镍黄铁矿

晶体化学

　　理论组成(wB%)：Fe:Ni=1:1时，Fe 32.55，Ni 34.22，S 33.23。常含Co的类质

同象替代，有时含有Se、Te。

　　化学成分为(Fe，Ni)9S8、晶体属等轴晶系的硫化物矿物。

镍黄铁矿

　　等轴晶系，Z=4。a0随Co/(Fe+Ni)比的减小而增大。其结构以位于点阵平面的六方薄层的ABC堆积为基础。S呈立方最紧密堆积，Ni、Fe占据四面体和八面体空隙。交替层具有不同的空隙占有率：一层中有1/4的四面体空隙和1/4的八面体空隙被充填，而另一层有3/4的四面体空隙被充填。被充填的四面体与被充填的八面体数之比为8:1。8个四面体形成共棱的簇，这些簇又共用角顶形成三维格架。古铜黄色，色调稍浅于磁黄铁矿。绿黑色或亮青铜褐色条痕。金属光泽。不透明。解理完全。硬度3~4。相对密度4.5~5。

　　主要分布于与基性岩、超基性岩有关的Cu-Ni硫化物矿床中，与磁黄铁矿、黄铜矿密切共生极富特征。当成分中铁和镍的比值为1时，含镍量为34.22%，并经常含钴。

　　常呈极细的析出体连生在磁黄铁矿中。显微镜下据较磁黄铁矿稍淡的

色调、古铜黄色条痕和裂理与之区分。镍黄铁矿无磁性，而磁黄铁矿通常有磁性。

　　英文名来源于第一个注意到该矿物的爱尔兰学者J.B.彭特兰(J.B.Pentland)的姓氏。

　　富集时为镍的重要矿石矿物。常含有可综合利用的钴、铜、铂族元素及硒、碲等。是炼镍的主要矿物原料，用于制造镍钢、镍黄铜、镍青铜等。在炼镍的同时，还可以回收钴。

　　是提炼镍的最主要矿物原料，世界上90％的镍是从镍黄铁矿中提取的。加拿大安大略的萨德伯里是世界上著名产地。中国的甘肃金川、吉林盘石也是镍黄铁矿的主要产地。

　　产于与基性和超基性火成岩有关的铜镍硫化物岩浆矿床中，常与磁黄铁矿、黄铜矿以及铂族矿物共生。

镍黄铁矿

　　膳食中的镍经肠道铁运转系统通过肠黏膜，吸收与运转过程尚不清楚，镍的吸收率约3％～10％，奶、咖啡、茶、橘子汁、维生素C等使吸收率下降。在铁缺乏或怀孕和哺乳时吸收率可增加。吸收人血的镍通过血清中主要配体白蛋白运送到全身。镍也与血清中的L-组氨酸和α-巨球蛋白相

结合。吸收入血的镍60％由尿排出，汗液中镍的含量较高，胆汁也可排出不少的镍。在某些环境中存在羰基镍，它是无色透明液体，沸点43℃，可以蒸气形式由呼吸系统迅速吸入，皮肤也可少量吸收，羰基镍进入体内后约1/3在6小时由呼气排出，其余通过肺泡吸收入血，最后由尿排出。羰基镍吸入后24h体内仅留17％，6天内全部排出。

　　在较高等动物与人的体内，镍的生化功能尚未了解。但体外实验，动物实验和临床观察提供了有价值的结果。

　　1.体外实验显示了镍硫胺素焦磷酸（辅羧酶）、磷酸吡哆醛、卟啉、蛋白质和肽的亲和力，并证明镍也与RNA和DNA结合。

　　2.镍缺乏时肝内6种脱氢敏减少，包括葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶和谷氨酸脱氢酶。这些酶参与生成NADH、无氧糖酵解、三羧循环和由氨基酸释放氮。而且镍缺乏时显示肝细胞和线粒体结构有变化，特别是内网质不规整，线粒体氧化功能降低。

　　3.贫血病人血镍含量减少，而且铁吸收减少，镍有刺激造血功能的作用，人和动物补充镍后红细胞、血红素及白细胞增加。

　　生理需要

　　由于膳食中每日摄入镍70～260μg/d，人的需要量是根据动物实验结果推

算的，可能需要量为25～35μg/d。

　　过量表现

　　每天摄入可溶性镍250mg会引起中毒。有些人比较敏感，摄入600μg即可引起中毒。依据动物实验，慢性超量摄取或超量暴露，可导致心肌、脑、肺、肝和肾退行性变。

　　镍缺乏症

　　动物实验显示缺乏镍可出现生长缓慢，生殖力减弱。

　　镍大量用于制造合金。在钢中加入镍，可以提高机械强度。如钢中含镍量从2．94％增加到了7.04％时，抗拉强度便由52．2公斤／毫米2增加到72．8公斤／毫米3。镍钢用来制造机器承受较大压力、承受冲击和往复负荷部分的零件，如涡轮叶片、曲轴、连杆等。含镍36％、含碳0.3-0．5％的镍钢，它的膨胀系数非常小，几乎不热胀冷缩，用来制造多种精密机械，精确量规等。含镍46％、含碳0．15％的高镍钢，叫“类铂”，因为它的膨胀系数与铂、玻璃相似，这种高镍钢可熔焊到玻璃中。在灯泡生产上很重要，可作铂丝的代用品。一些精密的透镜框，也用这种类铂钢做，透镜不会因热胀冷缩而从框中掉下来。由67．5％镍、16％铁、15％铬、1．5％锰组成的合金，具有很大的电阻，用来制造各种变阻器与电热器。

　　钛镍合金具有“记忆”的本领，而且记忆力很强，经过相当长的时间，重复上千万次都准确无误。它的“记忆”本领就是记住它原来的形状，所以人们称它为“形状记忆合金”。原来这种合金有一个特性转变温度，在转变温度之上，它具有一种组织结构，而在转变温度之下，它又有另一种组织结构。结构不同，性能也就不同。例如：一种钛镍记忆合金，当它在转变温度之上时，很坚硬，强度大，而在这个温度以下，它却很软，容易冷加工。这样，当我们需要它记忆什么形状时，就把它做成那种形状，这就是它的“永久记忆“形状，在转变温度以下，由于它很软，我们便可以在相当大的程度内使其任意变形。而当需要它恢复到原来形状时，只要把它加热到转变温度以上就行了。

　　镍具有磁性，能被磁铁吸引。而用铝、钴与镍制成的合金，磁性更强了。这种合金受到电磁铁吸引时，不仅自己会被吸过去，而且在它下面吊了比它重六十倍的东西，也不会掉下来。这样，可以用它来制造电磁起重机。

　　镍的盐类大都是绿色的。氢氧化镍是棕黑色的，氧化镍则是灰黑色的。氧化镍常用来制造铁镍碱性蓄电池。

　　镍黄铁矿( Fe , Ni) 9 S 8 是最普通的硫化镍矿物, 在自然界很少见到大的晶体或纯的块状矿 物. 其化学成分 Fe / Ni 比值接近 1, 性脆, 无磁性, 为电良导体. 镍黄铁矿属等轴晶系, 其晶格结 构以硫成立方紧密堆积, 铁和镍可以置换. 化学式九个阳离子中有八个充填于半数四面体空 隙, 而第九个阳离子则位于八面体的空隙中. 镍黄铁矿在自诱导浮选以及捕收剂诱导浮选中都 涉及一系列的电化学反应, 这些反应对于确定镍黄铁矿的浮游特性是极其重要的. 因此, 可以 通过对镍黄铁矿电化学作用机理的深入研究, 找出改善或抑制其浮选的最佳方法来.

　　1　镍黄铁矿表面氧化的电化学作用

硫化矿属于热力学不稳定体系, 它的新鲜表面与氧接触就会被氧化. 天然硫化矿的氧化过 程轻则深入到矿物内部的微孔及显微裂隙中, 重则使硫化矿整体变为氧化矿物. 大多数研究表 明: 硫化矿适度氧化对浮选有利, 甚至是必要条件, 但深度氧化对浮选不利. 目前国内外学者对镍黄铁矿在不同氧化阶段的氧化产物及其对捕收剂吸附的影响等方 面, 并未取得一致的结论. 胡熙庚 运用化学热力学计算的结果表明: 镍黄铁矿的新鲜表面状 态与矿浆的 pH 密切相关. 在适当的氧化还原条件下, 镍黄铁矿表面的氧化产物是 Ni( OH ) 2 与 F e( OH)

　　3 的混合物. 在氧化不充分的条件下, 镍黄铁矿表面还形成镍与铁的碳酸盐或碳酸 盐与氢氧化物的混合物. 在有碳酸钠存在的介质中, 氢氧化物将代替相应碳酸盐. 总之, 在矿浆 中镍黄铁矿的新鲜表面将覆盖一层氧化物膜, 这层膜由表面氧化物及一多孔外层( 氧化最ochemistry in pentlandite flotation

QI U Xian-yang 1 , XIA Q i- 2 , DA I Z i- 1 , JIA N G T ao 2 bin lin ( 1. Guang z hou Resear ch I nstitute of N on - rous M etals, Guangz hou 510651, China; Fer 2. D ep artment of M ining Engineer ing , Central South U niver sity of T echnology , Changsha 410083, China )

Abstract: M echanism s are elect ro chem ically discussed on t he interactions o f O 2 and pent landite , o rganic sulphocompound and pentl andit e , adjust or and pent landit e . T he surf ace co ndit ion of pent landit e depends on t he pulp's pH and redo x pot ent ial. In t he pulp , w het her Fe or Ni dissol ves f irst f rom t he surf ace of pent landite depends on t he facto rs such as t he Fe/ Ni rat io in t he pentl andit e. T he result ant o n the pent landite's sur face fro m t he react ion of x anthat e and pent landit e can be bix anthat e or metal xanthat e , but w hich o f t hem is dom inant is t he responsibilit y of t he pulp's pH and redox pot ent ial . At present , it is believed t hat a chemical adust ment of pulp's pot ent ial is t he best w ay t o im pro ve t he flo tat ion of pent landit e. Key words : pent landite ; flo tat ion ; elect ro chem ist ry ; mechanism

表 １ 原矿多元素分析结果 　　　　　　

　　在现今地质科学的研究课题中，单矿物的研究 结果可以阐明许多地质问题，为了研究云南某镍矿 的 成矿理论， 达到通过对提纯出的单矿物进行稳定 同位素及包体测定，给研究矿床成因方面的成矿温 度、 成矿物质来源、成矿作用的物理化学条的多属性决策方法 ［） 系统工程 １ 学报 ， ９ ， ： １ ． 　　　　３ 们） ２－４ １ ９ ２ ［１冯夏庭＿ ２ 地下采矿方法合理识别的人工神经网络模型 ［〕 金 ｉ

属矿山。１９．　 ：　 １ 　　　　 ９４ （） ７ １ ３ －

（ 上接第 １ 页） ８ 从表７ 　　　　 可以看出，Ｎ 品位达到了３． ％， ｉ １５ 其 ８ 纯 度为 ９％， ８ 基本达到了分选镍黄铁矿单矿物的

同时在此过程中因大量的水冲洗， 使脱药干净。 （）目 　　　　 ３ 的矿物经粗选富集以后， Ｑ Ｃ １ 用 Ｘ－ 多 用磁选仪进行强磁性矿物的 分离时， 建议处理量可

目 若还 的， 要提高 度， 再 Ｘ－ 多 选 纯 可 用ＱＣ １ 用磁

仪重复进行分选。

增加到２ ｇ ０　 左右， 因为强磁性矿物在分选界面上

运动快， 易于集中， 集中后关闭磁选仪， 用永磁铁 手工吸出强磁性矿物，效果较好。

５ 结语与建议 　　　　

　　１ 本文研究了 原矿工艺矿物特征， 利用矿物 的 物性差异分选了 镍黄铁矿单矿物。 本实验经过了 浮选、 脱药、 磁选、 燥， 千 再经过提纯， 起来工 看 艺有些复杂， 但操作起来却方便可靠、 效果好。 （）浮选脱药后，采用磁选管可除去强磁性矿 　　　　 ２ 物， 然后再干燥，这样可以使粗精矿进一步富集，