自然硫

基本概述自然硫(Sulfur)是指斜方晶系的α硫。分子式为S,理论含硫量为100%,此外,自然硫中通常含有一些杂质,火山岩自然硫往往含有少量砷、碲、硒和钛,沉积型自然硫常夹杂有方解石、粘土、有机质和沥青等。
自然硫常夹有泥质、有机质等。通常呈土状集合体。纯硫呈黄色,含有杂质时则呈不同色调的黄色。晶体半透明,莫氏硬度为1~2,比重2.05克/立方厘米~2.08克/立方厘米,性脆,金刚光泽(晶面)及油脂光泽(断面)。
基本特性1.理化特性
化学组成:自然硫一般不纯净,火山作用成因的自然硫往往含少量的Se,As,Te,其他矿床产出常夹有粘土、有机质、沥

青和机械混入物等;
类别:自然元素-非金属元素-自然硫族;
晶系和空间群:正交晶系,Fddd;
晶胞参数:a0=1.0437nm,b0=1.2845nm,c0=2.4369nm;
形态:晶形常呈双锥状或厚板状,由菱方双锥、菱方柱、板面等组成,通常呈致密块状、粉末状;
颜色:硫黄色,因含杂质而带各种不同色调;
条痕:淡黄色;
透明度:不透明;
光泽:晶面呈金刚光泽,断口呈油脂光泽;
解理和断口:解理{001}、{110}、{111}不完全,贝壳状断口;
其他性质:不导电,摩擦带负电。不溶于水、盐酸和硫酸,但溶于二硫化碳、苯、三氯甲烷、苛性碱中,在硝酸和王水中被氧化成硫酸。熔点112.8℃,易燃(270℃)。
2.鉴定特征
自然硫以其颜色、油脂光泽、低硬度、性脆和有硫臭味为特征;黄色,油脂光泽,硬度小,性脆,有硫臭味,易燃,光焰呈蓝紫色。
主要分类1.火山喷发型
由硫蒸气直接升华或硫化物矿床与高温水蒸气作用生成H2S,经不完全氧化或与二氧化硫反应而成自然硫:

2H2S + O2 = 2S + 2H2O
2H2S + SO2 = 3S + 2H2O
2.沉积型
一般是硫酸盐类物质在封闭条件下经菌解作用生成自然硫,或者硫酸盐的水溶液在煤系地层中经还原作用生成大量的H2S,H2S在弱氧化条件下,经物理化学作用而沉积自然硫。
3.风化型
黄铁矿等金属硫化物或硫酸盐氧化分解而成,化学反应式为:
FeS2(黄铁矿)→ FeSO4 → Fe2(SO4)3
Fe2(SO4)3 + FeS2 → 3FeSO4 + 2S(自然硫)
成因/产地全球的一半左右的硫以自然元素即自然硫产出,自然硫见于地壳的最上部分和其表部。其形成有着不同的途径。最主要的是由生物化学作用形成的和火山成因的自然矿床。由生物化学作用形成的沉积硫矿床,是在封闭型泻湖中由细菌还原硫酸盐而成,常与石灰岩层或石膏层组成互层。此外,在硫化物矿床氧化带下部,由金属硫化物,主要是由黄铁矿氧化分解而成。首先是黄铁矿经氧化形成Fe2(SO4)3,后者又作用于黄铁矿而形成自然硫:FeS2+Fe2(SO4)3→3FeSO4+2S。在某些沉积层中由石膏分解而成,例如一些盐丘顶部的石膏,由硫细菌作用而被分解,形成自然硫。硫还可以直接由气体冷凝(升华)或硫化氢气体之不完全氧化产生,如活动或休眠火山喷火口边缘附近,由硫气孔喷出的气体转化而成;也可以由硫化物经细菌之硫化作用形成。
硫最常见于第三纪沉积岩内,与石灰岩、硬石膏、石膏共存,通常亦存于黏土层中,与烟煤矿体共存。世界闻名的硫晶体产于西西里吉珍提(Girgenti),与天青石、石膏、方解石和霰石共生。中国自然硫主要产地是台湾北部的大屯火山区;硫亦产于墨西哥、夏威夷、日本、阿根廷与智利的奥雅圭,另外,美国的德州与圣路易斯安纳州也有不错的产量。
主要用途1.工业用途
自然硫是化学工业的基本原料,主要用于制造硫酸,占消费总量的85%以上,其中1/2以上用于生产硫酸镁、磷酸铵、过磷酸

钙等化学肥料,其余用于化学制品,如合成洗涤剂、合成树脂、染料、药品、纸张填料、石油催化剂、钛白及其它颜料、合成橡胶、炸药等。石油和钢铁工业也需要少量硫酸。非酸类的应用包括用于纸张、人造丝、医药、染料、玻璃等行业。
2.药用价值
药用自然硫名硫黄,别名石硫黄、硫磺、黄牙、黄硵砂。功效:杀虫止痒;助阳益火。
据《神农本草经》,自然硫系自然元素类矿物硫族自然硫Sulfur。采挖后,加热熔化,除去杂质;或用含硫矿物经加工制得。
3.其它用途
炼丹常用药物。又称“石硫黄”、“僧溪黄”、“石亭脂”。《神农本草经》列为中品,据称能“化金银铜铁奇物”。《抱朴子·金丹》:“《玉柱丹法》,以华池和丹,以曾青硫黄末覆之荐之,内筩中沙中,蒸之五十日,服之百日。”《云笈七签》卷六八《金丹部·九还金丹二章》:“石硫黄本出波斯南明之境,禀纯阳火之精,精气结而成质,质性通流,……功能破邪归正,反浊还清,挺立阳精,消阴化魂,元真运转,偏假其功。”