毒砂
【英文名稱】arsenopyrite;mispickel
【結構或分子式】FeAsS
【密(mi)度】5.89~6.20
【性狀】
錫(xi)白(bai)色(se)(se)至鋼灰色(se)(se),金屬光澤,單斜晶系,常(chang)呈柱(zhu)狀(zhuang)、針狀(zhuang)等集合(he)體。
【用途】
用(yong)于提(ti)煉砷(shen)和制造砷(shen)化合物(wu)如(ru)三氧(yang)化二砷(shen)、砷(shen)酸鈉、砷(shen)酸鉛等。含高鈷(gu)者稱為鈷(gu)毒(du)砂,可(ke)作(zuo)提(ti)取(qu)鈷(gu)的礦物(wu)原料(liao)。
【其他】
硬度5.5~6.0。性脆(cui)。斷口(kou)鋼灰(hui)色,常(chang)具(ju)黃錆色。條(tiao)痕(hen)灰(hui)黑色。導電性良好(hao)。打擊時有蒜臭。常(chang)含鎳、鈷等。
砷黃鐵礦是分布(bu)最廣的(de)一種硫砷化(hua)物。我國(guo)(guo)砷黃鐵礦主要分布(bu)在湖南、江(jiang)西、云(yun)南等(deng)地。世界(jie)著名產地有德國(guo)(guo)的(de)弗賴(lai)貝爾(er)格、英國(guo)(guo)的(de)康沃爾(er)、加拿大的(de)科博爾(er)等(deng)地。中(zhong)國(guo)(guo)古代稱為白(bai)砒石(shi)、礜石(shi)。將(jiang)毒砂砸成小塊,除去雜石(shi),與煤、木炭或木材燒煉,然后升華,即為砒霜(shuang)。
由于黃(huang)(huang)(huang)(huang)藥(yao)以雙黃(huang)(huang)(huang)(huang)藥(yao)的(de)形式吸附在黃(huang)(huang)(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)和砷黃(huang)(huang)(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)表面上,雙黃(huang)(huang)(huang)(huang)藥(yao)對(dui)陽離(li)子沒有選擇性,所以用黃(huang)(huang)(huang)(huang)藥(yao)浮(fu)選分離(li)黃(huang)(huang)(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)和砷黃(huang)(huang)(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)是很困難的(de)。因此,眾多學者采用了多種分離(li)技(ji)術(shu)來分離(li)砷黃(huang)(huang)(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)和黃(huang)(huang)(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)。這些技(ji)術(shu)包括改變礦(kuang)漿pH值、改變礦(kuang)物表面的(de)氧(yang)化程(cheng)度和添加促(cu)進砷黃(huang)(huang)(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)浮(fu)選的(de)SO2。對(dui)其中一(yi)些已進行了工業(ye)試(shi)(shi)驗,然而試(shi)(shi)驗結果(guo)不是回(hui)收率低,就是選擇性難于控制。
2000年Yen和Tajacod在研究從硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)(shen)銅(tong)礦(kuang)(Cu3AsS4)中選擇性(xing)浮選黃(huang)銅(tong)礦(kuang)(CuFeS2)時用(yong)(yong)鎂-銨混(hun)合(he)物(wu)(wu)(MAA)作為抑(yi)(yi)制劑(ji)(ji)。作者在改變(bian)MAA濃(nong)度(du)和pH值時測定(ding)了合(he)成硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)(shen)銅(tong)礦(kuang)、天然硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)(shen)銅(tong)礦(kuang)和天然黃(huang)銅(tong)礦(kuang)對(dui)(dui)(dui)捕(bu)收劑(ji)(ji)戊(wu)基鉀黃(huang)藥(PAX)的(de)(de)(de)吸附密度(du)和礦(kuang)物(wu)(wu)回收率(lv)。這(zhe)些結(jie)果表(biao)明,隨(sui)著MAA濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)增加,合(he)成硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)(shen)銅(tong)礦(kuang)與(yu)天然硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)(shen)銅(tong)礦(kuang)對(dui)(dui)(dui)捕(bu)收劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)吸附密度(du)降低(di)(di)。相反地,黃(huang)銅(tong)礦(kuang)對(dui)(dui)(dui)捕(bu)收劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)吸附密度(du)不(bu)隨(sui)MAA濃(nong)度(du)改變(bian)而變(bian)化(hua),僅隨(sui)pH值變(bian)化(hua)略有(you)降低(di)(di)。可用(yong)(yong)硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)(shen)銅(tong)礦(kuang)的(de)(de)(de)氧化(hua)性(xing)來(lai)解(jie)(jie)釋(shi)MAA的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)機理。硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)(shen)銅(tong)礦(kuang)表(biao)面(mian)上的(de)(de)(de)砷(shen)(shen)(shen)(shen)離子被溶(rong)解(jie)(jie)在礦(kuang)漿中的(de)(de)(de)氧所(suo)氧化(hua),而形(xing)成穩定(ding)的(de)(de)(de)絡合(he)陰離子AsO43-,并通過共價(jia)鍵合(he)留在硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)(shen)銅(tong)礦(kuang)表(biao)面(mian)上。1988年Nishimura等人(ren)解(jie)(jie)釋(shi)說,MAA抑(yi)(yi)制劑(ji)(ji)中的(de)(de)(de)鎂對(dui)(dui)(dui)砷(shen)(shen)(shen)(shen)酸鹽(yan)有(you)很強的(de)(de)(de)親(qin)合(he)性(xing),能形(xing)成親(qin)水化(hua)合(he)物(wu)(wu)AsO4NH4·6H2O。此化(hua)合(he)物(wu)(wu)在硫(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)(shen)銅(tong)礦(kuang)表(biao)面(mian)上的(de)(de)(de)形(xing)成,能有(you)效地阻(zu)止黃(huang)藥的(de)(de)(de)吸附。
MAA抑(yi)制劑對黃(huang)鐵礦與砷黃(huang)鐵礦分(fen)離的效果還沒有研究過。因為砷黃(huang)鐵礦中含有砷離子,因此可(ke)以(yi)推斷(duan),該法也可(ke)能抑(yi)制砷黃(huang)鐵礦,使黃(huang)鐵礦保(bao)持其可(ke)浮性。
由(you)于(yu)砷(shen)(shen)黃(huang)鐵(tie)礦常與金礦伴生,在選(xuan)礦過(guo)程中金與毒砂(sha)的(de)(de)分離是及其(qi)重要(yao)的(de)(de)一步,其(qi)中,電化學(xue)(xue)方法是最常用的(de)(de)處理(li)手段,常用的(de)(de)理(li)論研究(jiu)中,用得(de)最多的(de)(de)是循環伏安(an)法,即以(yi)砷(shen)(shen)黃(huang)鐵(tie)礦作(zuo)(zuo)為工作(zuo)(zuo)電極,以(yi)各種(zhong)溶液(ye)作(zuo)(zuo)電解液(ye),研究(jiu)砷(shen)(shen)黃(huang)鐵(tie)礦氧(yang)化表面(mian)電化學(xue)(xue)特征(zheng)。溫度、電勢、pH值是影響砷(shen)(shen)黃(huang)鐵(tie)礦電氧(yang)化速率及氧(yang)化產物種(zhong)類(lei)最基本的(de)(de)因素。
在(zai)(zai)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)礦(kuang)廢水環境中,很(hen)多(duo)(duo)(duo)(duo)種(zhong)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)代謝活躍,多(duo)(duo)(duo)(duo)種(zhong)嗜酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)性的(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)都可以(yi)(yi)獨(du)立(li)地(di)增(zeng)強(qiang)含鐵(tie)和含硫(liu)礦(kuang)物(wu)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),如細菌和古細菌,包括許多(duo)(duo)(duo)(duo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)能自養型(xing)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu),在(zai)(zai)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)礦(kuang)物(wu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)環境中占統治地(di)位,并(bing)且有(you)利用無機元素維持代謝的(de)(de)(de)(de)能力。嗜酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)性微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)最(zui)(zui)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)功能之一就(jiu)是(shi)(shi)將Fe(Ⅱ)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成(cheng)Fe(Ⅲ),Fe3+/Fe2+氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)還原(yuan)對(dui)具有(you)+770mV(在(zai)(zai)pH=2)的(de)(de)(de)(de)標準還原(yuan)電位,這對(dui)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)還原(yuan)對(dui)具有(you)很(hen)高電勢,在(zai)(zai)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過程中,只(zhi)有(you)氧(yang)(yang)(yang)分子可以(yi)(yi)充當來自于(yu)嗜酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)性微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)電子的(de)(de)(de)(de)接受者。除了鐵(tie)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)細菌外,用得最(zui)(zui)多(duo)(duo)(duo)(duo)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)硫(liu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)細菌,許多(duo)(duo)(duo)(duo)嗜酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)性微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)可以(yi)(yi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)H2S、自然態硫(liu)(S0)、S2O32-和連四硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鹽S4O62-,大(da)多(duo)(duo)(duo)(duo)數情況(kuang)下硫(liu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)最(zui)(zui)終產(chan)物(wu)為硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)根,伴隨著H+的(de)(de)(de)(de)形成(cheng),會產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)大(da)量的(de)(de)(de)(de)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)。二價鐵(tie)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和硫(liu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)原(yuan)本緩慢的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過程在(zai)(zai)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)參與下會得到(dao)極大(da)地(di)增(zeng)強(qiang),因此,硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)礦(kuang)物(wu)(如砷(shen)黃(huang)鐵(tie)礦(kuang))的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溶解速(su)率被(bei)增(zeng)強(qiang)了,其(qi)結(jie)果是(shi)(shi)更多(duo)(duo)(duo)(duo)的(de)(de)(de)(de)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)礦(kuang)廢水和砷(shen)被(bei)釋(shi)放到(dao)環境中去(qu)。