微生物脫除煤炭中的黃鐵礦硫

世界著名產(chǎn)地有西班牙、捷克、斯洛伐克、美國和中國。我國黃鐵礦的探明資源儲量居世界前列，著名產(chǎn)地有廣東英德和云浮、安徽馬鞍山、甘肅白銀廠等。 黃鐵礦是地殼中分布最廣的硫化物。在巖漿巖中，黃鐵礦呈細(xì)小浸染狀，為巖漿期后熱液作用的產(chǎn)物。接觸交代礦床中，黃鐵礦常與其它硫化物共生，形成于熱液作用后期階段。在熱液礦床中，黃鐵礦與其它硫化物、氧化物、石英等共生;有時形成黃鐵礦的巨大堆積。在沉積巖、煤系及沉積礦床中，黃鐵礦呈團(tuán)塊、結(jié)核或透鏡體產(chǎn)出。在變質(zhì)巖中，黃鐵礦往往是變質(zhì)作用的新生產(chǎn)物。

總括來說，磁黃鐵礦具有三個相當(dāng)特別的性質(zhì)。其一，磁黃鐵礦的組成特殊，其化學(xué)式為Fe(1-x)S(x=0~0.17)，亦即礦物當(dāng)中的硫含量變化大約可達(dá)20%，若換算成原子數(shù)的話，每五十個鐵原子就有五十到五十五個硫原子同時存在。

在自然界中，具有「鐵磁性」的礦物除了磁黃鐵礦之外，還有磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(Υ-Fe2O3)和鈦磁礦(Feo-Tio2-Fe2O3)。這些礦石在中國古代我們泛稱之為「慈石」，亦即今日的磁石;不過你知道嗎?在秦漢以前，中國的典籍里并沒有「磁」這個字的，那么「慈石」這名字是什么意思呢?東漢高誘說:「石，鐵之母也。以有慈石，故能引其子;石之不慈也，亦不能引也」，換句話說，中國古人以「慈母愛子」比擬磁石吸鐵的現(xiàn)象，所以稱磁石為"慈石"。

磁黃鐵礦的結(jié)晶可能出現(xiàn)的對稱型態(tài)有二:當(dāng)硫含量較低，化學(xué)組成趨近FeS時，晶體結(jié)構(gòu)呈六方對稱，相反地，高硫含量的情形下，晶體則是屬于單斜的對稱型式;在自然界中，有時我們可以見到這兩種結(jié)構(gòu)在同一個磁黃鐵礦中出現(xiàn)。不過仔細(xì)想想，畢竟這是兩種不同的晶體結(jié)構(gòu)與對稱，而且也算是不同的化學(xué)組成，所以事實上，磁黃鐵礦應(yīng)該可以算是兩種礦物的集合體的，只是礦物學(xué)家仍將它們視為是同一個礦物。

磁黃鐵礦一如其名，是個具有磁性的礦物!它可是自然界中，僅次于磁鐵礦之外最常見的磁性礦物喔!利用磁性，我們可以簡單的將磁黃鐵礦與黃銅礦、黃鐵礦、鎳黃鐵礦以及白鐵礦(marcasite)等外型顏色相近的硫化物礦物區(qū)分出來;不過事實上，每個磁黃鐵礦礦石的磁力大小并沒有一致性，有的磁力強，有的磁力弱，磁力的大小取決于礦物內(nèi)部結(jié)構(gòu)中鐵空缺的多寡，空缺越多則礦石磁力越強。在隕石中，就有不具有磁性的磁黃鐵礦變種被發(fā)現(xiàn)喔，它還有個別名叫做「隕硫鐵」或「硫鐵礦」(troilite)。

磁黃鐵礦導(dǎo)電性高，且略具磁性。其磁性除與本身成份有關(guān)外(通常含鐵愈多，磁性愈低)，還與結(jié)構(gòu)中鐵的空位分布有關(guān)，若空位規(guī)則分布，磁性較強，反之，則弱。

中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究人員2010年3月初通過表面活性劑輔助乙二醇溶劑熱法首次實現(xiàn)立方體、八面體和球形黃鐵礦單晶的選擇合成。據(jù)介紹，這一研究成果將推動黃鐵礦在光伏太陽能電池制備等領(lǐng)域的應(yīng)用。

中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所先進(jìn)潤滑與防護(hù)材料研發(fā)中心王齊華研究員帶領(lǐng)的課題組，通過表面活性劑輔助乙二醇溶劑熱法首次實現(xiàn)立方體、八面體和球形黃鐵礦單晶的選擇合成。與傳統(tǒng)的制備方法相比，該方法無需昂貴的單源前驅(qū)體或有毒溶劑，而且實現(xiàn)了對晶體形貌的控制。

據(jù)介紹，研究還發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物形貌取決于表面活性劑的種類、氫氧化鈉和硫的用量，并提出了可能的生長機(jī)理。該研究所用方法使得均一黃鐵礦八面體和立方體晶體合成成為可能，對于其他金屬硫族化物的制備具有指導(dǎo)意義。

自然界中僅由鐵和硫構(gòu)成的鐵硫化物較少，有黃鐵礦、磁硫鐵礦、磁黃鐵礦等?？傮w來講，鐵硫化合物擁有獨特的磁性和電學(xué)性能，這些性能與鐵和硫之間的化學(xué)計量比以及它們的晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。在這些重要無機(jī)材料中，由于其獨特的光電性能，黃鐵礦廣泛應(yīng)用于光伏太陽能電池、鋰離子電池電極材料等領(lǐng)域。此外黃鐵礦在礦石初選、煤分離中也發(fā)揮關(guān)鍵作用。

據(jù)介紹，這項研究得到了國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃、國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新基金群體以及中科院知識創(chuàng)新工程重要方向項目的支持。