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晶体化学(方铅矿、闪锌矿、叶腊石)

第一篇：晶体化学(方铅矿、闪锌矿、叶腊石)矿物一：闪锌矿(硕士课题)【矿物名称及英文名称】闪锌矿Sphalerite。其名源自希腊语，指不可（Treacherous），这是因为它经常与方铅矿共生，也很像方铅矿，但不产铅，容易令人受骗。【矿物组分化学组成】闪锌矿的化学成分为ZnS，其化学组成为：含Zn67.1%，S32.9%。通常含Fe，其铁含量最高可达30%，含铁大于10%的称铁闪锌矿。此外，常含有Mn、Cd和Ge等。纯闪锌矿近于无色，由于含铁量不同直接影响闪锌矿的颜色。【矿物晶格】（1）晶格价键图或离子堆积图：图1-1闪锌矿离子堆积图（2）XRD图及分析：图1-2闪锌矿XRD图及分析（3）晶格参数等相应的描述闪锌矿的晶体形态属于**面体晶类，常呈四面体o（111）或立方体a(100)、菱形十二面体d（110）以及n(112)，z(-357)等单形组成聚形；晶系和空间群为等轴晶系，空间群Td2-F4-3m；晶胞参数为a0=5.40;Z=4；粉晶数据为3.123（1），1.912（0.51），1.633（0.3）；莫氏硬度为3—4.5；密度为3.9—4.2g/cm3。【矿物晶体化学】(1)晶格结点上粒子的化学性质：结点上的粒子即为ZnS。燃烧(分解)产物：硫化氢、氧化硫、氧化锌。溶于酸，不溶于水，不溶于碱。(2)粒子间作用力及价键分析：由于锌属于18电子构型的离子，所以容易极化而表现出更多的共价键特征，所以锌和硫的结合有相当多的共价键性质。(3)矿物破碎后表面价键情况及表面化学性质：在瓷介质破碎体系下，闪锌矿表面会发生适度的自身氧化，有利于药剂与矿物之间的吸附，提高闪锌矿的可浮性；在铁介质破碎体系中，铁与闪锌矿的蚀偶电极作用增强体系中的还原性，降低了药剂在锌矿表面的吸附性能，此外，铁与闪锌矿的蚀偶电极作用产生的铁离子增强了闪锌矿表面亲水性，都降低闪锌矿的可浮性。(4)矿物可选性：闪锌矿的可浮性在很大程度上取决于晶格中所含的杂质，尤其是铁的含量。通常，含铁高的闪锌矿可浮性差，含镉高的闪锌矿可浮性好，自然界许多闪锌矿由于重金属离子特别是铜离子的天然活化或由于矿物的氧化而使可浮性得到改善。铜离子对闪锌矿有活化作用。闪锌矿的抑制剂主要是氰化物、硫酸锌、硫化钠、亚硫酸及其盐，硫代硫酸钠。矿物二：方铅矿(硕士课题)【矿物名称及英文名称】方铅矿Galena。方铅矿可能是人类最早开采的矿石之一，方铅矿在古罗马也是很重要的，它的学术名称Galena就是罗马人命名的。【矿物组分化学组成】PbS的理论组成为：Pb86.60%，S13.40%。混入物以Ag为最常见，其次为Cu、Zn，有时有Fe、As、Sb、Bi、Cd、Tl、In、Se等。Se代替S，可以形成方铅矿-硒铅矿的完全类质同象系列。方铅矿呈铅灰色、黑色条痕，强金属光泽、立方体完全解离，莫氏硬度2.5，密度达7.5g/cm3。【矿物晶格】（1）晶格价键图或离子堆积图：—Pb—S图2-1方铅矿离子堆积图（2）XRD图及分析：图1-2方铅矿XRD图及分析（3）晶格参数等相应的描述方铅矿属等轴晶系，NaCl型结构，立方面心，六八面体晶类，a0=0.5936nm,z=4。图2-2方铅矿XRD图及分析（3）晶格参数等相应的描述方铅矿属等轴晶系，Oh-Fm3m（3L44L36L29PC）。化学键为离子键与金属键的过渡类型。S离子呈立方最紧密堆积，Pb离子充填在所有八面体空隙中。阴阳离子的配位数均为6。晶体常呈立方体、八面体状。主要单形：立方体a，菱形十二面体d，八面体o，三角三八面体p及其聚形。含Ag高时晶面往往弯曲。常依（111）呈接触双晶，依（441）呈聚片双晶。集体呈粒状或致密块状。【矿物晶体化学】(1)晶格结点上粒子的化学性质：结点上的粒子即为PbS。燃烧(分解)产物：硫化氢、氧化硫、氧化铅。溶于酸，不溶于水，不溶于碱。(2)粒子间作用力及价键分析：离子键；失去电子的铅离子Pb2+和得到电子的硫离子S2-，他们之间靠静电引力相互联系，从而形成离子键。(3)矿物破碎后表面价键情况及表面化学性质：破碎后矿物表面露出新鲜面，有Pb2+和S2-暴漏出来；表现为一定的疏水性。（4）矿物可选性：方铅矿是很易用硫代化合物类捕收剂选的硫化矿物，但由于杂质的存在形式及数量，可浮性有较大差异。例如，方铅矿中如果含有银或铜可浮性增加，含有锌、锰或锑等可浮性下降。方铅矿在很宽的pH范围能与大多数的硫代化合物类捕收剂作用。黄药、黑药、硫氮及白药是它的有效捕收剂。柴油等中性油对细粒方铅矿有良好的捕收性。黑药的捕收性比黄药弱，但选择性强，对于含银的方铅矿特别适用。常用的Ph调整剂是石灰或碳酸钠。许多金属阳离子对方铅矿有抑制作用。例如Cr2+与Al3+对方铅矿有强烈抑制作用。重铬酸盐是方铅矿的