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发现黄铁矿的惊人用途—深入了解黄铁矿的提炼和应用


文章编号:16804 / 更新时间:2024-03-04 12:32:12 / 浏览:

本期呈现的是两块黄铁矿标本,分别来自于意大利厄尔巴岛里奥马里纳和美国新泽西州富兰克林,现珍藏于昆明理工大学学博物馆,属于世界岩矿标本。

发现黄铁矿的惊人用途深入了解黄铁矿的提炼和

产自意大利厄尔巴岛里奥马里纳的黄铁矿标本(摄影:杨宇晨;海报:郑弼尹)黄铁矿的英文名称源希腊字pry,意为火,因为用锤子敲击黄铁矿会产生火花。黄铁矿是自然界常见的金属矿物,也是地壳中分布最广的硫化物。黄铁矿的颜色淡黄铜黄色,稀有元素金往往以明金、显微金等状态存在于黄铁矿的晶体缺陷、裂隙等空间,使黄铁矿成为重要的载金矿物。黄铁矿常呈规则的体,如常见的立方体、五角十二面体、八面体等形状,集合体常呈粒状、致密块状、浸染状或草莓状。黄铁矿的硬度较高,莫氏硬度为66.5。由于黄铁矿的淡黄铜色,本身具有的强金属光泽给人带来光亮闪烁的视觉体验,常被人们误认为是黄金,故又称为愚人金。

区分黄铁矿和自然金,我们可以利用钢针或小刀进行刻划,钢针或小刀刻划自然金能够在其表面划出明亮沟痕(因自然金硬度相对较低所致)黄铁矿的硬度较高,钢针或小刀无法将其刻划。先民们也曾利用牙咬的方法来辨别真伪,人的牙齿可以咬得动自然金但咬不烂,而人的牙齿不动黄铁矿。自然金的条痕颜色为黄色至红黄色,而黄铁矿、黄铜矿等相似矿物的条痕颜色为绿黑色,这也是它们的区别特征之一。次,黄铁矿、黄铜矿性脆,敲击后碎裂,而自然金具有极强的延展性,受力作用后会发生塑性变形而不会破裂。这些特征有助于我们更深入地识它们,而不再被愚人金的外表所蒙蔽。< p="">

产自美国新泽西州富兰克林的黄铁矿标本(摄影:杨宇晨;海报:郑弼尹)有趣的是,虽名为黄铁矿,但黄铁矿通常并不用于提取铁,它是提取硫和制造硫酸的主要矿物原料。当其中含有Au、Co、Ni时,可提取这些伴生元素。黄矿在氧化的环境中不稳定,易分解为氢氧化铁,成为褐铁矿的主要成分,这种作用常发生在含有多金属矿床氧化带的地表露头部分,形成褐铁帽,这可以作为地质学家寻找多金属矿床的标志。黄铁矿形成于各种不同的地质条件下,见于各种不同的岩石和矿石中。黄铁矿的世界著名包括西班牙、捷克、斯洛伐克、美国和中国。我国黄铁矿的探明资源储量居世界前列,著名产地有广东英德、云浮、安徽马鞍山、甘肃白银等。


黄铁矿的作用?

应用工业用途黄铁矿是提取硫和制造硫酸的主要矿物原料。 含Au、Co、Ni时可提取伴生元素。 制作饰品黄铁矿也是一种非常廉价的古宝石。 在英国维多利亚女王时代(公元1837—1901年),人们都喜欢饰用这种具有特殊形态和观赏价值的宝石。 它除了用于磨制宝石外,还可以做珠宝玉器和其它工艺品的底座。 催化剂2012年4月,剑桥大学StephenJenkins率领的研究团队通过电子结构计算,探究了黄铁矿的催化活性。 研究人员重点关注了黄铁矿与空气污染物之一的氮氧化物(NOx)之间的反应。 下一步,研究人员计划将黄铁矿应用于具有战略意义的产业反应过程,如生产肥料用的氨、从可再生生物质中合成碳氢化合物燃料、提取燃料电池电动汽车用的氢等等[5] 。 药用药用自然铜即黄铁矿(砸碎或煅用),别名石髓铅。 功效:散瘀止痛,接骨疗伤。 成药制剂:活血止痛散,军中跌打散。 化学应用制硫酸[2] :1、先将硫黄或黄铁矿在空气中燃烧或焙烧,以得到二氧化硫气体。 2、将二氧化硫氧化为三氧化硫是生产硫酸的关键,其反应为2SO2+O2→2SO3。 这个反应在室温和没有催化剂存在时,实际上不能进行。 根据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同,制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法。 接触法是用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾(助催剂)的五氧化二钒V2O5作催化剂,将二氧化硫转化成三氧化硫。 硝化法是用氮的氧化物作递氧剂,把二氧化硫氧化成三氧化硫:SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO根据所采用设备的不同,硝化法又分为铅室法和塔式法。 而接触法可以生产浓度98%以上的硫酸。 采用最多。 主要方程式:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO22SO2+O2=2SO3SO3+H2O=H2SO4分布世界著名产地有西班牙、捷克、斯洛伐克、美国和中国。 我国黄铁矿的探明资源储量居世界前列,著名产地有广东英德和云浮、安徽马鞍山、甘肃白银厂等。 黄铁矿是地壳中分布最广的硫化物。 在岩浆岩中,黄铁矿呈细小浸染状,为岩浆期后热液作用的产物。 接触交代矿床中,黄铁矿常与其它硫化物共生,形成于热液作用后期阶段。 在热液矿床中,黄铁矿与其它硫化物、氧化物、石英等共生;有时形成黄铁矿的巨大堆积。 在沉积岩、煤系及沉积矿床中,黄铁矿呈团块、结核或透镜体产出。 在变质岩中,黄铁矿往往是变质作用的新生产物。 黄铁矿特征晶形完好,晶面有条纹,致密块状者与黄铜矿相似。 但据其浅黄铜黄色,硬度大,及其具有导电性可与黄铜矿进行区别。 [2] 性脆,受敲打时很容易破碎,破碎面是参差不齐的。

黄铁矿的应用

生产硫磺和硫酸的主要原料。 含Au、Co、Ni时可提取伴生元素。 药用自然铜即黄铁矿(砸碎或煅用),别名石髓铅。 功效:散瘀止痛,接骨疗伤。 成药制剂:活血止痛散,军中跌打散。 中学化学中的应用:制硫酸先将硫黄或黄铁矿在空气中燃烧或焙烧,以得到二氧化硫气体。 将二氧化硫氧化为三氧化硫是生产硫酸的关键,其反应为:2SO2+O2→2SO3这个反应在室温和没有催化剂存在时,实际上不能进行。 根据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同,制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法。 接触法是用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾(助催剂)的五氧化二钒 V2O5作催化剂,将二氧化硫转化成三氧化硫。 硝化法是用氮的氧化物作递氧剂,把二氧化硫氧化成三氧化硫:SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO根据所采用设备的不同,硝化法又分为铅室法和塔式法;而接触法可以生产浓度98%以上的硫酸;采用最多。 主要方程式:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO22SO2+O2=2SO3SO3+H2O=H2SO4

黄铁矿在古代的应用有什么?

黄铁矿是提取硫磺的主要矿物原料。 明末宋应星所著《天工开物》中,较具体记述了用黄铁矿作原料烧取硫磺的技术。 煅烧硫磺的大致步骤是:先用煤饼包裹矿石并堆垒起来,外面用泥土夯实并建造熔炉。 每炉的石料和煤饼都有千斤左右,炉上用烧硫黄的旧渣掩盖,炉顶中间要隆起,空出一个圆孔。 燃烧到一定程度,炉孔内便会有金黄色的气体冒出。 预先请陶工烧制一个中部隆起的盂钵,盂钵边缘往内卷成像鱼膘状的凹槽,烧硫黄时,将盂钵覆盖在炉孔上。 硫黄的黄色蒸气沿着炉孔上升,被盂钵挡住而不能跑掉,于是便冷凝成液体,沿着盂钵的内壁流入凹槽,又透过小眼沿着冷却管道流进小池子,最终凝结而变成固体硫黄。 用含煤黄铁矿烧取皂矾,当黄色的蒸气上升时,也可以用这种方法收取硫黄。 得硫一斤,就要减收皂矾三十多斤,因为皂矾的精华都已经转化为硫了,剩下的枯渣便成了废物。 黄铁矿也是一种非常廉价的古宝石。 在英国维多利亚女王时代(公元1837—1901年),人们都喜欢饰用这种具有特殊形态和观赏价值的宝石。


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