Pyrit

Pyrit (Pyrite) hay pyrit sắt (sắt pyrite), là một loại khoáng vật disulfide sắt có công thức hóa học FeS₂. Màu kim loại và sắc vàng nhạt đến thông thường của khoáng vật này đã làm cho nó được biết đến với cái tên vàng của kẻ ngốc (fool's gold) do nó giống như vàng. Pyrit là loại sulfide phổ biến nhất. Tên pyrit bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp πυρίτης (puritēs) có nghĩa là 'của lửa' hoặc 'trong lửa', từ πύρ (pur) có nghĩa là 'lửa'. Tên này có lẽ là do các tia lửa được tạo ra khi pyrit va chạm với thép hoặc đá lửa. Tính chất này làm cho pyrit rất phổ biến trong việc sử dụng làm cơ chế đánh lửa bằng bánh xe trong các loại súng cổ.

Khoáng vật học

Loại khoáng vật này thường xuất hiện dưới dạng các tinh thể đa cực và thường có hình khối lập phương. Các mặt của khối lập phương có thể có vân (các đường song song trên bề mặt của tinh thể hoặc mặt cát khai) do kết quả của sự xen kẽ giữa các khối lập phương và các mặt phẳng pyrit. Pyrit cũng có thể xuất hiện dưới dạng các tinh thể dạng chén và các tinh thể pyrit (hình thập nhị diện với các mặt ngũ giác). Nó có mặt gãy hơi không đều và có độ cứng Mohs khoảng 6–6,5, tỷ trọng khoảng 4,95–5,10. Nó giòn và có thể dễ dàng nhận biết trên thực địa do có mùi đặc trưng, được phát ra khi mẫu vật bị nghiền nát.

Pyrit thường được tìm thấy kết hợp với các sulfide hoặc oxit khác trong mạch thạch anh, đá trầm tích, đá biến chất và các lớp than, đóng vai trò như một khoáng vật thay thế trong các hóa thạch. Mặc dù có biệt danh là vàng của kẻ ngốc, một lượng nhỏ vàng đôi khi cũng được phát hiện trong quặng chứa pyrit. Vàng và asen thường xuất hiện cùng nhau như một dạng thay thế trong cấu trúc của pyrit. Tại khu vực trầm tích vàng ở Carlin, Nevada, pyrit asen có chứa lên đến 0,37% vàng theo trọng lượng. Pyrit chứa vàng là loại quặng vàng có giá trị.

Phong hóa và sản sinh sulfat

Pyrit bị oxi hóa khi tiếp xúc với không khí trong quá trình khai thác mỏ và khai thác, dẫn đến việc sản sinh sulfat và tạo ra môi trường axit trong nước mỏ. Quá trình acid hóa này được thúc đẩy bởi vi khuẩn như Acidithiobacillus, các loại vi khuẩn này sử dụng sắt II (Fe) và oxy làm nguồn năng lượng bằng cách oxy hóa thành sắt III (Fe). Ion sắt III sau đó tấn công pyrit để sinh ra ion sắt II và sulfat. Sắt II được tái sử dụng bởi vi khuẩn để tái tạo sắt III, và chu trình này tiếp tục cho đến khi pyrit bị mòn hết.

Sử dụng

Pyrit được sử dụng thương mại để sản xuất dioxide lưu huỳnh, có ứng dụng trong các ngành công nghiệp như sản xuất giấy và acid sulfuric, mặc dù vai trò của nó trong các ứng dụng này đang giảm dần.

Pyrit và marcasit

Pyrit thường bị nhầm lẫn với khoáng vật marcasit, tên gọi này có nguồn gốc từ tiếng Ả Rập để chỉ pyrit, do chúng có các đặc điểm tương tự nhau. Marcasit là dạng đa hình của pyrit, có cùng công thức hóa học nhưng khác về cấu trúc và do đó khác về hình dáng tinh thể và tính đối xứng. Tuy nhiên, các nguyên tố lưu huỳnh trong marcasit xuất hiện dưới dạng các cặp persulfide, tương tự như trong pyrit. Marcasit/pyrit được xem là một trong những cặp đa hình phổ biến thứ hai sau kim cương/graphit (than chì). Bề ngoài của marcasit có màu bạc hơn một chút.

Marcasit là dạng ổn định giả của pyrit và sẽ dần chuyển hóa thành pyrit khi bị nung hay qua thời gian. Marcasit tương đối hiếm, nhưng có thể phổ biến ở một số địa phương trong một số loại quặng trầm tích, ví dụ như trong quặng Pb-Zn của thung lũng Mississippi. Marcasit dường như chỉ hình thành từ dung dịch nước.

Pyrit thường được sử dụng trong nghệ thuật vàng học để tạo chuỗi hoặc vòng tay. Mặc dù có thành phần tương tự, nhưng marcasit không thích hợp do dễ vỡ thành bột. Việc sử dụng thuật ngữ Marcasit cho sản phẩm từ pyrit gây nhầm lẫn. Các viên đá marcasit này, mặc dù được gọi là marcasit, nhưng thực tế là pyrit được đánh bóng và đặt vào bạc thật (hoặc bạc sterling, chứa 92,5% bạc và 7,5% kim loại khác).

Các dạng oxihóa

Trong hóa học vô cơ cổ điển, pyrit có thể được miêu tả như FeS₂. Cấu trúc này cho thấy nguyên tử lưu huỳnh trong pyrit tồn tại dưới dạng cặp liên kết S-S rõ ràng. Những phân tử persulfide này có thể bắt nguồn từ persulfide hydro (H₂S₂). Vì vậy, pyrit có thể được miêu tả hợp lý hơn là sắt persulfide thay vì sắt disulfide. Trong khi đó, molypdenit (MoS₂) có cấu trúc sulfide (S) đơn lẻ. Do đó, trạng thái oxihóa của molypden là Mo. Asenopyrit có công thức hóa học FeAsS. So với pyrit với những đơn vị S-S, asenopyrit lại có đơn vị As-S, phát sinh từ sự khử proton của H₂AsSH. Phân tích các trạng thái oxihóa cổ điển khuyên nên miêu tả asenopyrit là FeAsS.

Các biến thể

Bravoit là một dạng biến thể của pyrit chứa niken và coban, với hơn 50% thay thế Ni thay cho Fe trong pyrit. Bravoit không được công nhận rộng rãi là một khoáng vật và được đặt theo tên của nhà khoa học người Peru, Jose J. Bravo (1874-1928).

Nghệ thuật âm nhạc

• Bài hát Fool's gold trong album Four (2014) của One Direction (1D) có ý nghĩa là 'những điều mà người ta nghĩ sẽ thú vị và thành công nhưng không phải như vậy'

• American Geological Institute, 2003, Từ điển các thuật ngữ khoáng sản và liên quan, ấn bản lần 2, Springer, New York, ISBN 978-3-540-01271-9
• Thư viện khoáng vật Lưu trữ 2006-07-09 tại Wayback Machine

Các liên kết bên ngoài

• Cách hình thành và biến đổi khoáng sản Lưu trữ 2006-11-24 tại Wayback Machine 'Quá trình oxy hóa pyrit dưới điều kiện phòng thí nghiệm'.