[科普中国]-磁黄铁矿

矿石简介名字来源

据希腊语“phrrhotes”，意为“红色”，指其颜色。

化学组成磁黄铁矿的化学组成较FeS理论含量含有更多的S，S的含量可达到39-40%，混入物以Ni和Co为最常见，往往是类质同象置换铁。

类别硫化物-单硫化物-磁黄铁矿族

晶系和空间群320℃以上稳定的为高温六方晶系变体，空间群为P63/mmc；320℃以下稳定的为，空间群为C2/c

晶胞参数高温六方晶系变体为a0=0.343nm，c0=0.569nm；低温单斜晶系变体a0=0.686nm，b0=1.190nm，c0=1.285nm

物理性质形态晶形呈六方板状、柱状或桶状，但很少见。通常呈致密块状集合体

比重4.6-4.7g/cm3

其他性质具有导电性和磁性；鉴定特征暗黑铜黄色，具有磁性

成因产状分布于各种类型的内生矿床中。在基性岩体内的铜钼硫化物岩浆床中，它是主要矿物成因之一，

与其共生的矿物有镍黄铁矿、褐黄铜矿；在接触交代矿床中，有时形成巨大的聚集，与其共生的矿物有黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿、毒砂等。在氧化带，它极易分解转变为褐铁矿

基本数据晶体化学理论组成(wB%)：Fe 63.53，S 36.47。实际上硫可达39~40%，因部分Fe2 被Fe3 代替，为保持电价

平衡，在Fe2 位置上出现空位，称为缺席构造。故磁黄铁矿的通式常以Fe1-XS表示。式中x表示Fe原子亏损数（结构空位），一般x=0~0.223。可有少量Ni、Co、Mn、Cu代替Fe，并有Zn、Ag、In、Bi、Ga、铂族元素等呈机械混入物。

结构与形态六方晶系，a0=0.349nm，c0=0.569nm；Z=2。红砷镍矿型结构。

复六方双锥晶类，D6h-6/mmm(L66L27PC)。晶体一般∥呈板状，少数为锥状、柱状。常见单形：平行双面c，六方柱m ，六方双锥r 、u 、s 。依成双晶或三连晶。常呈粒状、块状或浸染状集合体。

性质暗青铜黄色，带褐色锖色。条痕亮灰黑色。金属光泽。解理∥不完全。裂开发育。性脆。硬度3.5~4.5。

相对密度4.60~4.70。具强磁性。

产状与组合广泛产于内生矿床中。在与基性、超基性岩有关的硫化物矿床中为主要矿物。在Cu-Ni硫化物矿床中，常与镍黄铁矿、黄铜矿密切共生。在接触变质矿床中，为夕卡岩晚阶段的产物，与黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿、闪锌矿、毒砂等共生。在热液矿床中，常与黑钨矿、辉铋矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、石英等共生。

鉴定特征暗青铜黄色，硬度小，弱磁性。火焰烧之熔成具强磁性的黑色块体。

工业应用主要用于提取硫，生产硫酸等。当含有Cu、Ni（含镍磁黄铁矿、含铜磁黄铁矿）时，可综合利用。可用

于含重金属废水的净化处理。

中国甘肃金川、吉林盘石等铜镍硫化物矿床中均富产磁黄铁矿，世界上最著名的产地是加拿大安大略的萨德伯里。

主要用途用于制作硫酸的原料，但其经济价值远不如黄铁矿矿石大；通常呈致密块状产于多种金属矿床中，但主要富集于铜镍硫化物矿床中,与镍黄铁矿、黄铜矿共生。磁黄铁矿在地表易风化成褐铁矿。其成分中含硫量为39～40%，可用于制作硫酸。当成分中含镍高时，可作为镍矿石利用。可用于含重金属废水的净化处理。广泛用于石油化工、冶金、橡胶、造纸、军事、食品等工业。可作为提炼「铁」、「硫」的矿石。主要用作生产硫酸、硫磺、二硫化碳、亚硫酸盐等的原料，广泛用于石油化工、冶金、橡胶、造纸、军事、食品等工业。

产地产状产状磁黄铁矿在各类型的内生矿床中均可见到！基性岩体内的铜钼硫化物岩浆成因矿床：是磁矿铁矿的主要成因，常与黄铜矿（chalcopyrite）、镍黄铁矿（pentlandite，是一种重要的镍矿矿石）共生

接触交代矿床有时可见大量的磁黄铁矿聚集，共生的矿物有黄铁矿、磁铁矿（magnetite）、黄铜矿、砷黄铁矿（毒砂，arsenopyrite）等等

氧化带磁黄铁矿极易转变为褐铁矿（limonite）！

产地加拿大、安大略的Sudbury－－属于上述第一种类型的矿床，美国、田纳西州的Ducktown，墨西哥的Chihuahua，以及巴西、苏俄、德国、瑞典、芬兰、挪威等地。在台湾，则可以在金面山铅锌矿脉、木瓜溪下游的铜门-铜文兰铜矿等地发现磁黄铁矿的踪迹；但在金面山地区，磁黄铁矿有的仅数个微米（μm）大小；至于在铜门地区，夹杂在石英云母片岩、绿色片岩及硅质片岩中的磁黄铁矿与黄铁矿则是提炼硫磺的来源。

其他资料特别性质总括来说，磁黄铁矿具有三个相当特别的性质。其一，磁黄铁矿的组成特殊，其化学式为Fe（1-x）S（x=0~0.17），亦即矿物当中的硫含量变化大约可达20%，若换算成原子数的话，每五十个铁原子就有五十到五十五个硫原子同时存在。

在自然界中，具有「铁磁性」的矿物除了磁黄铁矿之外，还有磁铁矿（Fe3O4）、磁赤铁矿（Υ-Fe2O3）和钛磁矿（Feo-Tio2-Fe2O3）。这些矿石在中国古代我们泛称之为「慈石」，亦即今日的磁石；不过你知道吗？在秦汉以前，中国的典籍里并没有「磁」这个字的，那么「慈石」这名字是什么意思呢？东汉高诱说：「石，铁之母也。以有慈石，故能引其子；石之不慈也，亦不能引也」，换句话说，中国古人以「慈母爱子」比拟磁石吸铁的现象，所以称磁石为"慈石"。

磁黄铁矿的结晶可能出现的对称型态有二：当硫含量较低，化学组成趋近FeS时，晶体结构呈六方对称，相反地，高硫含量的情形下，晶体则是属于单斜的对称型式；在自然界中，有时我们可以见到这两种结构在同一个磁黄铁矿中出现。不过仔细想想，毕竟这是两种不同的晶体结构与对称，而且也算是不同的化学组成，所以事实上，磁黄铁矿应该可以算是两种矿物的集合体的，只是矿物学家仍将它们视为是同一个矿物。

磁黄铁矿一如其名，是个具有磁性的矿物！它可是自然界中，仅次于磁铁矿之外最常见的磁性矿物喔！利用磁性，我们可以简单的将磁黄铁矿与黄铜矿、黄铁矿、镍黄铁矿以及白铁矿（marcasite）等外型颜色相近的硫化物矿物区分出来；不过事实上，每个磁黄铁矿矿石的磁力大小并没有一致性，有的磁力强，有的磁力弱，磁力的大小取决于矿物内部结构中铁空缺的多寡，空缺越多则矿石磁力越强。在陨石中，就有不具有磁性的磁黄铁矿变种被发现喔，它还有个别名叫做「陨硫铁」或「硫铁矿」（troilite）。

磁黄铁矿导电性高，且略具磁性。其磁性除与本身成份有关外(通常含铁愈多，磁性愈低)，还与结构中铁的空位分布有关，若空位规则分布，磁性较强，反之，则弱。

典藏标本

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媒体报道中国科学院兰州化学物理研究所研究人员2010年3月初通过表面活性剂辅助乙二醇溶剂热法首次实现立方体、八面体和球形黄铁矿单晶的选择合成。据介绍，这一研究成果将推动黄铁矿在光伏太阳能电池制备等领域的应用。

中国科学院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料研发中心王齐华研究员带领的课题组，通过表面活性剂辅助乙二醇溶剂热法首次实现立方体、八面体和球形黄铁矿单晶的选择合成。与传统的制备方法相比，该方法无需昂贵的单源前驱体或有毒溶剂，而且实现了对晶体形貌的控制。

据介绍，研究还发现产物形貌取决于表面活性剂的种类、氢氧化钠和硫的用量，并提出了可能的生长机理。该研究所用方法使得均一黄铁矿八面体和立方体晶体合成成为可能，对于其他金属硫族化物的制备具有指导意义。

自然界中仅由铁和硫构成的铁硫化物较少，有黄铁矿、磁硫铁矿、磁黄铁矿等。总体来讲，铁硫化合物拥有独特的磁性和电学性能，这些性能与铁和硫之间的化学计量比以及它们的晶体结构密切相关。在这些重要无机材料中，由于其独特的光电性能，黄铁矿广泛应用于光伏太阳能电池、锂离子电池电极材料等领域。此外黄铁矿在矿石初选、煤分离中也发挥关键作用。

据介绍，这项研究得到了国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金创新基金群体以及中科院知识创新工程重要方向项目的支持。1

藏品信息

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