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磁黃鐵礦（鐵的硫化礦物）

次瀏覽 | 更新時間：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%，因此可以用來制作硫酸。而當其中的鎳含量很高時，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
類別	鐵的硫化礦物

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礦石簡介

名字來源

據(jù)希臘語“phrrhotes”，意為“紅色”，指其顏色。

化學組成

磁黃鐵礦

磁黃鐵礦的化學組成較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，往往是類質(zhì)同象置換鐵。

類別

硫化物-單硫化物-磁黃鐵礦族

晶系和空間群

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

晶胞參數(shù)

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。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

分布于各種類型的內(nèi)生礦床中。在基性巖體內(nèi)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(zhuǎn)變?yōu)楹骤F礦

基本數(shù)據(jù)

晶體化學

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

磁黃鐵礦

平衡，在Fe2 位置上出現(xiàn)空位，稱為缺席構(gòu)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(shù)（結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與形態(tài)

六方晶系，a0=0.349nm，c0=0.569nm；Z=2。紅砷鎳礦型結(jié)構(gòu)。

復六方雙錐晶類，D6h-6/mmm(L66L27PC)。晶體一般∥呈板狀，少數(shù)為錐狀、柱狀。常見單形：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(nèi)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(yīng)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，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、吉林盤石等銅鎳硫化物礦床中均富產(chǎn)磁黃鐵礦，世界上最著名的產(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，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)

總括來說，磁黃鐵礦具有三個相當特別的性質(zhì)。其一，磁黃鐵礦的組成特殊，其化學式為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(shù)的話，每五十個鐵原子就有五十到五十五個硫原子同時存在。

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之為「慈石」，亦即今日的磁石；不過你知道嗎？在秦漢以前，中國的典籍里并沒有「磁」這個字的，那么「慈石」這名字是什么意思呢？東漢高誘說:「石，鐵之母也。以有慈石，故能引其子；石之不慈也，亦不能引也」，換句話說，中國古人以「慈母愛子」比擬磁石吸鐵的現(xiàn)象，所以稱磁石為"慈石"。

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

磁黃鐵礦一如其名，是個具有磁性的礦物！它可是自然界中，僅次于磁鐵礦之外最常見的磁性礦物喔！利用磁性，我們可以簡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(qū)分出來；不過事實上，每個磁黃鐵礦礦石的磁力大小并沒有一致性，有的磁力強，有的磁力弱，磁力的大小取決于礦物內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(xiàn)喔，它還有個別名叫做「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(jié)構(gòu)中鐵的空位分布有關(guān)，若空位規(guī)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(zhèn)
2	NMNS000677-P002709	墨西哥 (Mexico)
3	NMNS000719-P002845	臺東縣池上鄉(xiāng)
4	NMNS002170-P004207	羅馬尼亞 (Romania)
5	NMNS003121-P006378	俄羅斯(Russia)

展開表格

圖1

圖8

媒體報道

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

中國科學院蘭州化學物理研究所先進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，通過表面活性劑輔助乙二醇溶劑熱法首次實現(xiàn)立方體、八面體和球形黃鐵礦單晶的選擇合成。與傳統(tǒng)的制備方法相比，該方法無需昂貴的單源前驅(qū)體或有毒溶劑，而且實現(xiàn)了對晶體形貌的控制。

據(jù)介紹，研究還發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物形貌取決于表面活性劑的種類、氫氧化鈉和硫的用量，并提出了可能的生長機理。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(gòu)成的鐵硫化物較少，有黃鐵礦、磁硫鐵礦、磁黃鐵礦等。總體來講，鐵硫化合物擁有獨特的磁性和電學性能，這些性能與鐵和硫之間的化學計量比以及它們的晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。在這些重要無機材料中，由于其獨特的光電性能，黃鐵礦廣泛應(yīng)用于光伏太陽能電池、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(jù)介紹，這項研究得到了國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃、國家自然科學基金創(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(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)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

磁黃鐵礦在各類型的內(nèi)生礦床中均可見到!基性巖體內(nèi)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

有時可見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(zhuǎn)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-銅文蘭銅礦等地發(fā)現(xiàn)磁黃鐵礦的蹤跡;但在金面山地區(qū)，磁黃鐵礦有的僅數(shù)個微米(μm)大小;至于在銅門地區(qū)，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源。

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