[科普中國]-砷黃鐵礦

簡介

砷黃鐵礦常產(chǎn)于高溫?zé)嵋旱V床、偉晶巖及交代礦床中，在鎢錫礦脈中與黑鎢礦、錫石共生。砷黃鐵礦灼燒后具有磁性，錘擊砷黃鐵礦會發(fā)出蒜臭味。砷黃鐵礦是一種鐵的硫砷化物礦物。砷黃鐵礦的莫氏硬度是5.5-6.0，比重為6.2。砷黃鐵礦是錫白色至鋼灰色，條痕灰黑色，金屬光澤，不透明。砷黃鐵礦是晶體屬單斜晶系斜方柱晶類的硫化物礦物1。

物理及化學(xué)性質(zhì)【中文名稱】砷黃鐵礦；毒砂

【英文名稱】arsenopyrite；mispickel

【結(jié)構(gòu)或分子式】FeAsS

【密度】5.89～6.20

【性狀】

錫白色至鋼灰色，金屬光澤，單斜晶系，常呈柱狀、針狀等集合體。

【用途】

用于提煉砷和制造砷化合物如三氧化二砷、砷酸鈉、砷酸鉛等。含高鈷者稱為鈷毒砂，可作提取鈷的礦物原料。

【其他】

硬度5.5～6.0。性脆。斷口鋼灰色，常具黃錆色。條痕灰黑色。導(dǎo)電性良好。打擊時有蒜臭。常含鎳、鈷等。

砷黃鐵礦是分布最廣的一種硫砷化物。我國砷黃鐵礦主要分布在湖南、江西、云南等地。世界著名產(chǎn)地有德國的弗賴貝爾格、英國的康沃爾、加拿大的科博爾等地。中國古代稱為白砒石、礜石。將毒砂砸成小塊，除去雜石，與煤、木炭或木材燒煉，然后升華，即為砒霜。2

從黃鐵礦中選擇性浮選砷黃鐵礦由于黃藥以雙黃藥的形式吸附在黃鐵礦和砷黃鐵礦表面上，雙黃藥對陽離子沒有選擇性，所以用黃藥浮選分離黃鐵礦和砷黃鐵礦是很困難的。因此，眾多學(xué)者采用了多種分離技術(shù)來分離砷黃鐵礦和黃鐵礦。這些技術(shù)包括改變礦漿pH值、改變礦物表面的氧化程度和添加促進砷黃鐵礦浮選的SO2。對其中一些已進行了工業(yè)試驗，然而試驗結(jié)果不是回收率低，就是選擇性難于控制。

2000年Yen和Tajacod在研究從硫砷銅礦（Cu3AsS4）中選擇性浮選黃銅礦（CuFeS2）時用鎂-銨混合物（MAA）作為抑制劑。作者在改變MAA濃度和pH值時測定了合成硫砷銅礦、天然硫砷銅礦和天然黃銅礦對捕收劑戊基鉀黃藥（PAX）的吸附密度和礦物回收率。這些結(jié)果表明，隨著MAA濃度的增加，合成硫砷銅礦與天然硫砷銅礦對捕收劑的吸附密度降低。相反地，黃銅礦對捕收劑的吸附密度不隨MAA濃度改變而變化，僅隨pH值變化略有降低?？捎昧蛏殂~礦的氧化性來解釋MAA的作用機理。硫砷銅礦表面上的砷離子被溶解在礦漿中的氧所氧化，而形成穩(wěn)定的絡(luò)合陰離子AsO43-，并通過共價鍵合留在硫砷銅礦表面上。1988年Nishimura等人解釋說，MAA抑制劑中的鎂對砷酸鹽有很強的親合性，能形成親水化合物AsO4NH4·6H2O。此化合物在硫砷銅礦表面上的形成，能有效地阻止黃藥的吸附。

MAA抑制劑對黃鐵礦與砷黃鐵礦分離的效果還沒有研究過。因為砷黃鐵礦中含有砷離子，因此可以推斷，該法也可能抑制砷黃鐵礦，使黃鐵礦保持其可浮性3。

砷黃鐵礦電氧化由于砷黃鐵礦常與金礦伴生，在選礦過程中金與毒砂的分離是及其重要的一步，其中，電化學(xué)方法是最常用的處理手段，常用的理論研究中，用得最多的是循環(huán)伏安法，即以砷黃鐵礦作為工作電極，以各種溶液作電解液，研究砷黃鐵礦氧化表面電化學(xué)特征。溫度、電勢、pH值是影響砷黃鐵礦電氧化速率及氧化產(chǎn)物種類最基本的因素。

砷黃鐵礦生物氧化在酸礦廢水環(huán)境中，很多種微生物代謝活躍，多種嗜酸性的微生物都可以獨立地增強含鐵和含硫礦物的氧化，如細菌和古細菌，包括許多化能自養(yǎng)型微生物，在硫化物礦物氧化環(huán)境中占統(tǒng)治地位，并且有利用無機元素維持代謝的能力。嗜酸性微生物最重要的功能之一就是將Fe（Ⅱ）氧化成Fe（Ⅲ），F(xiàn)e3+/Fe2+氧化還原對具有+770mV（在pH=2）的標(biāo)準(zhǔn)還原電位，這對氧化還原對具有很高電勢，在氧化過程中，只有氧分子可以充當(dāng)來自于嗜酸性微生物的電子的接受者。除了鐵氧化細菌外，用得最多的是硫氧化細菌，許多嗜酸性微生物可以氧化H2S、自然態(tài)硫（S0）、S2O32-和連四硫酸鹽S4O62-，大多數(shù)情況下硫氧化最終產(chǎn)物為硫酸根，伴隨著H+的形成，會產(chǎn)生大量的硫酸。二價鐵氧化和硫氧化原本緩慢的化學(xué)氧化過程在微生物參與下會得到極大地增強，因此，硫化物礦物（如砷黃鐵礦）的氧化溶解速率被增強了，其結(jié)果是更多的酸礦廢水和砷被釋放到環(huán)境中去4。