黃鐵礦

黃鐵礦化學組成為Fe[S₂]（其中鐵元素質量分數46.67%，硫元素質量分數53.33%）。成分中常見Co、Ni等元素呈類質同象置換Fe，形成CoS₂-FeS₂和FeS₂-NiS₂系列。含有Au、Ag、Cu、Pb、Zn等呈機械混入物。 ^[4] 

黃鐵礦晶體結構(2張)

等軸晶系；

-Pa3；a₀=0.542nm，Z=4。主要粉晶譜線：1.632（100）、2.709（85）、2.423（65）。黃鐵礦是NaCI型結構的衍生結構，Fe²⁺佔據在角頂和麪心，啞鈴狀對硫離子[S₂]^2-分佈在相當於八分之一立方體的對角線方向。對硫SS間距為0.210nm，相應使陽離子Fe²⁺與對硫距離縮短。S^2-的半徑為0.185nm，Fe²⁺半徑0.07nm，兩者之和為0.259nm。實際上S-Fe之間距離為0.226nm，表明趨於緊密。由於啞鈴狀對硫離子的伸長方向在結構中交錯配置，使各方向鍵力相近，黃鐵礦解理極不完全，硬度增大。 ^[4] 

形態：偏方復十二面體晶類，T_h-m3（3L²4L³3PC）。晶體完好。主要單形：立方體a{100}、五角十二面體e{210}、八面體{111}、偏方復十二面體{321}。立方體晶面上見三組互相垂直的條紋（為{100}與{210}的聚形紋），依（110）呈鐵十字穿插雙晶。集合體通常呈粒狀、緻密塊狀、球狀、草莓狀等。隱晶質變交替黃鐵礦稱為膠黃鐵礦。 ^[4] 

黃鐵礦為淺銅黃色，表常具有黃褐色錆色；條痕綠黑色；強金屬光澤，不透明。無解理；斷口參差狀；性脆，可具檢波性，具介電性、熱電性。反射光下呈黃白色。均質性。反射率R：54.5（白色）、46（470nm）、53.6（546nm）。紅外光譜強吸收帶8-11微米，其它物理參數（包括測井參數）如下表所示： ^{[2]  [4]} 

黃鐵礦在潮濕環境下成為硫酸亞鐵（水綠礬，FeSO₄），發生的主要化學反應方程式：2FeS₂+7O₂+2H₂O=2FeSO₄+2H₂SO₄。 ^[8] 

天然黃鐵礦在地表條件下容易被風化成褐鐵礦。 ^[9] 

黃鐵礦在焙燒過程中從400℃左右開始發生熱分解，每摩爾FeS₂大約放出1摩爾單質硫。遊離的單質硫立即與空氣中的氧進行反應變成二氧化硫氣體。這種熱分解反應一般以下式表示：FeS₂→FeS_1+x+0.5(1-x)S₂。 ^[8] 

黃鐵礦在焙燒時會發生複雜的氧化-還原反應，可能的反應機制有（熱化學方程式，熱效應為500℃情況下）：

①FeS₂+

O₂＝0.5Fe₂O₃+2SO₂，ΔH=-833.8kJ

②FeS₂+

O₂＝

Fe₃O₄+2SO_2，ΔH=-792.9kJ；

隨着SO₂的生成，同時可能發生的反應和相應650℃下的熱效應為：

③Fe₂O₃+2SO₂+0.5O₂＝2FeSO_4，ΔH=-428.4kJ

④Fe₂O₃+3SO₂+1.5O₂＝Fe₂(SO₄)₃，ΔH=-854kJ 。 ^[10] 

黃鐵礦是地殼中分佈最廣的硫化物，形成於各種不同的地質作用，在多種岩石和礦石（包括煤層）中都可出現。在岩漿岩中，黃鐵礦呈細小浸染狀，為岩漿期後熱液作用的產物。在接觸交代礦牀中，黃鐵礦常與其他硫化物共生，形成於熱液作用後期階段。在熱液礦牀中，黃鐵礦與其他硫化物、氧化物、石英等共生；有時形成黃鐵礦的巨大堆積。在沉積岩、煤系地層及沉積礦牀中，黃鐵礦呈團塊狀、結核狀或透鏡體產出。在變質岩中，黃鐵礦往往是變質作用的產物。一般來説，內生成因的黃鐵礦主要產於熱液礦牀中，它往往呈單個晶體或晶簇；外生成因的黃鐵礦見於沉積岩、煤層及沉積礦牀中，它往往呈結核狀、團塊狀和浸染狀。 ^[5] 

中國許多省區都有黃鐵礦產出，如湖南、湖北、浙江，陝西、安徽、廣東等，較為重要的產地有廣東雲浮、英德，安徽馬鞍山，甘肅白銀廠和湖南來陽等。 ^{[3]  [6]} 

除中國以外，西班牙、美國、墨西哥、玻利維亞、秘魯、意大利、英國、法國、德國、瑞士、瑞典等國也有具有觀賞價值的黃鐵礦晶體產出。 ^{[3]  [6]} 

黃鐵礦的淺黃銅色，本身具有的強金屬光澤給人帶來光亮閃爍的視覺體驗，常被人們誤認為是黃金，故又稱為“愚人金”。為了區分黃鐵礦和自然金，可以利用鋼針或小刀進行刻劃，鋼針或小刀刻劃自然金能夠在其表面劃出明亮溝痕（因自然金硬度相對較低所致）；而黃鐵礦硬度較高，鋼針或小刀無法將其刻劃。先民們也曾利用牙咬的方法來辨別真偽，人的牙齒可以咬得動自然金但咬不爛，而人的牙齒咬不動黃鐵礦。其次，自然金的條痕顏色為黃色至紅黃色，而黃鐵礦、黃銅礦等相似礦物的條痕顏色為綠黑色，這也作為它們的區別特徵之一。再次，黃鐵礦、黃銅礦性脆，敲擊後碎裂，而自然金具有強的延展性，受力作用後會發生塑性變形而不會破裂。 ^[7] 

通過顏色或條紋來區分黃銅礦和黃鐵礦很難實現，儘管黃銅礦傾向於形成更多的彩色鏽蝕，並且很少表現出良好的晶體形狀。因此，硬度通常是區分這兩種礦物的最簡單方法。黃銅礦是一種相對較軟的礦物，被釘子或刀刃劃刻有劃痕，而黃鐵礦比大多數金屬工具更硬。 ^[11] 

白鐵礦是黃鐵礦的多晶型，具有黃鐵礦的許多特性，包括其硬度。白鐵礦通常具有比黃鐵礦更淺的顏色，並且往往具有輻射纖維內部紋理，而黃鐵礦通常具有立方體到八面體形狀，在某些晶體表面上有微弱的條紋。明確區分兩者的方法是通過化學測試。然而，白鐵礦只存在於沉積環境和低温礦脈中，因此在幾乎任何其他環境中，堅硬的黃色金屬礦物很大概率是黃鐵礦。 ^[11] 

黃鐵礦是一種非常廉價的古代寶石。在英國維多利亞女王時代（公元1837-1901年），人們喜歡飾用這種具有特殊形態和觀賞價值的寶石。它除了用於磨製寶石外，還可以做珠寶玉器和其他工藝品的底座。 ^[3] 

黃鐵礦在中藥中稱“自然銅”，一般砸碎或煅用，別名“石髓鉛”。具有散瘀止痛、接骨療傷的功效，配方藥如活血止痛散，軍中跌打散等。 ^[3] 

黃鐵礦是提取硫和製造硫酸的主要礦物原料。含Au、Co、Ni時可提取伴生元素。黃鐵礦在生產中可作為催化劑。如生產肥料用的氨、從可再生生物質中合成碳氫化合物燃料、提取燃料電池和電動汽車用的氫等，均可適當採用黃鐵礦，實現催化效果。 ^[3] 

黃鐵礦具有表面溶解性、沉澱吸附性、氧化還原性等特性，是一種天然的廢水處理礦物材料，能吸附很多有害的金屬離子如鉻、汞、納米金、銻和非金屬離子磷、砷等，另外還能吸附一些小分子的物質，不僅如此，通過對黃鐵礦進行改性、人工合成或與其它材料聯合使用後可以更有效地處理不同類型的廢水。 ^[9] 

黃鐵礦英文名稱源於希臘字“pry”，意思為“火”，因為用錘子敲擊黃鐵礦會產生火星。 ^[7]