砷黃(huang)鐵(tie)礦(kuang)常產于(yu)高溫熱液礦(kuang)床、偉晶巖及交代礦(kuang)床中(zhong)(zhong),在鎢(wu)錫礦(kuang)脈(mo)中(zhong)(zhong)與黑鎢(wu)礦(kuang)、錫石(shi)共生。砷黃(huang)鐵(tie)礦(kuang)灼(zhuo)燒后(hou)具有磁性,錘(chui)擊砷黃(huang)鐵(tie)礦(kuang)會發出蒜臭味。砷黃(huang)鐵(tie)礦(kuang)是一(yi)種(zhong)鐵(tie)的硫砷化(hua)物(wu)礦(kuang)物(wu)。砷黃(huang)鐵(tie)礦(kuang)的莫氏(shi)硬(ying)度是5.5-6.0,比重為(wei)6.2。砷黃(huang)鐵(tie)礦(kuang)是錫白色至(zhi)鋼灰色,條痕灰黑色,金屬(shu)光(guang)澤(ze),不(bu)透明。砷黃(huang)鐵(tie)礦(kuang)是晶體屬(shu)單斜(xie)晶系斜(xie)方柱(zhu)晶類的硫化(hua)物(wu)礦(kuang)物(wu)。
【中文名稱】砷黃鐵礦(kuang);毒砂(sha)
【英文名稱(cheng)】arsenopyrite;mispickel
【結構或分子式】FeAsS
【密度(du)】5.89~6.20
【性狀】
錫白色至(zhi)鋼灰色,金屬光(guang)澤,單(dan)斜晶系(xi),常呈柱(zhu)狀、針狀等集合體。
【用途】
用于(yu)提煉砷和制造砷化合物(wu)如三氧化二砷、砷酸(suan)鈉、砷酸(suan)鉛等。含(han)高鈷者稱為鈷毒砂,可作(zuo)提取鈷的礦物(wu)原料(liao)。
【其他】
硬度5.5~6.0。性脆。斷口鋼灰(hui)(hui)色(se),常具黃錆色(se)。條痕灰(hui)(hui)黑(hei)色(se)。導電性良好。打擊(ji)時有蒜臭。常含(han)鎳(nie)、鈷等。
砷黃鐵礦(kuang)是分(fen)(fen)布最廣的一(yi)種硫砷化物。我國砷黃鐵礦(kuang)主要(yao)分(fen)(fen)布在(zai)湖南、江(jiang)西、云南等地(di)。世界著名產地(di)有(you)德國的弗賴貝爾格、英國的康沃爾、加(jia)拿大(da)的科博爾等地(di)。中國古代(dai)稱(cheng)為(wei)(wei)白砒石、礜石。將毒砂砸成小(xiao)塊,除去雜(za)石,與煤、木炭或木材燒煉,然后升(sheng)華(hua),即為(wei)(wei)砒霜。
由于(yu)黃(huang)(huang)(huang)藥以雙(shuang)(shuang)黃(huang)(huang)(huang)藥的(de)形式吸附(fu)在(zai)黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)和砷黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)表(biao)面上,雙(shuang)(shuang)黃(huang)(huang)(huang)藥對陽離子沒有選擇性,所以用黃(huang)(huang)(huang)藥浮選分離黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)和砷黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)是(shi)很困(kun)難(nan)(nan)的(de)。因此(ci),眾多學者采用了多種分離技術(shu)來分離砷黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)和黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)。這些(xie)技術(shu)包括(kuo)改變(bian)礦(kuang)(kuang)漿pH值、改變(bian)礦(kuang)(kuang)物表(biao)面的(de)氧化程度和添加(jia)促進砷黃(huang)(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)浮選的(de)SO2。對其(qi)中一些(xie)已進行(xing)了工業試驗,然而試驗結果(guo)不(bu)是(shi)回收率低,就是(shi)選擇性難(nan)(nan)于(yu)控制。
2000年(nian)(nian)Yen和(he)Tajacod在(zai)研(yan)究從硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(Cu3AsS4)中(zhong)選擇性(xing)浮選黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(CuFeS2)時用鎂(mei)-銨混合(he)物(MAA)作為抑制劑(ji)(ji)(ji)。作者(zhe)在(zai)改變MAA濃度(du)和(he)pH值時測定了合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、天(tian)然硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)和(he)天(tian)然黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)對(dui)捕收(shou)(shou)(shou)劑(ji)(ji)(ji)戊基鉀黃(huang)藥(PAX)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)密(mi)度(du)和(he)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物回收(shou)(shou)(shou)率。這些結(jie)果表(biao)(biao)(biao)明(ming),隨(sui)著(zhu)MAA濃度(du)的(de)(de)(de)增加,合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)與天(tian)然硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)對(dui)捕收(shou)(shou)(shou)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)密(mi)度(du)降低。相(xiang)反地,黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)對(dui)捕收(shou)(shou)(shou)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)密(mi)度(du)不隨(sui)MAA濃度(du)改變而變化(hua),僅隨(sui)pH值變化(hua)略有(you)(you)(you)降低。可(ke)用硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)來解(jie)釋MAA的(de)(de)(de)作用機(ji)理。硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)(biao)(biao)面上的(de)(de)(de)砷(shen)(shen)(shen)離(li)子被溶(rong)解(jie)在(zai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)漿(jiang)中(zhong)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)所氧(yang)(yang)化(hua),而形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)穩定的(de)(de)(de)絡合(he)陰離(li)子AsO43-,并通過共價鍵合(he)留在(zai)硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)(biao)(biao)面上。1988年(nian)(nian)Nishimura等(deng)人解(jie)釋說(shuo),MAA抑制劑(ji)(ji)(ji)中(zhong)的(de)(de)(de)鎂(mei)對(dui)砷(shen)(shen)(shen)酸鹽有(you)(you)(you)很(hen)強的(de)(de)(de)親合(he)性(xing),能形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)親水化(hua)合(he)物AsO4NH4·6H2O。此化(hua)合(he)物在(zai)硫(liu)(liu)(liu)砷(shen)(shen)(shen)銅(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)(biao)(biao)面上的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng),能有(you)(you)(you)效(xiao)地阻止黃(huang)藥的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)。
MAA抑制劑對黃(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)與砷黃(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)分離(li)的效(xiao)果(guo)還沒(mei)有研究過。因(yin)為砷黃(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)中(zhong)含(han)有砷離(li)子,因(yin)此可(ke)以(yi)推斷,該法也可(ke)能抑制砷黃(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang),使黃(huang)(huang)鐵(tie)礦(kuang)保持(chi)其可(ke)浮性(xing)。
由于砷(shen)黃鐵(tie)礦常(chang)(chang)與金礦伴(ban)生,在選礦過程中(zhong)金與毒砂的(de)分(fen)離是及其(qi)重要的(de)一步,其(qi)中(zhong),電化學方法是最(zui)常(chang)(chang)用(yong)的(de)處理手段,常(chang)(chang)用(yong)的(de)理論研(yan)究(jiu)中(zhong),用(yong)得(de)最(zui)多(duo)的(de)是循(xun)環伏安法,即(ji)以砷(shen)黃鐵(tie)礦作(zuo)為工作(zuo)電極(ji),以各種溶(rong)液作(zuo)電解(jie)液,研(yan)究(jiu)砷(shen)黃鐵(tie)礦氧化表面電化學特征。溫度、電勢、pH值是影響砷(shen)黃鐵(tie)礦電氧化速率及氧化產物種類最(zui)基本的(de)因素(su)。
在(zai)酸(suan)(suan)礦(kuang)(kuang)廢(fei)水(shui)環境(jing)(jing)中,很多(duo)種微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)代(dai)謝活躍,多(duo)種嗜(shi)酸(suan)(suan)性的(de)(de)微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)都可以(yi)獨立地(di)增強含鐵(tie)(tie)和(he)含硫(liu)(liu)礦(kuang)(kuang)物(wu)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua),如(ru)細菌和(he)古細菌,包括許多(duo)化(hua)(hua)(hua)能自(zi)養(yang)型(xing)微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu),在(zai)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)礦(kuang)(kuang)物(wu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)環境(jing)(jing)中占統治地(di)位,并(bing)且有(you)利用(yong)無機(ji)元素維持代(dai)謝的(de)(de)能力。嗜(shi)酸(suan)(suan)性微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)最重要的(de)(de)功能之一(yi)就是將Fe(Ⅱ)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)Fe(Ⅲ),Fe3+/Fe2+氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)還原(yuan)對具有(you)+770mV(在(zai)pH=2)的(de)(de)標準還原(yuan)電位,這對氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)還原(yuan)對具有(you)很高電勢,在(zai)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程中,只有(you)氧(yang)(yang)(yang)分(fen)子可以(yi)充當來自(zi)于嗜(shi)酸(suan)(suan)性微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)的(de)(de)電子的(de)(de)接(jie)受者(zhe)。除了鐵(tie)(tie)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)細菌外(wai),用(yong)得(de)(de)最多(duo)的(de)(de)是硫(liu)(liu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)細菌,許多(duo)嗜(shi)酸(suan)(suan)性微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)可以(yi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)H2S、自(zi)然態硫(liu)(liu)(S0)、S2O32-和(he)連四硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)鹽S4O62-,大(da)多(duo)數情(qing)況下硫(liu)(liu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)最終產物(wu)為硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)根,伴隨著H+的(de)(de)形成(cheng),會(hui)產生(sheng)大(da)量的(de)(de)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)。二價鐵(tie)(tie)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)和(he)硫(liu)(liu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)原(yuan)本緩慢的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程在(zai)微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)參與下會(hui)得(de)(de)到極大(da)地(di)增強,因此,硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(如(ru)砷黃鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang))的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溶解速率被(bei)增強了,其(qi)結果是更多(duo)的(de)(de)酸(suan)(suan)礦(kuang)(kuang)廢(fei)水(shui)和(he)砷被(bei)釋放到環境(jing)(jing)中去(qu)。