簡介
輝銻礦Stibnite
輝銻礦化學成分是Sb2S3,晶體屬正交(斜交)晶系的硫化物礦物。晶體常見,形態特徵鮮明,單晶具有錐面的長柱狀或針狀,柱面具明顯的縱紋,一般呈柱狀、針狀、放射狀或塊狀集合體。
輝銻礦物理性質主要有:鉛灰色,條痕黑灰色,強金屬光澤,不透明,沿柱面發育有一組完全板面解理,性脆。摩氏硬度2-2.5。比重4.52-4.62。蠟燭加熱可以熔化。
輝銻礦是提煉銻的最重要的礦物原料。輝銻礦常與黃鐵礦、雌黃、雄黃、辰砂、方解石、石英等共生於低溫熱液礦床,是分布最廣的銻礦石。中國是著名的產銻國家,儲量居世界第一,尤以湖南新化錫礦山的銻礦儲量大質量高。
名稱來源
來自希臘文“stimmi”或“stibi”,含義為“銻”,意指含銻的礦物;
著名產地
世界著名產地有中國湖南冷水江錫礦山等地。
礦物特徵
礦物名稱:輝銻礦Stibnite;化學組成:Sb2S3.Sb銻71.4%,28.6%;含少量的As,Pb,Ag,Cu,Fe,基本上為機械混入物。
鑑定特徵
鉛灰色,柱狀晶形,解理面上有橫紋,易溶,對於細粒的塊體,滴KOH於其上,立刻呈現黃色,隨後變成橘紅色,以此區別與其類似的氧化物;輝銻礦,可以從晶形,條紋,完全解理,顏色和條痕當中,鑑定出來;它和方鉛礦有時看來頗為類似,但是比方鉛礦輕,晶形亦不相同。
成因產狀
見於中低溫的熱液礦床中,主要富集於基本上由輝銻礦單礦物組成的石英脈或碳酸鹽礦層中。
晶體形態
斜方雙錐晶類,晶體為長柱狀針狀或矢狀,沿c軸伸長。單形有斜方柱m(110);平行雙面b(010)及斜方雙錐s(111)。
晶體結構
晶系和空間群:斜方晶系,對稱型Pbnm;
晶胞參數:a0=11.20埃,b0=11.28埃,c0=3.83埃
粉晶數據:2.764(1)3.053(0.95)3.556(0.7)
物理性質
硬度:2;比重:4.6g/cm3;
解理:(010)完全,解理面上常有橫的聚片雙晶紋
斷口:貝殼狀斷口;
顏色:鉛灰色,晶面常帶暗藍錆色;
條痕:鉛灰色;
透明度:不透明;光澤:金屬光澤;
發光性:無;
其他:脆性,且遇冷膨脹。
光學性質
反射的白至灰白。反射率:Rp為44(綠光),36(橙光),33.5(紅光),Rg分別為30.5、25、24.5。雙反射強。強非均質性,從棕到藍灰。折光率:α=3.194,β=4.046,γ=4.303。
用途
輝銻礦是提取銻的重要原料,天然產出的輝銻礦,可加工製作安全火柴和膠皮。在鉛筆的製作中,除用石墨和黏土外,還需加入20%的輝銻礦。此外,輝銻礦可用來製作耐磨擦的合金(如銅鋅錫合金),這種材料被用來製造堅固的軸承。與鋅和鉛所熔的合金,可制印刷機、抽水機、起重機等零件,還可用於槍彈的材料。銻鉛合金可供製作軍事上所用的榴霰彈等。銻的化合物可作紡織物的防腐劑,在醫藥上的用途也較多。
原料成分
在地殼上雖然已發現輝銻礦物和含銻礦物達120多種,但具有工業利用價值的適合現今選冶條件,含銻在20%以上的銻礦物僅有10種,即輝銻礦(含Sb71.4%)、方銻礦(含Sb83.3%)、銻華(含Sb83.3%)、銻赭石(含Sb74%~79%)、黃銻華(含Sb74.5%)、硫氧銻礦(含Sb75.2%)、自然銻(含Sb100%)、硫汞銻礦(含Sb51.6%)、脆硫銻鉛礦(含Sb35.5%)、黝銅礦(含Sb25%)。其中,輝銻礦是銻的選冶最主要的礦物原料。
輝銻礦類型劃分,在地質勘探過程中應將礦石劃分為自然類型和工業類型。銻礦石的自然類型,可分為氧化礦石、混合礦石、原生礦石3種,其標準按銻氧化率(%)劃分:氧化礦石>50%,混合礦石30%~50%,原生礦石<30%。銻礦石的工業類型,根據我國銻礦床物質成分特點,有的以銻為主的單一礦床,更多的是多組分共伴生礦床,有的銻與金、汞、鎢等共伴生。故銻礦石工業類型有:單一銻、銻金、銻汞、銻金鎢、銻鎢等類型。
輝銻礦一般工業要求:邊界品位,含Sb0.7%;工業品位,含Sb1.5%;可采厚度≥1m;夾石剔除厚度≥2m。這個工業要求指標,僅供詳查和勘探初期階段參考。凡提供礦山建設依據的地質勘探報告,勘探的礦床所採用具體工業指標,應由地質勘探單位提出初步意見,並附必要的地質資料,由工業部門委託礦山設計部門進行經濟核算和比較研究,由省以上工業主管部門確定。
當輝銻礦床中的伴生組分達到下列含量時,應注意綜合評價。銻礦床中伴生組分品位:Au0.1g/t、WO30.05%、Hg0.005%、Pb0.2%、Zn0.4%、As0.2%、S2%、Cu0.1%、Sn0.08%、Ag2g/t、Bi0.02%、Se0.001%、Co0.1%、Ni0.1%、CaF25%、BaSO45%。
發現歷史
輝銻礦的發現,約於公元前18世紀在匈牙利曾發現的小銻塊,但在很長時間,人們並未真正地認識這種金
屬。1556年德國冶金學者阿格里科拉(G.Agricola)在其著作中敘述了用礦石熔析生產硫化銻的方法,但將硫化銻誤認為銻。1604年德國人瓦倫廷(B.Valentine)記述了銻與硫化銻的提取方法。18世紀已用焙燒還原法煉銻,1896年制出電解銻。1930年以後,銻礦鼓風爐熔煉法成為生產金屬銻的重要方法。60~70年代發展了多種揮發熔煉和揮發焙燒法。中國是世界上發現、利用銻較早的國家之一。據《漢書?食貨志》記載:“王莽居攝,變漢制,鑄作錢幣均用銅,淆以連錫。”《史記》記載:“長沙出連錫”。秦墓出土文物的秦代箭,經光譜分析含銻,由此可知中國對銻的利用很早,當時不叫銻,而稱“連錫”。明朝末年(1541年),中國發現了世界最大的銻礦產地——湖南錫礦山,但當時把銻誤認為錫,故命名錫礦山,至清光緒16年(1890)經化驗始知是銻。光緒23年(1897)創辦“積善”廠,為錫礦山最早的銻煉廠,使我國的“連錫”轉入銻生產的時代。1908年湖南華昌公司從法國引進揮發焙燒法,開始用此法煉銻。隨著機械製造業的興起,銻的用途和需求量擴大,繼開發錫礦山之後又先後開發了湖南桃江板溪、新邵龍山、桃源沃溪等地銻礦,使湖南銻業居全國之首。接著,黔、滇、桂等省區也相繼開採一些銻礦。從1908年以後數十年間,中國產銻量常占世界總產量50%以上,僅就錫礦山自1912—1935年間的銻品產量占世界產量的36.6%,占全國的60.9%。1942年中國著名的有色金屬冶金學家,世界最早的銻冶金專家之一王寵佑與美國人霍德森(Hodson)共同取得飄浮熔煉—氣態還原熔煉的專利權。
新中國成立之後,對銻礦進行了大規模的地質勘探和開發,並發展了硫化銻精礦鼓風爐揮發熔煉。我國銻礦儲量和產量均居世界首位,並大量出口,生產高純度金屬銻(含銻99.999%)及優質特級銻白,代表著世界銻業先進生產水平。
相關資料硫化物
定義
無機化學中,硫化物指電正性較強的金屬或非金屬與硫形成的一類化合物。大多數金屬硫化物都可看作氫硫酸的鹽。由於氫硫酸是二元弱酸,因此硫化物可分為酸式鹽(HS,氫硫化物)、正鹽(S)和多硫化物(Sn)三類。 有機化學中,硫化物(英文:Sulfide)指含有二價硫的有機化合物。根據具體情況的不同,有機硫化物可包括:硫醚(R-S-R)、硫酚/硫醇(Ar/R-SH)、硫醛(R-CSH)、硫代羧酸和二硫化物(R-S-S-R)等。參見有機硫化合物。 負2價硫的化合物,金屬硫化物可以看成氫硫酸的鹽。金屬與硫直接反應或者將硫化氫氣體通入金屬鹽溶液,或者往鹽溶液中加入硫化鈉,都可製得金屬硫化物。
鹼金屬硫化物和硫化銨易溶於水,由於水解其溶液顯鹼性。鹼土金屬、鈧、釔和鑭系元素的硫化物較為難溶。當陽離子的外層電子構型為18電子和18+2電子時,往往由於較強的極化作用而形成難溶的、有顏色的硫化物。大多數不溶於水的硫化物可溶於酸並釋放出硫化氫,極難溶的少數金屬硫化物(如CuS、HgS)可用氧化性酸將其溶解,此時S被氧化成硫而從溶液中析出。難溶金屬硫化物在溶液中存在以下溶解-沉澱平衡:
式中M為金屬。控制溶液的酸度,可以改變溶液中S離子的濃度,從而將溶解度各不相同的難溶金屬硫化物分別沉澱出來。這是定性分析中用硫化氫分離、鑑定金屬離子的基礎。
合成
無機硫化物通常可通過以下方法合成: 單質直接化合,例如: C + 2S -(1123~1223K)→ CS2 硫酸鹽或高價硫化物的還原,例如: Na2SO4 + 4C -(1373K)→ Na2S + 4CO In2S3 + 2H2 → In2S + 2H2S 溶液中或高溫的複分解反應,例如: FeCl2 + H2S → FeS↓ + 2HCl 3SiO2 + 2Al2S3 -(1373K)→ 3SiS2 + 2Al2O3 以硫代酸鹽為原料製取,例如: (NH4)2MoO4+ 4(NH4)2S + 4H2O → (NH4)2[MoS4] + 8NH3.H2O (NH4)2[MoS4] + 2HCl -(加熱)→ MoS3 + H2S + 2NH4Cl 高價硫化物加熱分解,例如: MoS3 -(加熱)→ MoS2 + S
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