磁黃鐵礦

磁黃鐵礦是磁黃鐵礦族中的一種鐵的硫化礦物，它的成分中含有硫達40%，因此可以用來製作硫酸。而當其中的鎳含量很高時，便可從中提煉鎳。磁黃鐵礦有金屬般的光澤，為暗青銅黃色帶紅。一般呈塊狀產於銅鎳硫化礦床中。磁黃鐵礦如果在地表則容易風化而變成褐鐵礦。

基本介紹

• 中文名：磁黃鐵礦
• 外文名：pyrrhotite，pyrrhotine
• 類別：鐵的硫化礦物
• 顏色：暗黑銅黃色，表面常呈褐錆色
• 光澤：金屬光澤
• 透明度：不透明
• 條痕：灰黑色
• 解理：平行解理
• 斷口：不完全
• 硬度：3.5-4.5

礦石簡介

名字來源

據希臘語“phrrhotes”，意為“紅色”，指其顏色。

化學組成

磁黃鐵礦的化學組成較FeS理論含量含有更多的S，S的含量可達到39-40%，混入物以Ni和Co為最常見，往往是類質同象置換鐵。

磁黃鐵礦

類別

硫化物-單硫化物-磁黃鐵礦族

晶系和空間群

320℃以上穩定的為高溫六方晶系變體，空間群為P63/mmc；320℃以下穩定的為，空間群為C2/c

晶胞參數

高溫六方晶系變體為a0=0.343nm，c0=0.569nm；低溫單斜晶系變體a0=0.686nm，b0=1.190nm，c0=1.285nm

物理性質

形態

晶形呈六方板狀、柱狀或桶狀，但很少見。通常呈緻密塊狀集合體

比重

4.6-4.7g/cm3

其他性質

具有導電性和磁性；鑑定特徵暗黑銅黃色，具有磁性

成因產狀

分布於各種類型的內生礦床中。在基性岩體內的銅鉬硫化物岩漿床中，它是主要礦物成因之一，

與其共生的礦物有鎳黃鐵礦、褐黃銅礦；在接觸交代礦床中，有時形成巨大的聚集，與其共生的礦物有黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、毒砂等。在氧化帶，它極易分解轉變為褐鐵礦

磁黃鐵礦

基本數據

晶體化學

理論組成(wB%)：Fe 63.53，S 36.47。實際上硫可達39~40%，因部分Fe2 被Fe3 代替，為保持電價

平衡，在Fe2 位置上出現空位，稱為缺席構造。故磁黃鐵礦的通式常以Fe1-XS表示。式中x表示Fe原子虧損數（結構空位），一般x=0~0.223。可有少量Ni、Co、Mn、Cu代替Fe，並有Zn、Ag、In、Bi、Ga、鉑族元素等呈機械混入物。

磁黃鐵礦

結構與形態

六方晶系，a0=0.349nm，c0=0.569nm；Z=2。紅砷鎳礦型結構。

復六方雙錐晶類，D6h-6/mmm(L66L27PC)。晶體一般∥呈板狀，少數為錐狀、柱狀。常見單形：平行雙面c，六方柱m ，六方雙錐r 、u 、s 。依成雙晶或三連晶。常呈粒狀、塊狀或浸染狀集合體。

性質

暗青銅黃色，帶褐色錆色。條痕亮灰黑色。金屬光澤。解理∥不完全。裂開發育。性脆。硬度3.5~4.5。

相對密度4.60~4.70。具強磁性。

磁黃鐵礦

產狀與組合

廣泛產於內生礦床中。在與基性、超基性岩有關的硫化物礦床中為主要礦物。在Cu-Ni硫化物礦床中，常與鎳黃鐵礦、黃銅礦密切共生。在接觸變質礦床中，為夕卡岩晚階段的產物，與黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、閃鋅礦、毒砂等共生。在熱液礦床中，常與黑鎢礦、輝鉍礦、毒砂、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、石英等共生。

鑑定特徵

暗青銅黃色，硬度小，弱磁性。火焰燒之熔成具強磁性的黑色塊體。

工業套用

主要用於提取硫，生產硫酸等。當含有Cu、Ni（含鎳磁黃鐵礦、含銅磁黃鐵礦）時，可綜合利用。可用

於含重金屬廢水的淨化處理。

磁黃鐵礦

中國甘肅金川、吉林盤石等銅鎳硫化物礦床中均富產磁黃鐵礦，世界上最著名的產地是加拿大安大略的薩德伯里。

主要用途

用於製作硫酸的原料，但其經濟價值遠不如黃鐵礦礦石大；通常呈緻密塊狀產於多種金屬礦床中，但主要富集於銅鎳硫化物礦床中,與鎳黃鐵礦、黃銅礦共生。磁黃鐵礦在地表易風化成褐鐵礦。其成分中含硫量為39～40%，可用於製作硫酸。當成分中含鎳高時，可作為鎳礦石利用。可用於含重金屬廢水的淨化處理。廣泛用於石油化工、冶金、橡膠、造紙、軍事、食品等工業。可作為提煉「鐵」、「硫」的礦石。主要用作生產硫酸、硫磺、二硫化碳、亞硫酸鹽等的原料，廣泛用於石油化工、冶金、橡膠、造紙、軍事、食品等工業。

產地產狀

產狀

磁黃鐵礦在各類型的內生礦床中均可見到！基性岩體內的銅鉬硫化物岩漿成因礦床：是磁礦鐵礦的主要成因，常與黃銅礦（chalcopyrite）、鎳黃鐵礦（pentlandite，是一種重要的鎳礦礦石）共生

接觸交代礦床

有時可見大量的磁黃鐵礦聚集，共生的礦物有黃鐵礦、磁鐵礦（magnetite）、黃銅礦、砷黃鐵礦（毒砂，arsenopyrite）等等

氧化帶

磁黃鐵礦極易轉變為褐鐵礦（limonite）！

產地

加拿大、安大略的Sudbury－－屬於上述第一種類型的礦床，美國、田納西州的Ducktown，墨西哥的Chihuahua，以及巴西、蘇俄、德國、瑞典、芬蘭、挪威等地。在台灣，則可以在金面山鉛鋅礦脈、木瓜溪下游的銅門-銅文蘭銅礦等地發現磁黃鐵礦的蹤跡；但在金面山地區，磁黃鐵礦有的僅數個微米（μm）大小；至於在銅門地區，夾雜在石英雲母片岩、綠色片岩及矽質片岩中的磁黃鐵礦與黃鐵礦則是提煉硫磺的來源。

其他資料

特別性質

總括來說，磁黃鐵礦具有三個相當特別的性質。其一，磁黃鐵礦的組成特殊，其化學式為Fe（1-x）S（x=0~0.17），亦即礦物當中的硫含量變化大約可達20%，若換算成原子數的話，每五十個鐵原子就有五十到五十五個硫原子同時存在。

在自然界中，具有「鐵磁性」的礦物除了磁黃鐵礦之外，還有磁鐵礦（Fe3O4）、磁赤鐵礦（Υ-Fe2O3）和鈦磁礦（Feo-Tio2-Fe2O3）。這些礦石在中國古代我們泛稱之為「慈石」，亦即今日的磁石；不過你知道嗎？在秦漢以前，中國的典籍里並沒有「磁」這個字的，那么「慈石」這名字是什麼意思呢？東漢高誘說：「石，鐵之母也。以有慈石，故能引其子；石之不慈也，亦不能引也」，換句話說，中國古人以「慈母愛子」比擬磁石吸鐵的現象，所以稱磁石為"慈石"。

磁黃鐵礦的結晶可能出現的對稱型態有二：當硫含量較低，化學組成趨近FeS時，晶體結構呈六方對稱，相反地，高硫含量的情形下，晶體則是屬於單斜的對稱型式；在自然界中，有時我們可以見到這兩種結構在同一個磁黃鐵礦中出現。不過仔細想想，畢竟這是兩種不同的晶體結構與對稱，而且也算是不同的化學組成，所以事實上，磁黃鐵礦應該可以算是兩種礦物的集合體的，只是礦物學家仍將它們視為是同一個礦物。

磁黃鐵礦一如其名，是個具有磁性的礦物！它可是自然界中，僅次於磁鐵礦之外最常見的磁性礦物喔！利用磁性，我們可以簡單的將磁黃鐵礦與黃銅礦、黃鐵礦、鎳黃鐵礦以及白鐵礦（marcasite）等外型顏色相近的硫化物礦物區分出來；不過事實上，每個磁黃鐵礦礦石的磁力大小並沒有一致性，有的磁力強，有的磁力弱，磁力的大小取決於礦物內部結構中鐵空缺的多寡，空缺越多則礦石磁力越強。在隕石中，就有不具有磁性的磁黃鐵礦變種被發現喔，它還有個別名叫做「隕硫鐵」或「硫鐵礦」（troilite）。

磁黃鐵礦導電性高，且略具磁性。其磁性除與本身成份有關外(通常含鐵愈多，磁性愈低)，還與結構中鐵的空位分布有關，若空位規則分布，磁性較強，反之，則弱。

典藏標本

圖2

圖3

圖7

圖6

圖9

圖5

圖4

圖示	館號	產地
1	NMNS000181-P001103	宜蘭縣羅東鎮
2	NMNS000677-P002709	墨西哥(Mexico)
3	NMNS000719-P002845	台東縣池上鄉
4	NMNS002170-P004207	羅馬尼亞(Romania)
5	NMNS003121-P006378	俄羅斯(Russia)
6	NMNS000906-P003271	葡萄牙(Portugal)
7	NMNS003775-P007510	俄羅斯(Russia)
8	NMNS003775-P007511	俄羅斯(Russia)
9	NMNS003775-P007512	俄羅斯(Russia)

圖1

圖8

媒體報導

中國科學院蘭州化學物理研究所研究人員2010年3月初通過表面活性劑輔助乙二醇溶劑熱法首次實現立方體、八面體和球形黃鐵礦單晶的選擇合成。據介紹，這一研究成果將推動黃鐵礦在光伏太陽能電池製備等領域的套用。

中國科學院蘭州化學物理研究所先進潤滑與防護材料研發中心王齊華研究員帶領的課題組，通過表面活性劑輔助乙二醇溶劑熱法首次實現立方體、八面體和球形黃鐵礦單晶的選擇合成。與傳統的製備方法相比，該方法無需昂貴的單源前驅體或有毒溶劑，而且實現了對晶體形貌的控制。

據介紹，研究還發現產物形貌取決於表面活性劑的種類、氫氧化鈉和硫的用量，並提出了可能的生長機理。該研究所用方法使得均一黃鐵礦八面體和立方體晶體合成成為可能，對於其他金屬硫族化物的製備具有指導意義。

自然界中僅由鐵和硫構成的鐵硫化物較少，有黃鐵礦、磁硫鐵礦、磁黃鐵礦等。總體來講，鐵硫化合物擁有獨特的磁性和電學性能，這些性能與鐵和硫之間的化學計量比以及它們的晶體結構密切相關。在這些重要無機材料中，由於其獨特的光電性能，黃鐵礦廣泛套用於光伏太陽能電池、鋰離子電池電極材料等領域。此外黃鐵礦在礦石初選、煤分離中也發揮關鍵作用。

據介紹，這項研究得到了國家重點基礎研究發展計畫、國家自然科學基金創新基金群體以及中科院知識創新工程重要方向項目的支持。

藏品信息

中國地質博物館磁黃鐵礦藏品圖片

圖片描述：此圖為中國連平鐵屎坪的磁黃鐵礦（Dipyrite）的標本照片。暗黃酮黃色，細粒結構，緻密塊狀構造。主要礦物組成為磁黃鐵礦。; 保存單位：中國地質博物館