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磁黃鐵礦（鐵的硫化礦物）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-20

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磁黃鐵礦

鐵的硫化礦物

磁黃鐵礦是磁黃鐵礦族中的一種鐵的硫化礦物，它的成分中含有硫達40%，因此可以用來(lái)制作硫酸。而當其中的鎳含量很高時(shí)，便可從中提煉鎳。磁黃鐵礦有金屬般的光澤，為暗青銅黃色帶紅。一般呈塊狀產(chǎn)于銅鎳硫化礦床中。磁黃鐵礦如果在地表則容易風(fēng)化而變成褐鐵礦。

基本信息

中文名	磁黃鐵礦
外文名	pyrrhotite，pyrrhotine
斷口	不完全
理解	平行解理
類(lèi)別	鐵的硫化礦物

展開(kāi)

礦石簡(jiǎn)介

名字來(lái)源

據希臘語(yǔ)“phrrhotes”，意為“紅色”，指其顏色。

化學(xué)組成

磁黃鐵礦

磁黃鐵礦的化學(xué)組成較FeS理論含量含有更多的S，S的含量可達到39-40%，混入物以Ni和Co為最常見(jiàn)，往往是類(lèi)質(zhì)同象置換鐵。

類(lèi)別

硫化物-單硫化物-磁黃鐵礦族

晶系和空間群

320℃以上穩定的為高溫六方晶系變體，空間群為P63/mmc；320℃以下穩定的為，空間群為C2/c

晶胞參數

高溫六方晶系變體為a0=0.343nm，c0=0.569nm；低溫單斜晶系變體a0=0.686nm，b0=1.190nm，c0=1.285nm

物理性質(zhì)

形態(tài)

晶形呈六方板狀、柱狀或桶狀，但很少見(jiàn)。通常呈致密塊狀集合體

比重

4.6-4.7g/cm3

其他性質(zhì)

具有導電性和磁性；鑒定特征暗黑銅黃色，具有磁性

成因產(chǎn)狀

分布于各種類(lèi)型的內生礦床中。在基性巖體內的銅鉬硫化物巖漿床中，它是主要礦物成因之一，

磁黃鐵礦

與其共生的礦物有鎳黃鐵礦、褐黃銅礦；在接觸交代礦床中，有時(shí)形成巨大的聚集，與其共生的礦物有黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、毒砂等。在氧化帶，它極易分解轉變?yōu)楹骤F礦

基本數據

晶體化學(xué)

理論組成(wB%)：Fe 63.53，S 36.47。實(shí)際上硫可達39~40%，因部分Fe2 被Fe3 代替，為保持電價(jià)

磁黃鐵礦

平衡，在Fe2 位置上出現空位，稱(chēng)為缺席構造。故磁黃鐵礦的通式常以Fe1-XS表示。式中x表示Fe原子虧損數（結構空位），一般x=0~0.223。可有少量Ni、Co、Mn、Cu代替Fe，并有Zn、Ag、In、Bi、Ga、鉑族元素等呈機械混入物。

結構與形態(tài)

六方晶系，a0=0.349nm，c0=0.569nm；Z=2。紅砷鎳礦型結構。

復六方雙錐晶類(lèi)，D6h-6/mmm(L66L27PC)。晶體一般∥呈板狀，少數為錐狀、柱狀。常見(jiàn)單形：平行雙面c，六方柱m ，六方雙錐r 、u 、s 。依成雙晶或三連晶。常呈粒狀、塊狀或浸染狀集合體。

暗青銅黃色，帶褐色錆色。條痕亮灰黑色。金屬光澤。解理∥不完全。裂開(kāi)發(fā)育。性脆。硬度3.5~4.5。

磁黃鐵礦

相對密度4.60~4.70。具強磁性。

產(chǎn)狀與組合

廣泛產(chǎn)于內生礦床中。在與基性、超基性巖有關(guān)的硫化物礦床中為主要礦物。在Cu-Ni硫化物礦床中，常與鎳黃鐵礦、黃銅礦密切共生。在接觸變質(zhì)礦床中，為夕卡巖晚階段的產(chǎn)物，與黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、閃鋅礦、毒砂等共生。在熱液礦床中，常與黑鎢礦、輝鉍礦、毒砂、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、石英等共生。

鑒定特征

暗青銅黃色，硬度小，弱磁性。火焰燒之熔成具強磁性的黑色塊體。

工業(yè)應用

主要用于提取硫，生產(chǎn)硫酸等。當含有Cu、Ni（含鎳磁黃鐵礦、含銅磁黃鐵礦）時(shí)，可綜合利用。可用

磁黃鐵礦

于含重金屬廢水的凈化處理。

中國甘肅金川、吉林盤(pán)石等銅鎳硫化物礦床中均富產(chǎn)磁黃鐵礦，世界上最著(zhù)名的產(chǎn)地是加拿大安大略的薩德伯里。

主要用途

用于制作硫酸的原料，但其經(jīng)濟價(jià)值遠不如黃鐵礦礦石大；通常呈致密塊狀產(chǎn)于多種金屬礦床中，但主要富集于銅鎳硫化物礦床中，與鎳黃鐵礦、黃銅礦共生。磁黃鐵礦在地表易風(fēng)化成褐鐵礦。其成分中含硫量為39～40%，可用于制作硫酸。當成分中含鎳高時(shí)，可作為鎳礦石利用。可用于含重金屬廢水的凈化處理。廣泛用于石油化工、冶金、橡膠、造紙、軍事、食品等工業(yè)。可作為提煉「鐵」、「硫」的礦石。主要用作生產(chǎn)硫酸、硫磺、二硫化碳、亞硫酸鹽等的原料，廣泛用于石油化工、冶金、橡膠、造紙、軍事、食品等工業(yè)。

其他資料

特別性質(zhì)

總括來(lái)說(shuō)，磁黃鐵礦具有三個(gè)相當特別的性質(zhì)。其一，磁黃鐵礦的組成特殊，其化學(xué)式為Fe(1-x)S(x=0~0.17)，亦即礦物當中的硫含量變化大約可達20%，若換算成原子數的話(huà)，每五十個(gè)鐵原子就有五十到五十五個(gè)硫原子同時(shí)存在。

在自然界中，具有「鐵磁性」的礦物除了磁黃鐵礦之外，還有磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(Υ-Fe2O3)和鈦磁礦(Feo-Tio2-Fe2O3)。這些礦石在中國古代我們泛稱(chēng)之為「慈石」，亦即今日的磁石；不過(guò)你知道嗎？在秦漢以前，中國的典籍里并沒(méi)有「磁」這個(gè)字的，那么「慈石」這名字是什么意思呢？東漢高誘說(shuō):「石，鐵之母也。以有慈石，故能引其子；石之不慈也，亦不能引也」，換句話(huà)說(shuō)，中國古人以「慈母愛(ài)子」比擬磁石吸鐵的現象，所以稱(chēng)磁石為"慈石"。

磁黃鐵礦的結晶可能出現的對稱(chēng)型態(tài)有二：當硫含量較低，化學(xué)組成趨近FeS時(shí)，晶體結構呈六方對稱(chēng)，相反地，高硫含量的情形下，晶體則是屬于單斜的對稱(chēng)型式；在自然界中，有時(shí)我們可以見(jiàn)到這兩種結構在同一個(gè)磁黃鐵礦中出現。不過(guò)仔細想想，畢竟這是兩種不同的晶體結構與對稱(chēng)，而且也算是不同的化學(xué)組成，所以事實(shí)上，磁黃鐵礦應該可以算是兩種礦物的集合體的，只是礦物學(xué)家仍將它們視為是同一個(gè)礦物。

磁黃鐵礦一如其名，是個(gè)具有磁性的礦物！它可是自然界中，僅次于磁鐵礦之外最常見(jiàn)的磁性礦物喔！利用磁性，我們可以簡(jiǎn)單的將磁黃鐵礦與黃銅礦、黃鐵礦、鎳黃鐵礦以及白鐵礦(marcasite)等外型顏色相近的硫化物礦物區分出來(lái)；不過(guò)事實(shí)上，每個(gè)磁黃鐵礦礦石的磁力大小并沒(méi)有一致性，有的磁力強，有的磁力弱，磁力的大小取決于礦物內部結構中鐵空缺的多寡，空缺越多則礦石磁力越強。在隕石中，就有不具有磁性的磁黃鐵礦變種被發(fā)現喔，它還有個(gè)別名叫做「隕硫鐵」或「硫鐵礦」(troilite)。

磁黃鐵礦導電性高，且略具磁性。其磁性除與本身成份有關(guān)外(通常含鐵愈多，磁性愈低)，還與結構中鐵的空位分布有關(guān)，若空位規則分布，磁性較強，反之，則弱。

典藏標本

圖2

圖3

圖7

圖9

圖4

圖示	館號	產(chǎn)地
1	NMNS000181-P001103	宜蘭縣羅東鎮
2	NMNS000677-P002709	墨西哥 (Mexico)
3	NMNS000719-P002845	臺東縣池上鄉
4	NMNS002170-P004207	羅馬尼亞 (Romania)
5	NMNS003121-P006378	俄羅斯(Russia)

展開(kāi)表格

圖1

圖8

媒體報道

中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究人員2010年3月初通過(guò)表面活性劑輔助乙二醇溶劑熱法首次實(shí)現立方體、八面體和球形黃鐵礦單晶的選擇合成。據介紹，這一研究成果將推動(dòng)黃鐵礦在光伏太陽(yáng)能電池制備等領(lǐng)域的應用。

中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所先進(jìn)潤滑與防護材料研發(fā)中心王齊華研究員帶領(lǐng)的課題組，通過(guò)表面活性劑輔助乙二醇溶劑熱法首次實(shí)現立方體、八面體和球形黃鐵礦單晶的選擇合成。與傳統的制備方法相比，該方法無(wú)需昂貴的單源前驅體或有毒溶劑，而且實(shí)現了對晶體形貌的控制。

據介紹，研究還發(fā)現產(chǎn)物形貌取決于表面活性劑的種類(lèi)、氫氧化鈉和硫的用量，并提出了可能的生長(cháng)機理。該研究所用方法使得均一黃鐵礦八面體和立方體晶體合成成為可能，對于其他金屬硫族化物的制備具有指導意義。

自然界中僅由鐵和硫構成的鐵硫化物較少，有黃鐵礦、磁硫鐵礦、磁黃鐵礦等。總體來(lái)講，鐵硫化合物擁有獨特的磁性和電學(xué)性能，這些性能與鐵和硫之間的化學(xué)計量比以及它們的晶體結構密切相關(guān)。在這些重要無(wú)機材料中，由于其獨特的光電性能，黃鐵礦廣泛應用于光伏太陽(yáng)能電池、鋰離子電池電極材料等領(lǐng)域。此外黃鐵礦在礦石初選、煤分離中也發(fā)揮關(guān)鍵作用。

據介紹，這項研究得到了國家重點(diǎn)基礎研究發(fā)展計劃、國家自然科學(xué)基金創(chuàng )新基金群體以及中科院知識創(chuàng )新工程重要方向項目的支持。

藏品信息

磁黃鐵礦	圖片描述 :此圖為中國連平鐵屎坪的磁黃鐵礦(Dipyrite)的標本照片。暗黃酮黃色，細粒結構，致密塊狀構造。主要礦物組成為磁黃鐵礦。保存單位 :中國地質(zhì)博物館

產(chǎn)地產(chǎn)狀

折疊產(chǎn)狀

磁黃鐵礦在各類(lèi)型的內生礦床中均可見(jiàn)到!基性巖體內的銅鉬硫化物巖漿成因礦床:是磁礦鐵礦的主要成因，常與黃銅礦(chalcopyrite)、鎳黃鐵礦(pentlandite，是一種重要的鎳礦礦石)共生。

折疊接觸交代礦床

有時(shí)可見(jiàn)大量的磁黃鐵礦聚集，共生的礦物有黃鐵礦、磁鐵礦(magnetite)、黃銅礦、砷黃鐵礦(毒砂，arsenopyrite)等等。

折疊氧化帶

磁黃鐵礦極易轉變?yōu)楹骤F礦(limonite)!

折疊產(chǎn)地

加拿大、安大略的Sudbury--屬于上述第一種類(lèi)型的礦床，美國、田納西州的Ducktown，墨西哥的Chihuahua，以及巴西、蘇俄、德國、瑞典、芬蘭、挪威等地。在臺灣，則可以在金面山鉛鋅礦脈、木瓜溪下游的銅門(mén)-銅文蘭銅礦等地發(fā)現磁黃鐵礦的蹤跡;但在金面山地區，磁黃鐵礦有的僅數個(gè)微米(μm)大小;至于在銅門(mén)地區，夾雜在石英云母片巖、綠色片巖及硅質(zhì)片巖中的磁黃鐵礦與黃鐵礦則是提煉硫磺的來(lái)源。

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