镍黄铁矿（J·彭特蓝德发现的硫化物）

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更新时间：2023-05-20
镍黄铁矿
J·彭特蓝德发现的硫化物
镍黄铁矿是一种由铁和镍构成的硫化物，分子式为(Fe,Ni)9S8，其中铁和镍的含量接近1:1，除此之外，它也含有微量的钴。镍黄铁矿的比重介于4.6到5.0，而硬度再3.5和4之间，是首先由爱尔兰科学家J·彭特蓝德(1797-1873)发现。
基本信息
外文名
Pentlandite
性质
镍和铁的硫化物矿物
特性
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。结构与形态
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。产状与组合
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。鉴定特征
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。
名字来源
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。工业应用
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。
主要产地
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。
制备和来源
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。
代谢吸收
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。
生理功能
镍黄铁矿
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。
用途
镍黄铁矿
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。