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黄铜矿的化学性质
晶体化学:理论组成(wB%):Cu 34.56,Fe 30.52,S 34.92。通常含有Ag、Au、Tl、Se、Te,大多为机械混入物;有时含Ge、Ga、In、Se、Ni、Ti、铂族元素等。
结构与形态:四方晶系,a0=0.524nm,c0=1.032nm;Z=4。晶体结构与闪锌矿、黝锡矿(Cu2FeSnS4)相似。黄铜矿、黝锡矿晶胞相当于闪锌矿单位晶胞的两倍,构成四方体心格子。在三种矿物的配位四面体中心都分布着阴离子S,在角顶则分布着不同的阳离子。由于三者的结构相似,因而在高温下可以互溶;而当温度降低时,由于离子半径相差较大,固溶体发生离溶。故常在闪锌矿中发现黄铜矿和黝锡矿小包裹体。
四方偏三角面体晶类,D2d-42m (Li42L22P)。晶体较少见。常见单形:四方四面体p{112}、-p 、r{332}、d{118},四方双锥z{201}。双晶以(112)为双晶面或以[112]为双晶轴成简单双晶。可与黝锡矿或闪锌矿规则连生。主要呈致密块状或粒状集合体。
用途:在冶炼铜矿过程中存在重要反应
2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2
2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2
2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2 ↑
黄铜矿(Chalcopyrite)
【化学组成】CuFeS2。Cu含量为34.56%,Fe含量为30.52%,S含量为34.92%。常含贵金属元素、半金属元素和分散元素。当形成温度低于200℃时,其成分与理想化学式一致,即n(Cu+Fe):n(S)=1。当形成温度高于200℃时,n(Cu+Fe):n(S)>1。这可作为黄铜矿的温度标型。
【晶体结构】四方晶系;闪锌矿型结构的衍生结构(图17-20);空间群
d;a0=0.524nm,C0=1.032nm;Z=4。
图17-20 黄铜矿的晶体结构
相当于两个闪锌矿晶胞叠置,锌离子位置被铜和铁两种离子有序代换而成
【形态】对称型
m;单晶呈四方四面体习性(图17-21),但少见。通常为致密块状或分散粒状集合体。
图17-21 黄铜矿晶体形态
p{112},
{
},r{332}为四方四面体;z{201}为四方双锥;w{756}为四方偏三角面体
【物理性质】深黄铜黄色,常见暗黄或斑状锖色;绿黑色条痕;金属光泽;不透明。解理平行{112}和{101}不完全。硬度3~4。相对密度为4.1~4.3。性脆。能导电。
【成因及产状】产于铜镍硫化物矿床、矽卡岩型矿床和中温热液矿床中。在地表易氧化而成孔雀石、蓝铜矿;在次生富集带可蚀变为斑铜矿、辉铜矿和铜蓝。
【鉴定特征】与黄铁矿相似,但颜色更黄,硬度较低;以其绿黑色的条痕、脆性及溶于硝酸易区别于自然金。
【主要用途】铜的主要矿石矿物。
黄铜矿化学式是什么?
黄铜矿(CuFeS2)。
黄铜矿是 一种铜铁硫化物矿物。常含微量的金、银等。晶体相对少见,为四面体状,多呈不规则粒状及致密块状集合体,也有肾状、葡萄状集合体。铜黄色,常有暗黄或斑状锖色。条痕为微带绿的黑色。黄铜矿是一种较常见的铜矿物,可形成于不同的环境下。
黄铜矿
黄铜矿(CuFeS2)有三种同质多像变体:高温等轴晶系变体,在550℃以上稳定,Cu、Fe离子在结构中无序排列,呈闪锌矿型结构。当温度在550~213℃时,Cu、Fe离子在结构中有序分布,为四方晶系变体。当温度低于213℃时为斜方晶系变体。最常见的为四方晶系变体。
四方晶系,D12 2d I42d;a0=0.524nm,c0=1.032nm;Z=4。晶体结构与闪锌矿、黝锡矿相似。在闪锌矿结构中,以S为中心,四面体的四个角顶为Zn离子占据;在黄铜矿结构中,这四个位置上有两个为Cu占据,Fe和Sn各占据一个角顶。
以上内容参考:百度百科——黄铜矿
黄铜矿族
本族矿物为黄铜矿、黄锡矿等。黄铜矿和黄锡矿均有两种同质多像变体:低温四方晶系和高温等轴晶系变体,二者的转变温度:黄铜矿是550℃,黄锡矿是420℃。高温变体其阳离子在结构中呈无序分布,具闪锌矿型结构。低温四方晶系变体,阳离子在结构中呈有序分布,因而与高温变体比较,其对称性降低。这两者的高温等轴晶系变体均能与闪锌矿无限混溶,而在低温下发生固溶体的出溶。
黄铜矿Chalcopyrite—CuFeS2
晶体参数 四方晶系;对称型
。空间群
;a0=0.343nm,c0=0.569nm;Z=2。
成分与结构 Cu 34.56%,Fe 30.52%,S 34.92%。当形成温度高于200℃时,其成分与理想化学式比较,S不足,即(Cu+Fe):S1。含有Mn、As、Sb、Ag、Zn、In和Bi等混入物。晶体结构视为两个闪锌矿晶胞叠加,即构成黄铜矿的单位晶胞。每一金属离子(Cu和Fe)的位置均相当于闪锌矿中锌离子的位置,被四个硫离子包围形成四面体配位。而每个硫离子亦被四个金属离子(2Cu+2Fe)所包围,因此阴阳离子的配位数均为4(图8-9)。所有配位四面体的方位都是相同的。反映在形态上呈四方四面体晶形。
图8-9 黄铜矿的晶体结构
(据陈武等,1985)
形态 晶形呈四方四面体,但不常见。{112}晶面上常出现生长条纹(图8-10),但在
晶面上却很少出现,且二者光泽也不同。通常为致密块状或粒状。
图8-10 黄铜矿的晶形
矿物学导论(第二版)
(据Berry等,1983,修改)
物理性质 黄铜色,但往往带有暗黄或斑状锖色;条痕绿黑色;金属光泽。硬度3~4;密度4.1~4.3g/cm3。具有导电性。
鉴定特征 黄铜矿以更黄的颜色、较低的硬度区别于黄铁矿;与自然金的区别在于绿黑色的条痕、性脆及溶于硝酸。
次生变化 氧化带中,黄铜矿易于氧化分解,转变为易溶于水的硫酸铜,然后与含碳酸的水溶液作用形成孔雀石、蓝铜矿。如果与含硅酸的水溶液作用则形成硅孔雀石。在气候干燥条件下的氧化带中能保留各种含铜硫酸盐矿物。在含铜硫化物矿床的次生富集带中,黄铜矿被次生斑铜矿、辉铜矿和铜蓝所交代。
成因与产状 黄铜矿形成于多种地质条件下。在铜镍硫化物岩浆矿床中,与磁黄铁矿、镍黄铁矿共生。斑岩铜矿中,与斑铜矿、辉钼矿等共生。还产于各种热液成因铜矿床中,以及某些沉积成因(包括火山沉积成因)的层状铜矿床中。
我国黄铜矿的主要产地集中在长江中下游地区、川滇地区、山西南部的中条山地区、甘肃的河西走廊及西藏等。
主要用途 提炼铜的主要矿物原料。
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