必威电竞|足球世界杯竞猜平台

黃鉀鐵礬
來源:互聯(lián)網

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,黃色至暗褐色。它主要由二硫化亞鐵經氧化作用而形成。人們將質量純的黃鉀鐵礬進行煅燒,然后可以得到用于研磨的原料。

特性

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(shù)大于鉀,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。通常呈致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。黃鉀鐵礬是干燥地區(qū)金屬硫化物礦床氧化帶中廣泛分布的次生礦物,主要由二硫化亞鐵因氧化分解而成。易于水解而成鐵的氫氧化物,故常同褐鐵礦等伴生。中國西北祁連山脈地區(qū)金屬硫化物礦床氧化帶上部,有大量的黃鉀鐵礬發(fā)育。質量純凈的,經煅燒后可作研磨粉的原料。

物理性質

晶系六方晶系

晶體:板狀或假立方體

集合體型態(tài):緻密塊狀、纖維狀、結核病狀、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

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)不溶于水,但溶于鹽酸

(2)部分的Na常替換K的位置

鑒定特征

(1)顏色多呈深褐至黃色

(2)淺黃色條痕

(3)多呈皮殼狀、土狀、結核病狀之集合體出現(xiàn)

(4)比重約2.9~3.26

產狀及產地

黃鉀鐵礬在硫化礦床氧化帶有相當普遍的分,它是由二硫化亞鐵(Pyrite)經氧化分解后所形成的次生礦物。在臺灣地區(qū)的臺北北投溪、九份─金瓜石礦區(qū),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。

(一)臺灣地區(qū)

(1)臺北新北投公園附近的北投溪

(2)九份─金瓜石礦區(qū)

(3)陽明山地區(qū)

(二)世界其它地區(qū)

黃鉀鐵礬在世界各地分佈相當普遍,重要產區(qū)包括:

(1)西班牙SierraAlmagrera的BarrancoJaroso

(2)智利的Chuquicamata

(3)意大利ELBA的CapoCalamitamine

(4)美國加利福尼亞州、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(huán)境意義

黃鉀鐵礬礦物最近在火星上的發(fā)現(xiàn),被認為是火星上至少MeridianiPlanum地區(qū)曾經有水的證據(jù)。這是因為,在地球上,黃鉀鐵礬是在存在含有硫酸的地下水的環(huán)境中形成的,例如在礦山排水區(qū)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(huán)境。但在地球上,從地質學的時間概念來講,該礦物只有在干旱環(huán)境中才能持久存在,而在潮濕環(huán)境中,它會迅速分解,產生氫氧化鐵。那么,火星上有玄武巖殘留物的黃鉀鐵礬的持久存在能告訴我們關于火星歷史的什么東西呢?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,那么從其形成后不久開始就應當一直保持干燥條件。

為探討黃鉀鐵礬類礦物沉淀對Cr(Ⅵ)的去除效果,利用黃鉀鐵礬類礦物沉淀對模擬含Cr(Ⅵ)廢水進行了初步實驗處理,結果表明,黃鉀鐵礬類礦物沉淀對含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%。黃鉀鐵礬與黃鐵礬沉淀對Cr(Ⅵ)的去除率差別不大;溶液酸堿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淀過程可用來處理礦山及其他工業(yè)廢水,去除S、Fe和Cr(Ⅵ)等有毒有害元素。

合成與鑒定

利用氧化亞鐵硫桿菌的生物催化氧化作用,在FeSO4—硫酸鉀—H2O體系中和常溫常壓條件下合成赭黃色的黃鉀鐵礬。借助sem,XRD,F(xiàn)TIR,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+,F(xiàn)e^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淀,經鑒定為黃鉀鐵礬,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(qū)廣泛發(fā)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制備黃鉀鐵礬:一種采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,細菌的參與更利于黃鉀鐵礬的形成;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于純化學方法制備的黃鉀鐵礬。

生物鑒定

據(jù)美國太空網報道,火星生命或許隱藏在巖石下或巖石里。一項新研究可以提供一種簡單技術,以探測截留在巖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氨基酸――蛋白質的基本組成,它們可能和礦石晶體結構成了一體。

美國蒙大拿州大學的蘭西·辛曼表示,雖然這不是第一次從巖石中發(fā)現(xiàn)生物化合物,但此新技術具有優(yōu)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(fā)現(xiàn),但它只形成于非常酸性的水中。2004年,機遇號火星車在火星上發(fā)現(xiàn)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巖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。蒙大拿州大學的另一作者邁克爾·柯特勒說:“火星上是高度氧化的環(huán)境,因此黃鉀鐵礬能從火星上大量的玄武巖風化形成。”

此外,火星上的黃鉀鐵礬可能存在有火星版的吃巖石的微生物。如果是這樣,這些微生物的殘余可能就留存于這些礦石當中。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(fā)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激光光學與化學成像儀(LOCI),讓單束激光將晶體表面的少量物質蒸發(fā)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(fā)現(xiàn)了甘氨酸――構成蛋白質的最小的一種氨基酸。

參考資料 >

生活家百科家居網