公共營(yíng)養(yǎng)師考試輔導(dǎo)：什么叫做硫礦

　　硫礦是一種基本化工原料。在自然界，硫是分布廣泛、親合力非常強(qiáng)的非金屬元素，它以自然硫、硫化氫、金屬硫化物及硫酸鹽等多種形式存在，并形成各類硫礦床。中國(guó)硫資源十分豐富，儲(chǔ)量排在世界前列。中國(guó)在目前及今后相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)，仍將以硫鐵礦和伴生硫鐵礦為主要硫源。國(guó)外硫當(dāng)前主要來(lái)自天然氣、石油和自然硫。硫礦的直接應(yīng)用是生產(chǎn)硫磺和硫酸，二者的用途非常廣泛。大部分硫酸用來(lái)生產(chǎn)各類化肥，硫的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大。$lesson$

　　一、礦物原料特點(diǎn)轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com

　　自然界中含硫礦物分布非常廣泛，種類也很多，以單質(zhì)硫和化合態(tài)硫兩種形式出現(xiàn)，硫的主要工業(yè)礦物和化合物有：自然硫、黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦、有機(jī)硫、硫化氫及有色金屬硫化物中的硫。

　　單質(zhì)硫有三種同質(zhì)多復(fù)相體――α硫、β硫和γ硫。在自然條件下，只有α硫最為穩(wěn)定，稱為自然硫?；蠎B(tài)硫中可作為硫礦石的礦物主要有：黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦等，其中含硫量達(dá)53.4%的黃鐵礦分布最為廣泛，是中國(guó)最重要的硫礦石，而白鐵礦和磁黃鐵礦含硫量較低，分布局限，工業(yè)意義不大。明礬石、重晶石、石膏等硫酸鹽類礦物僅在某些硫源缺乏的少數(shù)國(guó)家和地區(qū)作硫礦資源加以利用，中國(guó)還未加以利用。

　　(一)主要硫礦物的性質(zhì)

　　1、自然硫

　　自然硫是指斜方晶系的α硫。分子式為S，理論含硫量為100%，此外，自然硫中通常含有一些雜質(zhì)，火山巖自然硫往往含有少量砷、碲、硒和鈦，沉積型自然硫常夾雜有方解石、粘土、有機(jī)質(zhì)和瀝青等。自然單質(zhì)硫一般為針狀和板狀晶體，常呈不規(guī)則塊體產(chǎn)出。晶形很少見(jiàn)，通常呈致密塊狀，粉末狀、粒狀、條帶狀和被膜狀。

　　自然硫?yàn)榈S色、棕黃色，有雜質(zhì)時(shí)顏色帶紅、綠、灰和黑色等。莫氏硬度為1～2，比重為2.05～2.08;性脆，解理不完全，斷口貝殼狀，具弱導(dǎo)電、傳熱性。條痕為白―黃白色，透明―半透明狀，樹(shù)脂―金剛光澤;燃燒時(shí)發(fā)青藍(lán)色火焰，并有刺鼻硫磺味。耐腐蝕。在360℃和更高溫度條件下硫與氧強(qiáng)烈作用，生成二氧化硫。在約400℃時(shí)硫與氫作用形成硫化氫，溫度繼續(xù)升高時(shí)則離解，在1690℃時(shí)完全分解成水和硫。硫與苛性堿液與氨溶液一起加熱形成多硫化物或硫代硫酸。硫不溶于水，較易溶于有機(jī)溶劑和二硫化碳。硫作為氧化劑和還原劑出現(xiàn)，是化學(xué)上很活潑的元素。

　　2、黃鐵礦

　　黃鐵礦又稱硫鐵礦，分子式為FeS2，其硫理論含量為53.45%，鐵理論含量為46.55%。自然界產(chǎn)出的黃鐵礦常含有鈷、鎳、砷、硒、銻、銅、銀和金等多種金屬元素。有些硫化轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com

　　螺硫銀

　　物還可含非常微量的碲、鍺等稀散元素。黃鐵礦屬等軸晶系，常見(jiàn)晶形為立方體及五角十二面體。

　　黃鐵礦顏色多為淺黃銅色，表面常帶有褐色、黃褐色，細(xì)粉狀黃鐵礦集合體常呈綠黑色。硬度6.0～6.5，比重4.9～5.2。性脆，條痕為褐黑或綠黑色。強(qiáng)金屬光澤，不透明，具弱導(dǎo)電性。具熱電性，有的變種具檢波性，斷口參差不齊，偶見(jiàn)貝殼狀斷口。

　　3、白鐵礦

　　白鐵礦(FeS2)與黃鐵礦相同，二者屬于同質(zhì)二象復(fù)體，為斜方晶系，晶體常呈板狀產(chǎn)出。集合體呈結(jié)核狀、球狀、鐘乳狀、皮殼狀等。白鐵礦為淺黃銅色，略帶淺灰或淺綠色調(diào)，新鮮面近似錫白色，條痕暗灰綠色，金屬光澤。不透明，硬度為5.0～6.0，比重4.6～4.9，性脆，解理不完全，斷口為參差狀，具弱電性。

　　4、磁黃鐵礦

　　磁黃鐵礦[Fe1-xS]為六方或單斜晶系兩種同質(zhì)多象變體，常呈致密粒狀塊體，晶體很少見(jiàn)，晶形呈板狀。磁黃鐵礦新鮮面是古銅棕色，表面常具暗褐色、暗棕色，不透明。金屬光澤。條痕灰黑色。硬度4，性脆，比重4.58～4.70。具磁性，但強(qiáng)弱不一。具導(dǎo)電性，斷口為參差狀至貝殼狀。

　　(二)硫鐵礦礦石的主要伴生元素及影響

　　1、硫鐵礦礦石的主要有益伴生元素

　　中國(guó)硫鐵礦床中，除部分沉積變質(zhì)型礦床礦石組分比較單一、以硫鐵礦為主、其他有用組分較少外，大多數(shù)礦床都含有多種有益組分。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在硫鐵礦礦石及其氧化礦石內(nèi)含有的有益伴生組分將近有15種，有：銅、金、銀、鎵、碲、鈷、鎘、鍺、鉈、錳等，有利于硫鐵礦床的綜合開(kāi)發(fā)利用。

　　2、硫鐵礦礦石的主要有害組分及影響

　　硫鐵礦在制硫酸時(shí)的主要有害組分有：砷、氟、鉛、鋅、碳、鈣、鎂、碳酸鹽等。

　　砷：在硫酸生產(chǎn)中，砷會(huì)使觸媒中毒，生成氧化砷結(jié)晶，使轉(zhuǎn)化率下降，并堵塞管道，造成清理困難，還容易使人中毒;排出的污水中含砷會(huì)造成環(huán)境污染。

　　氟：焙燒時(shí)大部分以氟化氫存在，小部分為四氟化硅。氟化氫能使觸媒粉碎;四氟化硅能使觸媒結(jié)塊，導(dǎo)致觸媒阻力升高，轉(zhuǎn)化率降低。在酸洗流程中，生成的氫氟酸，會(huì)腐蝕磚襯里和磁環(huán);在水洗流程中，因氟的溶解度大，大部分隨污水排出，會(huì)污染飲用水和影響農(nóng)作物生長(zhǎng)。

　　鉛鋅;焙燒過(guò)程中熔點(diǎn)較低，易使焙燒爐產(chǎn)生結(jié)疤現(xiàn)象。碳：含量較多時(shí)，在焙燒過(guò)程中發(fā)熱很高，爐溫不易控制，還要消耗較多的氧，生成一氧化碳或二氧化碳，影響轉(zhuǎn)化。

　　鈣、鎂碳酸鹽：硫鐵礦石中的鈣、鎂碳酸鹽脈石(白云石、方解石)使硫鐵礦在焙燒過(guò)程中分解出二氧化碳?xì)怏w，稀釋了爐氣中二氧化硫的濃度。同時(shí)，氧化鈣和氧化鎂還吸收部分二氧化硫形成硫酸鈣和硫酸鎂，降低了硫的利用率，使設(shè)備的生產(chǎn)能力下降。而且新形成的鈣、鎂硫酸鹽殘留在硫鐵礦石的燒渣中，影響綜合利用。在制造二硫化碳人造纖維時(shí)，硫鐵礦石中的瀝青和砷是有害雜質(zhì)。在造紙工業(yè)中，制亞硫酸鹽紙漿的硫不能含硒，因?yàn)槲鴷?huì)使紙發(fā)黑。在制造火柴和炸藥時(shí)，硫中不能含微量的二氧化硅雜質(zhì)，因?yàn)槎趸钑?huì)妨礙燃燒。

　　二、用途

　　硫礦物最主要的用途是生產(chǎn)硫酸和硫磺。硫酸是耗硫大戶，中國(guó)約有70%以上的硫用于硫酸生產(chǎn)?；适窍M(fèi)硫酸的最大戶，消費(fèi)量占硫酸總量的70%以上，尤其是磷肥耗硫酸最多，增幅也最大。硫酸除用于化學(xué)肥料外，還用于制作苯酚、硫酸鉀等90多種化工產(chǎn)品;輕工系統(tǒng)的自行車、皮革行業(yè);紡織系統(tǒng)的粘膠、纖維、維尼綸等產(chǎn)品;冶金系統(tǒng)的鋼材酸洗、氟鹽生產(chǎn)部門;石油系統(tǒng)的原油加工、石油催化劑、添加劑以及醫(yī)藥工業(yè)等都離不開(kāi)硫酸。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近年來(lái)各行業(yè)對(duì)硫酸的需求量均呈緩慢上升趨勢(shì)，化肥用項(xiàng)是明顯的增長(zhǎng)點(diǎn)。

　　高品位硫鐵礦燒渣可以回收鐵等;低品位的燒渣可作水泥配料。燒渣還可以回收少量的銀、金、銅、鋁、鋅和鈷等。硫磺除為生產(chǎn)硫酸的原料之外，還廣泛用來(lái)生產(chǎn)化工產(chǎn)品，如硫化銅、焦亞硫酸鈉等。另外，在食糖生產(chǎn)中，要把硫磺氧化為二氧化硫氣體用于漂白脫色。在農(nóng)藥生產(chǎn)中也直接或間接使用硫磺;粘膠纖維生產(chǎn)中需用二硫化碳作溶劑;硫化金屬礦浮選用的藥劑要以二硫化碳為原料;除以上應(yīng)用外，消費(fèi)硫磺的行業(yè)還有火柴制造、水泥枕軌處理、醫(yī)藥、火藥等。

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