黃鉀鐵礬

黃鉀鐵礬是一種硫酸鹽礦物。它的晶體很小而且非常少見，具有玻璃光澤。黃鉀鐵礬一般為塊狀或是土狀，赭黃色至暗褐色。它主要由黃鐵礦經氧化作用而形成。人們將質量純的黃鉀鐵礬進行煅燒，然後可以得到用於研磨的原料。

基本介紹

• 中文名：黃鉀鐵礬
• 類別：硫酸鹽礦物
• 顏色：淺黃色、黃褐色
• 條痕：淺黃色
• 晶系：六方晶系
• 硬度：2.5~3.5
• 晶體慣態：板狀或假立方體
• 比重：2.9~3.26

定義

【釋一】成分KFe(3+)3[(OH)6|SO4]2。

黃鉀鐵礬(晶體)

三方晶系。通常呈緻密塊狀或土狀集合體，偶爾可見呈細小菱面體晶體。赭黃色，條痕黃色。硬度不一，最高達3.5，土狀者為1。密度3.2克/厘米^3。

是金屬硫化物礦床氧化帶的次生礦物，由黃鐵礦氧化分解而形成。主要見於乾燥地區。

將黃鉀鐵礬煅燒後可作為研磨粉的原料。

【釋二】黃鉀鐵礬是一種硫酸鹽礦物。

化學式為[KFe3(SO4)2(OH)6]

它的晶體很小而且非常少見，具有玻璃光澤。黃鉀鐵礬一般為塊狀或是土狀，赭黃色至暗褐色。

它主要由黃鐵礦經氧化作用而形成。人們將質量純的黃鉀鐵礬進行煅燒，然後可以得到用於研磨的原料。

黃鉀鐵礬

【釋三】生物脫硫的產物黃鉀鐵礬的形成。

煙氣中二氧化硫與水發生可逆反應生成亞硫酸氫根。在A.f菌作用下，將亞鐵離子氧化成三價鐵離子和將亞硫酸根氧化成硫酸根。三價鐵水解成鐵的各種氫氧化物。其中Fe(OH)3與硫酸根和三價鐵離子鉀離子生成[KFe3(SO4)2(OH)6]。這是生物脫硫的原理。

物化性質

化學組成為KFe3【SO4】2(OH)6、晶體屬三方晶系的硫酸鹽礦物。部分鉀常被鈉類質同象代替，鈉的原子數大於鉀，稱鈉鐵礬。晶體細小而罕見，呈板狀或假菱面體狀（實為兩個三方單錐所構成的聚形）。玻璃光澤。具一組中等解理。摩斯硬度 2.5～3.5，比重 2.91～3.26。通常呈緻密塊狀及隱晶質的土狀、皮殼狀集合體產生。赭黃色至暗褐色，條痕淺黃色。黃鉀鐵礬是乾燥地區金屬硫化物礦床氧化帶中廣泛分布的次生礦物，主要由黃鐵礦因氧化分解而成。易於水解而成鐵的氫氧化物，故常同褐鐵礦等伴生。中國西北祁連山地區金屬硫化物礦床氧化帶上部，有大量的黃鉀鐵礬發育。質量純淨的，經煅燒後可作研磨粉的原料。

黃鉀鐵礬

物理性質

晶系：六方晶系

晶體：板狀或假立方體

集合體型態：緻密塊狀、纖維狀、結核狀、土狀、皮殼狀

硬度：2.5~3.5

解理/斷口：{0001}解理：清楚；參差狀到貝殼狀斷口

光澤：半金剛光澤到玻璃光澤，斷口呈樹脂光澤

顏色：黃色、深褐色

黃鉀鐵礬

條痕：淺黃色

比重：2.9~3.26

其他：

（1）具脆性

（2）具強熱電性

化學特質

化學成分：KFe₃(SO₄)2(OH)₆

化學分類：硫酸鹽

化學性質：

（1）不溶於水，但溶於鹽酸中

黃鉀鐵礬

（2）部分的Na常替換K的位置

鑑定特徵

（1）顏色多呈深褐至黃色

（2）淺黃色條痕

（3）多呈皮殼狀、土狀、結核狀之集合體出現

（4）比重約2.9~3.26

產狀產地

黃鉀鐵礬在硫化礦床氧化帶有相當普遍的分布，它是由黃鐵礦（Pyrite）經氧化分解後所形成的次生礦物。在台灣地區的台北北投溪、九份─金瓜石礦區，以及陽明山一帶分布較多，通常多呈皮殼狀、土狀或緻密塊狀產出。

台灣地區

（1）台北新北投公園附近的北投溪

（2）九份─金瓜石礦區

黃鉀鐵礬

（3）陽明山地區

世界其它地區

黃鉀鐵礬在世界各地分布相當普遍，重要產區包括：

（1）西班牙SierraAlmagrera的BarrancoJaroso

（2）智利的Chuquicamata

（3）義大利Elba的CapoCalamitamine

（4）美國的California、Colorado、Arizona、Idaho、Utah、Nevada、SouthDakota和Virginia

（5）希臘的Laurium

（6）那米比亞的Tsumeb

（7）德國

（8）法國

（9）英國

（10）澳洲

環境意義

黃鉀鐵礬礦物最近在火星上的發現，被認為是火星上至少MeridianiPlanum地區曾經有水的證據。這是因為，在地球上，黃鉀鐵礬是在存在含有稀硫酸的地下水的環境中形成的，例如在礦山排水區域附近，或在富含硫的火山噴孔附近。因此，要形成黃鉀鐵礬，需要一個濕的、氧化性的和酸性的環境。但在地球上，從地質學的時間概念來講，該礦物只有在乾旱環境中才能持久存在，而在潮濕環境中，它會迅速分解，產生氫氧化鐵。那么，火星上有玄武岩殘留物的黃鉀鐵礬的持久存在能告訴我們關於火星歷史的什麼東西呢？模擬火星條件下化學風化過程的熱力學模擬實驗表明，黃鉀鐵礬若要一直存在，那么從其形成後不久開始就應當一直保持乾燥條件。

黃鉀鐵礬

為探討黃鉀鐵礬類礦物沉澱對Cr（Ⅵ）的去除效果，利用黃鉀鐵礬類礦物沉澱對模擬含Cr（Ⅵ）廢水進行了初步實驗處理，結果表明，黃鉀鐵礬類礦物沉澱對含Cr（Ⅵ）廢水有較好的去除效果，去除率都在70%以上，最高可達85%。黃鉀鐵礬與黃銨鐵礬沉澱對Cr（Ⅵ）的去除率差別不大；溶液酸鹼度對去除率有明顯影響，在pH值為2．5～3．2時，時間相同，較高的pH值比低pH值的去除率高。黃鉀鐵礬類礦物的沉澱過程可用來處理礦山及其他工業廢水，去除S、Fe和Cr（Ⅵ）等有毒有害元素。

合成鑑定

利用氧化亞鐵硫桿菌的生物催化氧化作用，在FeSO4—K2SO4—H2O體系中和常溫常壓條件下合成赭黃色的黃鉀鐵礬。藉助SEM，XRD，FTIR，ICP—AES等方法對它的化學組成和結構進行了分析與表征。結果表明，Thiobacillusferrooxidans休止細胞可在2天內將FeSO4-K2SO4-H2O體系中的Fe^2+全部氧化為Fe^3+，Fe^3+在高濃度硫酸根、K^+存在和酸性條件下水解生成赭黃色高鐵沉澱，經鑑定為黃鉀鐵礬，其晶體粒徑均勻，分散性好，且沒有無定形的羥基硫酸高鐵副產物。

黃鉀鐵礬是金屬硫化物在酸性條件下氧化形成的主要次生礦物。很多研究表明，金屬硫化物礦區廣泛發育的氧化亞鐵硫桿菌會影響金屬硫化物的氧化分解和次生礦物的形成。為討論氧化亞鐵硫桿菌在黃鉀鐵礬形成過程中的作用，設計了兩組平行實驗製備黃鉀鐵礬：一種採用化學方法合成黃鉀鐵礬，另一種在相同條件下接種氧化亞鐵硫桿菌合成黃鉀鐵礬。利用X-射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜分析儀(EDS)等技術對兩種實驗獲得的黃鉀鐵礬進行定性分析和形貌觀察。結果表明：在氧化亞鐵硫桿菌充分繁殖的條件下，細菌的參與更利於黃鉀鐵礬的形成；Fe^2的氧化速率可能是影響黃鉀鐵礬結晶的主要因素，氧化亞鐵硫桿菌通過提高Fe^2的供應速度促使黃鉀鐵礬快速結晶，細菌作用下形成的黃鉀鐵礬結晶程度好於純化學方法製備的黃鉀鐵礬。

生物鑑定

據美國太空網報導，火星生命或許隱藏在岩石下或岩石里。一項新研究可以提供一種簡單技術，以探測截留在岩石中的生物或生命起源之前的生物分子。 通過研究從地球上不同地方收集的7種黃鉀鐵礬礦石樣品，一支科學家小組能識別出胺基酸――蛋白質的基本組成，它們可能和礦石晶體結構成了一體。

美國蒙大納州大學的蘭西·辛曼表示，雖然這不是第一次從岩石中發現生物化合物，但此新技術具有優勢，在不預備樣品的情況下就能開展檢測工作。辛曼和她的同事認為，他們的技術是未來任務找尋火星生命樣本的理想手段。

礦石和微生物共存

黃鉀鐵礬是一種黃褐色的硫化礦石，包含有氫氧化鉀和鐵，在世界各地都有發現，但它只形成於非常酸性的水中。2004年，機遇號火星車在火星上發現了黃鉀鐵礬，科學家馬上預報此紅色行星上曾經有過水。但讓人更加感興趣的是，黃鉀鐵礬的形成過程中的一步是黃鐵礦與氧結合。而這種氧化反應只有在某些吃岩石的微生物的作用才能進行。辛曼說：“在沒有水和微生物的情況下，黃鉀鐵礬的形成速度特別慢。地球不是檢查非生命過程的好場所，而火星是。”

礦石垃圾桶

有理論表明在沒有微生物的情況下，黃鉀鐵礬也可以形成。蒙大納州大學的另一作者麥可·柯特勒說：“火星上是高度氧化的環境，因此黃鉀鐵礬能從火星上大量的玄武岩風化形成。”

此外，火星上的黃鉀鐵礬可能存在有火星版的吃岩石的微生物。如果是這樣，這些微生物的殘餘可能就留存於這些礦石當中。這是因為地球上的黃鉀鐵礬是各種外來元素與其晶體結構合為一體。辛曼說：“這有點像是礦石垃圾桶。”

這些外來物質是有機化合物。然而，先前探測它們的技術需要將黃鉀鐵礬溶解到溶液中，或與其它的溶媒混合，以沖淡樣品，此過程面臨被污染的風險。辛曼說：“我們最擔心的就是污染。”

為避免這種污染的風險，辛曼小組開發了新技術，可以不用準備樣品。他們利用美國愛達荷州國家實驗室里的雷射光學與化學成像儀(LOCI)，讓單束雷射將晶體表面的少量物質蒸發成單個的離子，再讓這些離子通過質譜儀，從而識別每一個離子的質量和電荷是多少。

在對上述7種樣品的4次檢測中，科學家發現了甘氨酸――構成蛋白質的最小的一種胺基酸。